La alimentación de bajas calorías mejora el funcionamiento de las células

Experimentos con animales muestran que la restricción calórica genera alteraciones celulares que pueden prevenir enfermedades. Éste fue el tema de una conferencia durante la FAPESP Week London

Por André Julião, desde Londres  |  Agência FAPESP – La cantidad de calorías que consume una persona tiene una influencia directa sobre el funcionamiento de distintas células. Un grupo de científicos de la Universidad de São Paulo (USP) ha demostrado de qué manera los platos menos calóricos tienen un efecto protector contra algunas enfermedades.

Algunos trabajos de estos investigadores brasileños se dieron a conocer durante el primer día de la FAPESP Week London, realizada entre los días 11 y 12 de febrero de 2019.

Los estudios se llevaron a cabo en el ámbito del Centro de Investigaciones en Procesos Redox en Biomedicina (Redoxoma), uno de los Centros de Investigación, Innovación y Difusión (CEPIDs) de la FAPESP.

“Apuntamos observar de qué modo afectan al metabolismo ciertas alteraciones en la dieta, y cómo esto termina por alterar las probabilidades de contraer enfermedades asociadas con la edad”, dijo Alicia Kowaltowski, docente del Instituto de Química de la Universidad de São Paulo (IQ-USP).

Uno de los experimentos del grupo, realizado con ratones, muestra de qué manera una dieta menos calórica puede proteger el cerebro contra la muerte neuronal asociada a enfermedades tales como el alzhéimer, el párkinson, las epilepsias y los accidentes cerebrovasculares (ACV), entre otras. 

Los animales quedaron divididos en dos grupos. Los investigadores calcularon cuántas calorías consumía en promedio uno de los grupos que comió libremente, en tanto que le ofrecieron un 40% a menos al otro. Al cabo de 14 semanas, se les inyectó a los ratones de ambos grupos una conocida sustancia que provoca convulsiones, daños y la muerte de las células neuronales.

Mientras que los animales del grupo que comió a discreción sufrieron convulsiones, permanecieron bien aquéllos a los que se les restringieron las calorías. Los científicos investigaron entonces qué sucedía in vitro. Para ello aislaron los orgánulos del cerebro de ratas también divididas en dos grupos: las que comieron a discreción y las sometidas a restricciones. Cuando se le agregó calcio al medio, se observó que la captación era mayor en las mitocondrias del grupo que ingirió menos calorías.

Las mitocondrias son los orgánulos encargados de producir energía en las células. En el caso de las ratas sometidas a la dieta con restricción calórica, se incrementó la capacidad mitocondrial de captar calcio en situaciones en las cuales el nivel de este mineral se encontraba elevado patológicamente (Lea más en: agencia.fapesp.br/24154).

La insulina

En el páncreas, la restricción calórica se mostró capaz de mejorar la respuesta celular ante el aumento del nivel de glucosa en la sangre. Los investigadores arribaron a esta conclusión tras realizar experimentos con cultivos de células beta, que se ubican en los islotes pancreáticos y son las encargadas de producir la insulina.

El suero sanguíneo de las ratas sometidas a distintas dietas, similar al del estudio referente a los efectos de la restricción calórica en las neuronas, se utilizó para nutrir a las células cultivadas in vitro. 

En las células tratadas con suero de los animales que comieron menos, la secreción de insulina desde las células beta transcurrió normalmente: era menor cuando la glucosa estaba baja y mayor cuando la glucosa se encontraba elevada. En los animales que comieron más (y se volvieron obesos), lo propio no sucedió. Este experimento demostró que puede haber algún factor circulante en la sangre que modifique en forma aguda el funcionamiento de las células beta.

Nuevamente, los investigadores plantearon la hipótesis de que este fenómeno estaría relacionado con las mitocondrias, dado que la secreción de insulina depende de la disponibilidad de ATP (trifosfato de adenosina, una molécula que almacena energía) en las células.

Cuando midieron el consumo de oxígeno en ambos grupos de células, notaron que el mismo era mayor en las células a las que se les aplicó el suero de los animales sometidos a la restricción calórica. Como la respiración es responsable de la liberación de insulina cuando aumenta la glucosa, esto constituyó una señal de que las células generan más ATP en tal condición.

Otros experimentos demostraron también que las mitocondrias de las células tratadas con el suero de los animales sometidos a la restricción calórica intercambiaban más material entre ellas, lo que las dotaba de una mayor eficiencia (Lea más en: agencia.fapesp.br/25658).

Envejecer sanamente

Kowaltowski hizo hincapié en que la comprensión del funcionamiento del metabolismo resulta fundamental para prevenir y curar enfermedades metabólicas, como lo es la obesidad. Se sabe que ésta constituye uno de los peores factores pronósticos si de lo que se trata es de envejecer sanamente.

“Las personas obesas son mucho más propensas a desarrollar diversas afecciones relacionadas con la edad. Esto va de las enfermedades neurodegenerativas como el alzhéimer a las proliferativas, como el cáncer, y a las dolencias metabólicas propiamente dichas, tales como la diabetes tipo 2, las hiperlipidemias, los infartos y los accidentes cerebrovasculares (ACV). Todas tienen una mayor incidencia entre las personas obesas”, dijo la investigadora.  

Al prevenirse la obesidad, se previene la aparición de estas afecciones. Así y todo, la epidemia mundial no disminuye ni siquiera con las constantes alertas referentes a la necesidad de mantener una alimentación balanceada y de practicar actividades físicas. 

“Por este motivo, si intentamos entender los mecanismos por los cuales la obesidad incrementa el surgimiento de estas enfermedades, dispondremos de nuevas herramientas para combatirlas y prevenirlas”, dijo Kowaltowski.

Lea más sobre la FAPESP Week London: www.fapesp.br/week2019/london/.