Mismos genes, resultado distinto
Parte del control sobre qué genes se activan lo ejercen pequeñas marcas químicas en las histonas, las proteínas alrededor de las cuales se enrolla el ADN. Cuando se añade un grupo acetilo a una histona, el ADN se relaja y el gen puede leerse. Unas enzimas llamadas histona desacetilasas (HDAC) eliminan esos grupos acetilo; el ADN se compacta y el gen queda silenciado. Por eso las HDAC pueden compararse con un control de volumen de los genes.
Una señal desde el intestino: el butirato
El butirato es un ácido graso de cadena corta que se forma cuando las bacterias del colon fermentan la fibra de los alimentos. Es la principal fuente de energía de las células que recubren la pared intestinal. Los estudios de laboratorio muestran que el butirato suprime las enzimas HDAC; llama la atención que este efecto cambie solo alrededor del 2 por ciento de los genes. Una alimentación rica en fibra es la forma más sencilla de alimentar a las bacterias que producen butirato. Para más detalles, puede consultar la página de Flora intestinal.
La proporción de genes que cambian cuando el butirato inhibe las enzimas HDAC es solo de alrededor del
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así que el efecto es muy selectivo.
Davie JR. J Nutr 2003;133(7 Suppl):2485S-2493S. doi:10.1093/jn/133.7.2485S
Ayuno y cetonas
Cuando durante mucho tiempo no se come o se reducen mucho los carbohidratos, el hígado produce cuerpos cetónicos a partir de las grasas. El más importante de ellos, el beta-hidroxibutirato, es muy parecido en su estructura al butirato que producen las bacterias intestinales, y también es un inhibidor de las HDAC. En un estudio con ratones, el ayuno, la restricción calórica o el beta-hidroxibutirato administrado desde fuera aumentaron la acetilación de histonas en los tejidos y activaron genes que protegen frente al estrés oxidativo (FOXO3A y MT2). Este hallazgo sugiere que cuándo y cuánto comemos podría influir en el uso de nuestros genes. Sin embargo, en las personas todavía no se ha demostrado un efecto de este mecanismo sobre la salud. Para más detalles, consulte la página Longevidad metabólica.
Brócoli y sulforafano
El brócoli, y especialmente el sulforafano presente en los brotes de brócoli, ha suprimido las enzimas HDAC en estudios de laboratorio. En un pequeño estudio con voluntarios sanos, quienes comieron brotes de brócoli frescos mostraron una menor actividad HDAC en sus células sanguíneas, mientras que quienes tomaron una cápsula con la misma cantidad del compuesto, pero sin la enzima digestiva, no presentaron ese efecto. Por tanto, la verdura fresca y el suplemento no son lo mismo. Otro estudio halló que cantidades elevadas de brotes de brócoli también pueden afectar a regiones del genoma no previstas. Por eso, la recomendación no es tomar suplementos, sino incluir con regularidad en la dieta verduras como el brócoli, la col y la coliflor.
Ejercicio y músculo
El ejercicio también cambia la regulación de los genes. En voluntarios sanos, durante 60 minutos de bicicleta, las enzimas HDAC4 y HDAC5 salieron del núcleo de las células musculares, con lo que se liberó la presión sobre los genes. Este proceso lo controlan moléculas de señalización como AMPK, que se activan cuando baja la energía durante el esfuerzo. Es uno de los mecanismos por los que el movimiento regular mejora, con el tiempo, el uso de azúcar y grasa en el músculo. Además, los músculos de las piernas bombean la sangre de las venas de vuelta al corazón, por lo que el movimiento también importa para la salud venosa. Para más detalles, consulte la página Movimiento y ejercicio.
En voluntarios sanos,
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de bicicleta sacaron las enzimas HDAC4 y HDAC5 del núcleo de las células musculares.
McGee SL et al. J Physiol 2009;587(Pt 24):5951-5958. doi:10.1113/jphysiol.2009.181065
Abeja reina y abejas obreras
En las abejas melíferas, las reinas y las obreras son genéticamente indistinguibles. Sin embargo, la reina es fértil, más grande y vive mucho más. La diferencia la crea el alimento recibido durante la fase larvaria: una larva destinada a ser reina recibe grandes cantidades de jalea real.
Con los mismos genes, una abeja reina vive unas
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más que una abeja obrera en verano.
