Un estudio que utiliza neuroimagen dirigido por la profesora y autora principal Lilianne R. Mujica-Parodi, doctora de la Universidad Stony Brook (Nueva York), y publicado en PNAS, revela que los cambios neurobiológicos asociados con el envejecimiento pueden verse a una edad mucho más joven de lo que se esperaría, ya a finales de los 40. Sin embargo, el estudio también sugiere que este proceso puede prevenirse o revertirse en función de los cambios en la dieta, que implican minimizar el consumo de carbohidratos simples.
Para comprender mejor cómo la dieta influye en el envejecimiento cerebral, el equipo de investigación se centró en el período presintomático durante el cual la prevención puede ser más efectiva. En el artículo titulado «La dieta modula la estabilidad de la red cerebral, un biomarcador para el envejecimiento cerebral en adultos jóvenes«, demostraron, utilizando conjuntos de datos de neuroimagen a gran escala, que la comunicación funcional entre las regiones del cerebro se desestabiliza con la edad, generalmente a finales de los 40, y que la desestabilización se correlaciona con una cognición más pobre y se acelera con la resistencia a la insulina.
Luego, los experimentos dirigidos mostraron que este biomarcador para el envejecimiento cerebral se modula de manera confiable con el consumo de diferentes fuentes de energía en los alimentos: la glucosa disminuye y las cetonas aumentan la estabilidad de las redes cerebrales. Este efecto se repitió a través de ambos cambios en la dieta total, así como después de beber un suplemento combinado de calorías específico.
«Lo que hallamos con estos experimentos proporciona malas y buenas noticias«, afirma Mujica-Parodi, profesora del Departamento de Ingeniería Biomédica en la Facultad de Ingeniería y Ciencias Aplicadas de la Escuela de Medicina Renaissance en la Universidad Stony Brook, y miembro de la facultad en el Centro Laufer de Biología Física y Cuantitativa. «La mala noticia es que vemos los primeros signos de envejecimiento cerebral mucho antes de lo que se pensaba anteriormente. Sin embargo, la buena noticia es que podemos prevenir o revertir estos efectos con la dieta, mitigando el impacto de la invasión del hipometabolismo mediante el intercambio de glucosa para las cetonas como combustible para las neuronas«.
Lo que descubrieron los investigadores, usando neuroimagen del cerebro, es que desde el principio hay una falla en la comunicación entre las regiones del cerebro («estabilidad de la red»).
«Creemos que, a medida que las personas envejecen, sus cerebros comienzan a perder la capacidad de metabolizar la glucosa de manera eficiente, lo que hace que las neuronas se mueran de hambre lentamente y las redes cerebrales se desestabilicen«, asegura Mujica-Parodi. «Por lo tanto, probamos si darle al cerebro una fuente de combustible más eficiente, en forma de cetonas, ya sea siguiendo una dieta baja en carbohidratos o tomando suplementos de cetonas, podría proporcionar al cerebro una mayor energía. Incluso en individuos más jóvenes, esta energía adicional resulta en redes cerebrales más estabilizadas«.
Para llevar a cabo sus experimentos, la estabilidad de la red cerebral se estableció como un biomarcador para el envejecimiento mediante el uso de dos conjuntos de datos de neuroimagen cerebral (fMRI) a gran escala pertenecientes a casi 1.000 individuos, de 18 a 88 años. La desestabilización de las redes cerebrales se asoció con una cognición deteriorada y se aceleró con Diabetes tipo 2, una enfermedad que bloquea la capacidad de las neuronas para metabolizar eficazmente la glucosa. Para identificar el mecanismo como específico para la disponibilidad de energía, los investigadores mantuvieron constante la edad y analizaron a 42 adultos más, menores de 50 años, con fMRI. Esto les permitió observar directamente el impacto de la glucosa y las cetonas en el cerebro de cada individuo.
La respuesta del cerebro a la dieta se probó de dos maneras. El primero fue holístico, comparando la estabilidad de la red cerebral después de que los participantes pasaron una semana con una dieta estándar (sin restricciones) contra otra baja en carbohidratos (por ejemplo: carne o pescado con ensalada pero sin azúcar, granos, arroz, vegetales con almidón…) En una dieta estándar, el combustible primario metabolizado es la glucosa, mientras que en una dieta baja en carbohidratos, el combustible primario metabolizado son las cetonas.
Sin embargo, podría haber habido otras diferencias entre las dietas que impulsan los efectos observados. Por lo tanto, para aislar la glucosa frente a las cetonas como la diferencia crucial entre las dietas, se escaneó un grupo independiente de participantes antes y después de beber una pequeña dosis de glucosa en un día, y las cetonas en el otro, donde las dos fuentes de energía tenían un peso individual, dosificado y calóricamente emparejado. Los resultados se replicaron, mostrando que las diferencias entre las dietas podrían atribuirse al tipo de fuente de energía que proporcionan al cerebro.
Los hallazgos adicionales del estudio incluyeron lo siguiente: Los efectos del envejecimiento cerebral surgieron a los 47 años, y la degeneración más rápida ocurrió a los 60 años. Incluso en adultos más jóvenes, menores de 50 años, la cetosis dietética (ya sea después de una semana de cambio en la dieta o 30 minutos después de beber cetonas) aumentó la actividad cerebral general y estabilizó las redes neuronales funcionales. Se cree que esto se debe al hecho de que las cetonas proporcionan mayor energía a las células que la glucosa, incluso cuando los combustibles son calóricamente compatibles. Este beneficio se ha demostrado anteriormente para el corazón, pero el conjunto actual de experimentos proporciona la primera evidencia de efectos equivalentes en el cerebro.
«Este efecto es importante porque el envejecimiento cerebral, y especialmente la demencia, están asociados con el hipometabolismo, en el que las neuronas pierden gradualmente la capacidad de utilizar eficazmente la glucosa como combustible. Por lo tanto, si podemos aumentar la cantidad de energía disponible para el cerebro mediante el uso de un combustible diferente, la esperanza es que podamos restaurar el cerebro a un funcionamiento ‘más juvenil’. En colaboración con la Dra. Eva Ratai del Hospital General de Massachusetts, actualmente estamos abordando esta pregunta, ahora extendiendo nuestros estudios a las poblaciones de más edad«, comenta Mujica-Parodi.
«La investigación adicional con colaboradores de Children’s National, bajo la dirección del Dr. Nathan Smith, se enfoca en descubrir los mecanismos precisos por los cuales el combustible impacta la señalización entre las neuronas. Finalmente, en colaboración con el Dr. Ken Dill y el Dr. Steven Skiena, en Stony Brook, estamos trabajando en la construcción de un modelo computacional integral que pueda incorporar nuestra comprensión de la biología, desde las neuronas individuales hasta los cerebros completos y su cognición, a medida que se desarrolla«, finaliza la doctora.
Recuerda… cualquier cambio en tu dieta debería ser supervisado por un/a médico/a especializado y titulado, y habrías de asegurarte de que incluya una variedad de alimentos sana y suficiente.
Fuente: PNAS.
