Descubren en el cerebro de roedores el interruptor del envejecimiento

Descubren en el cerebro de roedores el interruptor del envejecimiento

Publicado por el May 1, 2013

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Está localizado en el hipotálamo y regula la inflamación crónica que se asocia a muchas enfermedades, según publica “Nature”.

Uno de los aspectos menos comprendidos del envejecimiento es su progresión coordinada en todos los sistemas del organismo. Durante mucho tiempo se ha sospechado que el cerebro interviene en ese proceso de declive físico y psicológico, pero hasta ahora no había pruebas concretas en mamíferos. Sí sabe que en algunos invertebrados, como la mosca de la fruta o el gusano transparente Canorhabditis elegans, el declive asociado a la edad está regulado por neuronas sensoriales que captan información del entorno referente a la disponibilidad de comida o factores estresantes. En un artículo que se publica en el último número de “Nature”, investigadores de la Facultad de medicina Albert Einstein de la Universidad Yeshiva  (Nueva York) demuestran que en ratones la coordinación de los procesos que dan lugar al envejecimiento tiene lugar en el hipotálamo, una estructura “equivalente” a esas neuronas sensoriales de los invertebrados, que también controla funciones esenciales para el mantenimiento de la vida, como la regulación del a liberación de hormonas, el hambre y la saciedad, la temperatura o el sueño, entre otras.

En concreto han descubierto que en los roedores añosos hay una activación crónica del factor nuclear kB (NF-kB), que actúa a modo de interruptor que puede acelerar o disminuir la velocidad del envejecimiento. Además demuestran que ese factor está implicado en la regulación en el hipotálamo de respuestas inmunes como la inflamación, clave en el envejecimiento. “La inflamación involucra a cientos de moléculas y NF-kappaB se encuentra justo en el centro de ese mapa regulatorio”, aclara el autor principal del estudio,  Dongsheng Cai, autor principal del estudio

Inflamación crónica

De hecho, la inflamación crónica está implicada en patologías como la arteriosclerosis, la artritis, el cáncer, el síndrome metabólico, la enfermedad de Alzheimer y muchas otras afecciones relacionadas al paso de los años. La interrelación entre envejecimiento e inflamación es tan característica que se utiliza el concepto emergente “inflammageing”, un término derivado de inflamación y envejecimiento, en inglés, acuñado por Claudio Franceschi, del Departamento de Patología experimental de la Universidad de Bolonia, tras observar que hay un fuerte componente inflamatorio en la mayoría de las enfermedades asociadas a la edad. El término haría referencia al cambio de papel del sistema inmune que pasaría de tener respuestas fuertes y limitadas en el tiempo (agudas) en las primeras etapas de la vida, esenciales para superar las infecciones, a otra más baja pero sostenida en el tiempo (crónica) en la senectud, que parece tener un papel clave en el proceso de envejecimiento de varios órganos, incluido el cerebro. 

El artículo publicado en “Nature” va acompañado de un comentario de la inmunóloga Dana Gabuzda y el experto en envejecimiento normal y patológico del cerebro Bruce Yannker, ambos de la facultad de Medicina de Harvard. Los dos investigadores resaltan que el trabajo liderado por Cai, “marca un nuevo paradigma en el estudio del envejecimiento”, ya que demuestra que en ratones la inflamación asociada al envejecimiento está coordinada en el hipotálamo, donde se integran las respuestas hormonal e inmune. 

Y es que la activación del factor nuclear NF-kB, con la mediación de las células inmunes propias del cerebro, la microglía, provoca cambios químicos en el material genético que disminuyen la expresión del gen de la hormona liberadora de la gonadotropina (GnRH). El descenso de esta hormona contribuye en los roedores a los cambios asociados a la edad como la debilidad muscular, disminución de la masa ósea y pérdida de memoria.

Unos hallazgos, resaltan Gabuzda y Yannker, que si son validados, tendrían importantes implicaciones para comprender y tratar las enfermedades asociadas a la edad y en especial las que cursan con inflamación.

Respuesta evolutiva

Todos estos cambios están relacionados con una menor tasa de división celular y de crecimiento, algo que desde el punto de vista evolutivo que puede ser útil en momentos puntuales, como los  procesos de inflamación aguda, para luchar contra los patógenos, pero que se convierte en un inconveniente cuando la división celular y crecimiento están permanentemente mermados, como ocurre durante el envejecimiento.

Se cree que las personas que gozan de una vejez sin muchos achaques tienen un nivel más bajo de inflamación crónica. Por el contrario, quienes tienes más achaques debido a un mal funcionamiento de los sistemas implicados en reducir la inflamación, serían más susceptibles al envejecimiento acelerado y a las patologías asociadas a la edad como patologías cardiacas, resistencia a la insulina que conduce a la diabetes y otros desórdenes metabólicos.

Así la hormona liberadora de gonadotropina (GnRH), además de su papel regulador sobre las hormonas sexuales, en ratones está también implicada en contrarrestar los efectos del paso del tiempo en el organismo y promover la formación de neuronas nuevas en el hipocampo, que regula la memoria, y en el hipotálamo.

Experiencias tempranas estresantes

Los achaques asociados por la edad, sugieren los autores de la investigación podrían venir en parte marcados desde la infancia. El factor nuclear NF-kB podría ayudar también a integrar las experiencias tempranas estresantes, ya sean físicas (como desnutrición) o psicológicas (como abandon) y provocar un cambio en la respuesta hormonal que nos acompañaría a lo largo de toda la vida y aumentaría el riesgo padecer más enfermedades en la vejez. Este efecto a largo plazo se produciría por la influencia del hipotálamo, donde se produce el NF-kB, con la pituitaria, la glándula que segrega las hormonas que mantienen el equilibrio del organismo.

Estos hallazgos en roedores podrían proporcionar nuevas estrategias para combatir las enfermedades de la vejez: La inhibición de la señalización NF-kB y la administración de la GnRH . “Está claro de nuestro estudio que muchos aspectos del envejecimiento son controlados por el hipotálamo. Lo emocionante es que es posible, al menos en ratones, alterar la señalización en el hipotálamo para ralentizar el proceso de envejecimiento y aumentar la longevidad“, señala Cai.. En su investigación demuestra que la administración de GnRH puede aumentar la neurogénesis en el cerebro de ratón adulto y frenar su envejecimiento.

Aumento de la longevidad

Cuando los roedores añosos recibieron inyecciones de GnRH diarias durante un período prolongado, se producen beneficios que incluyen la ralentización del deterioro cognitivo relacionado con la edad, probablemente como resultado de la neurogénesis.

Los investigadores demuestran también que la activación de la ruta de NF-kB en el hipotálamo de los ratones acelera significativamente el envejecimiento, como se demuestra varias pruebas fisiológicas, cognitivas y de comportamiento. “Los ratones mostraron una disminución de la fuerza muscular y tamaño, en el espesor de la piel y en su capacidad de aprender, todos ellos indicadores del envejecimiento. La activación de esta vía promovió el envejecimiento sistémico que acorta la esperanza de vida”, resumió. Por el contrario, el bloqueo de la ruta de NF-kB en el hipotálamo del cerebro de los roedores conlleva un envejecimiento más lento y el aumento de la longevidad media de aproximadamente un 20%, en comparación con los controles

De acuerdo con estos resultados, señala Cai, impedir que el hipotálamo active la inflamación, inhibiendo la señalización mediada por NF-kB, y aumentar la neurogénesis a través de la terapia de GnRH serían dos estrategias posibles a estudiar en humanos para incrementar la esperanza de vida y tratar las enfermedades relacionadas con la edad.

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