Una reina vive en promedio de 1 a 2 años; una obrera en verano vive en promedio de 15 a 38 días (de 150 a 200 días en invierno). Son promedios.
Remolina SC, Hughes KA. Age (Dordr) 2008;30(2-3):177-185.
doi:10.1007/s11357-008-9061-4
Hay indicios sólidos de que esta diferencia es epigenética y no genética. La inhibición de Dnmt3, la enzima que añade marcas de metilación al ADN en las larvas, produjo un efecto similar al de dar jalea real, y la mayoría de las larvas se convirtieron en reinas con ovarios bien desarrollados. Además, se ha demostrado que el ácido 10-hidroxi-2-decenoico (10-HDA), que llega a representar hasta el 5 por ciento en peso de la jalea real, inhibe las HDAC, y se ha sugerido que podría contribuir al cambio de casta.
Mismos genes, destino distinto.
Royalactina: ¿la proteína que hace a la reina?
La royalactina es una proteína de unos 57 kDa presente en la jalea real. En 2011 se informó de que esta proteína aumentaba el tamaño corporal y el desarrollo de los ovarios en las larvas, y acortaba el tiempo de desarrollo. Sin embargo, en 2016 otro grupo de investigación no logró reproducir ese resultado. Hoy se piensa que el desarrollo de la reina no depende de una sola proteína, sino de varios componentes de la jalea real junto con la cantidad de alimento. Este debate es un buen ejemplo de por qué un hallazgo llamativo aislado no debe aceptarse como definitivo sin repetirse.
Resveratrol y sirtuinas
Uvas tintas. El resveratrol se encuentra sobre todo en la uva tinta.
Más cerca de la piel. La mayor parte del resveratrol está en la piel de la uva.
La molécula de resveratrol. Un pequeño compuesto vegetal de dos anillos; su relación con las sirtuinas aún se investiga.
Las sirtuinas son una rama de la familia de las HDAC que trabaja con NAD+, la molécula energética de la célula; por eso relacionan el estado energético celular con la regulación génica. En 2003 se demostró que el resveratrol, presente en la piel de la uva roja, activaba las sirtuinas y prolongaba la vida de células de levadura. En los años siguientes se discutió que este efecto podía deberse al método de medición; después se describió un mecanismo de activación real en condiciones concretas.
En humanos la evidencia es débil. Una revisión Cochrane de estudios en adultos con diabetes tipo 2 encontró solo tres estudios breves con 50 participantes en total y concluyó que no hay evidencia suficiente para decidir si el resveratrol es beneficioso o perjudicial. El vino tinto no se recomienda como fuente de resveratrol: su contenido es bajo y los daños del alcohol superan cualquier posible beneficio.
Lactoferrina: una proteína protectora de la leche
La lactoferrina es una proteína que une hierro, abundante en la leche humana y de vaca, sobre todo en el calostro, la primera leche. Sus efectos frente a microbios y su capacidad para regular el sistema inmunitario están bien descritos en el laboratorio. En humanos los resultados son contradictorios. Un metaanálisis de 25 estudios encontró que, en adultos, bajaba la interleucina 6, un marcador inflamatorio, mientras que la PCR no cambiaba; las infecciones respiratorias disminuyeron en niños, pero no en adultos. Un amplio estudio aleatorizado en 2.203 recién nacidos prematuros no mostró que la lactoferrina redujera el riesgo de infección. La evidencia sobre su relación con la rigidez arterial en humanos sigue siendo limitada.
¿Qué significa esto para las personas?
El ejemplo de la abeja es un modelo llamativo de cómo la alimentación puede cambiar el uso que el organismo hace de sus genes, pero es solo una analogía. No hay evidencia clínica suficiente de que la jalea real, el butirato, el resveratrol o la lactoferrina en suplementos retrasen el envejecimiento o prevengan enfermedades vasculares en personas. Por ahora, el camino más fiable es una alimentación equilibrada y rica en fibra que nutra las bacterias intestinales, la actividad física regular y un sueño suficiente. Quienes sean alérgicos a los productos de la colmena o tengan asma deben consultar a su médico antes de usar jalea real.
Referencias
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- Howitz KT et al. Small molecule activators of sirtuins extend Saccharomyces cerevisiae lifespan. Nature 2003;425(6954):191-196. doi:10.1038/nature01960
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