El ayuno envía a las células madre musculares a un estado de reposo profundo que ralentiza la reparación muscular pero también las hace más resistentes al estrés, según un estudio de Stanford Medicine en ratones de laboratorio.
El efecto protector también se puede lograr alimentando a los ratones con alimentos ricos en grasas y bajos en carbohidratos, también conocidos como dieta cetogénica, que imita la forma en que el cuerpo responde al ayuno, o dando a los animales cuerpos cetónicos, los subproductos que se producen cuando el cuerpo utiliza la grasa como fuente de energía.
La investigación explora cómo responde el cuerpo en tiempos de privación y abundancia y da pistas sobre el efecto del envejecimiento en la capacidad de regenerar y reparar el tejido dañado. Aunque el estudio se centró en las células madre musculares, los investigadores creen que los hallazgos son aplicables a otros tipos de tejido en todo el cuerpo.
“A medida que envejecemos, experimentamos una curación más lenta y menos completa de nuestros tejidos”, dijo Thomas Rando , MD, PhD, profesor de neurología y ciencias neurológicas. “Queríamos entender qué controla esa capacidad regenerativa y cómo el ayuno afecta este proceso. Descubrimos que el ayuno induce la resiliencia en las células madre musculares para que sobrevivan durante la privación y estén disponibles para reparar el músculo cuando los nutrientes estén nuevamente disponibles”.
Rando, quien recientemente aceptó un puesto como director del Broad Stem Cell Research Center en UCLA, es el autor principal del estudio , que se publicó en línea el 7 de junio en Cell Metabolism . El instructor Daniel Benjamin , PhD, y el estudiante graduado Pieter Ambos son los autores principales del estudio.
Restricción de calorías
Está bien documentado que la restricción calórica a largo plazo prolonga la vida útil y promueve la salud general de los animales de laboratorio, pero es difícil para las personas mantener una dieta muy baja en calorías durante meses o años. El ayuno periódico ha sido explorado como otra forma de obtener los beneficios para la salud de la restricción calórica, pero los efectos del ayuno intermitente en el cuerpo y su capacidad para regenerar tejidos dañados o envejecidos no han sido bien estudiados.
El ayuno o, alternativamente, llevar una dieta cetogénica alta en grasas y baja en carbohidratos, una técnica popular para perder peso, hace que el cuerpo entre en un estado llamado cetosis, en el que la grasa es la principal fuente de energía. Los cuerpos cetónicos son los subproductos del metabolismo de las grasas.
Los investigadores encontraron que los ratones que habían ayunado entre 1 y 2,5 días eran menos capaces que los animales que no ayunaban para regenerar nuevos músculos en sus patas traseras en respuesta a una lesión. Esta capacidad regenerativa reducida persistió hasta tres días después de que los ratones comenzaron a alimentarse nuevamente y regresaron a un peso corporal normal; volvió a la normalidad dentro de una semana del final del ayuno.
Investigaciones posteriores demostraron que las células madre musculares de los animales en ayunas eran más pequeñas y se dividían más lentamente que las de los animales que no ayunaban. Pero también eran más resistentes: sobrevivieron mejor cuando se cultivaron en una placa de laboratorio en condiciones desafiantes, incluida la privación de nutrientes, la exposición a sustancias químicas que dañan las células y la radiación. También sobrevivieron al trasplante de nuevo en animales mejor que los de animales que no ayunaron.
“Por lo general, la mayoría de las células madre musculares cultivadas en laboratorio mueren cuando se trasplantan”, dijo Rando. «Pero estas células se encuentran en un estado de reposo profundo que llamamos quiescencia profunda inducida por cetonas que les permite resistir muchos tipos de estrés».
Las células madre musculares aisladas de animales que no estaban en ayunas y luego tratadas con un cuerpo cetónico llamado beta-hidroxibutirato (BHB) mostraron una resistencia similar a la de los animales en ayunas, encontraron los investigadores. Además, las células madre musculares aisladas de ratones alimentados con una dieta cetogénica, o una dieta normal junto con inyecciones de cuerpos cetónicos, mostraron las mismas características que las células madre profundamente inactivas de animales en ayunas.
Finalmente, los investigadores aislaron células madre musculares de ratones viejos que habían sido tratados con cuerpos cetónicos durante una semana. Investigaciones previas en el laboratorio de Rando mostraron que estas células madre musculares envejecidas crecían peor en el laboratorio que las células madre musculares de animales más jóvenes. Pero el tratamiento con los cuerpos cetónicos permitió que las viejas células madre musculares sobrevivieran tan bien como sus contrapartes más jóvenes.
Aplicaciones potenciales
Aunque es necesario realizar más investigaciones, los resultados son intrigantes, dijeron los investigadores.
“Las células evolucionaron para existir en tiempos de abundancia y en tiempos de privación”, dijo Rando. “Tenían que ser capaces de sobrevivir cuando la comida no estaba disponible. Los cuerpos cetónicos surgen cuando el cuerpo usa la grasa para obtener energía, pero también empujan a las células madre a un estado de reposo que las protege durante la privación. En este estado, están protegidos del estrés ambiental, pero también son menos capaces de regenerar el tejido dañado”.
Equilibrar estos resultados podría algún día ayudar a combatir el envejecimiento normal y mejorar la función de las células madre en todo el cuerpo, especularon los investigadores.
“Sería beneficioso si los efectos del ayuno en las células madre pudieran lograrse a través de los cuerpos cetónicos, suplantando la necesidad de ayunar o seguir una dieta cetogénica”, dijo Rando. «Tal vez sea posible comer normalmente y aun así obtener esta mayor capacidad de recuperación».
La investigación fue apoyada por los Institutos Nacionales de Salud (subvenciones T32GM119995-1A1, PO1AG036695, R37AG023806 y RO1AR073248), el Instituto Buck para la Investigación sobre el Envejecimiento y el Departamento de Asuntos de Veteranos.
Fuente: https://med-stanford-edu.translate.goog/news/all-news/2022/06/ketogenic-diet-stem-cells-stress.html?_x_tr_sl=en&_x_tr_tl=es&_x_tr_hl=es&_x_tr_pto=sc
Fecha: 7 de junio de 2022