La alimentación restringida en el tiempo remodela la expresión génica en todo el cuerpo

La alimentación restringida en el tiempo remodela la expresión génica en todo el cuerpo

Los investigadores de Salk descubren que sincronizar la ingesta de calorías sincroniza los ritmos circadianos en múltiples sistemas en ratones

LA JOLLA—Numerosos estudios han demostrado los beneficios para la salud de la alimentación restringida en el tiempo, incluido el aumento de la esperanza de vida en estudios de laboratorio, lo que hace que prácticas como el ayuno intermitente sean un tema candente en la industria del bienestar. Sin embargo, no se ha entendido bien exactamente cómo afecta al cuerpo a nivel molecular y cómo esos cambios interactúan en múltiples sistemas de órganos. Ahora, los científicos de Salk muestran en ratones cómo la alimentación restringida en el tiempo influye en la expresión génica en más de 22 regiones del cuerpo y el cerebro. La expresión génica es el proceso mediante el cual los genes se activan y responden a su entorno creando proteínas.

Los resultados, publicados en El metabolismo celular el 3 de enero de 2023, tienen implicaciones para una amplia gama de condiciones de salud en las que la alimentación restringida en el tiempo ha demostrado beneficios potenciales, como diabetes, enfermedades cardíacas, hipertensión y cáncer.

"Descubrimos que hay un impacto molecular en todo el sistema de comer con restricción de tiempo en ratones", dice el profesor panda satchidananda, autor principal y titular de la Cátedra Rita y Richard Atkinson en Salk. “Nuestros resultados abren la puerta para observar más de cerca cómo esta intervención nutricional activa los genes involucrados en enfermedades específicas, como el cáncer”.

Para el estudio, dos grupos de ratones recibieron la misma dieta alta en calorías. A un grupo se le dio libre acceso a la comida. El otro grupo estaba restringido a comer dentro de una ventana de alimentación de nueve horas cada día. Después de siete semanas, se recolectaron muestras de tejido de 22 grupos de órganos y el cerebro en diferentes momentos del día o de la noche y se analizaron en busca de cambios genéticos. Las muestras incluyeron tejidos del hígado, estómago, pulmones, corazón, glándula suprarrenal, hipotálamo, diferentes partes del riñón e intestino y diferentes áreas del cerebro.

Los autores encontraron que el 70 por ciento de los genes del ratón responden a una alimentación restringida en el tiempo.

"Al cambiar el momento de la comida, pudimos cambiar la expresión génica no solo en el intestino o el hígado, sino también en miles de genes en el cerebro", dice Panda.

Casi el 40 por ciento de los genes en la glándula suprarrenal, el hipotálamo y el páncreas se vieron afectados por la alimentación restringida en el tiempo. Estos órganos son importantes para la regulación hormonal. Las hormonas coordinan funciones en diferentes partes del cuerpo y el cerebro, y el desequilibrio hormonal está implicado en muchas enfermedades, desde la diabetes hasta los trastornos de estrés. Los resultados ofrecen una guía sobre cómo la alimentación restringida en el tiempo puede ayudar a controlar estas enfermedades.

Curiosamente, no todas las secciones del tracto digestivo se vieron afectadas por igual. Mientras que los genes involucrados en las dos porciones superiores del intestino delgado, el duodeno y el yeyuno, fueron activados por la alimentación restringida en el tiempo, el íleon, en el extremo inferior del intestino delgado, no lo fue. Este hallazgo podría abrir una nueva línea de investigación para estudiar cómo los trabajos con turnos, que interrumpen nuestro reloj biológico de 24 horas (llamado ritmo circadiano), afectan las enfermedades digestivas y el cáncer. Investigación previa por el equipo de Panda mostró que comer con restricción de tiempo mejoró la salud de los bomberos, que generalmente son trabajadores por turnos.

Los investigadores también encontraron que la alimentación restringida en el tiempo alineaba los ritmos circadianos de múltiples órganos del cuerpo.

“Los ritmos circadianos están en todas partes en cada célula”, dice Panda. “Descubrimos que la alimentación restringida en el tiempo sincronizaba los ritmos circadianos para tener dos ondas principales: una durante el ayuno y otra justo después de comer. Sospechamos que esto le permite al cuerpo coordinar diferentes procesos”.

A continuación, el equipo de Panda observará más de cerca los efectos de la alimentación restringida en el tiempo en condiciones o sistemas específicos implicados en el estudio, como la aterosclerosis, que es un endurecimiento de las arterias que a menudo es un precursor de enfermedades cardíacas y accidentes cerebrovasculares, como así como la enfermedad renal crónica.

Otros autores incluyen a Shaunak Deota, Terry Lin, April Williams, Hiep Le, Hugo Calligaro, Ramesh Ramasamy y Ling Huang de Salk; y Amandine Chaix de la Universidad de Utah.

La investigación fue apoyada por los Institutos Nacionales de Salud (subvenciones CA258221, DK115214, CA014195 y AG065993) y Wu Tsai Human Performance Alliance.

DOI: 10.1016 / j.cmet.2022.12.006