‘Proyectos de Investigación’

La inteligencia artificial para el diagnóstico temprano del Alzheimer

Según un estudio desarrollado por investigadores del Departamento de Radiología e Imagen Biomédica de la Universidad de California en San Francisco (UCSF) y publicado en la revista Radiology, los nuevos avances en inteligencia artificial (IA) pueden mejorar la capacidad  para predecir la enfermedad de Alzheimer a partir de las imágenes cerebrales.

El diagnóstico temprano de la enfermedad de Alzheimer es extremadamente importante, ya que los tratamientos e intervenciones son más efectivos al principio de la enfermedad. Sin embargo, el diagnóstico temprano ha demostrado ser un verdadero retoLa investigación ha relacionado el proceso de la enfermedad con los cambios en el metabolismo, como lo demuestra la captación de glucosa en ciertas regiones del cerebro, pero estos cambios pueden ser difíciles de reconocer y normalmente la sintomatología comienza cuando la enfermedad se encuentra más avanzada.

El grupo de investigación ha aplicado las tecnologías del aprendizaje profundo (deep learning), un tipo de inteligencia artificial en el que las máquinas aprenden con el ejemplo, al igual que los humanos, para encontrar patrones que señalen cambios predictivos en el metabolismo cerebral  de la enfermedad de Alzheimer. Los investigadores entrenaron un algoritmo de aprendizaje profundo a partir de las imágenes tomadas con una tecnología de imagen especial conocida como tomografía por emisión de positrones (FDG-PET) con la que se puede medir la actividad metabólica del cerebro.

Los investigadores mediante el acceso a neuroimágenes de más de 2.100 imágenes cerebrales de FDG-PET de 1.002 pacientes de la base de datos de la Iniciativa de neuroimagen de la enfermedad de Alzheimer (ADNI), que se centra en ensayos clínicos para mejorar la prevención y el tratamiento de esta enfermedad. Entrenaron el algoritmo con el 90% ciento del conjunto de datos y validando con el 10% restante, con lo que fueron capaces de descubrir patrones metabólicos que correspondían a la enfermedad de Alzheimer.

Posteriormente los investigadores probaron el algoritmo en un conjunto independiente de 40 imágenes de 40 pacientes que nunca había estudiado. El algoritmo logró una sensibilidad del 100% para detectar la enfermedad que supone un promedio de más de seis años de antelación sobre un diagnóstico normal.

Es necesario apuntar que el conjunto de pruebas independientes se considera pequeño y es necesaria una validación adicional con un estudio más amplio entre distintas instituciones. En todo caso parece vislumbrarse que estas nuevas tecnologías y con las capacidades de procesamiento existentes actualmente, podría ser una herramienta muy útil y complementaria al trabajo desarrollado por los radiólogos para el diagnóstico y la intervención terapéutica temprana en la enfermedad de Alzheimer.

Entra las investigaciones que se están desarrollando en este campo merece la pena destacar aquellas  que intentan entrenar algoritmos de aprendizaje profundo para buscar patrones asociados con la acumulación de proteínas beta-amiloides y tau, grupos de proteínas anormales y ovillos en el cerebro que son marcadores específicos de la enfermedad de Alzheimer.

Referencia: Yiming Ding, Jae Ho Sohn, Michael G. Kawczynski, Hari Trivedi, Roy Harnish, Nathaniel W. Jenkins, Dmytro Lituiev, Timothy P. Copeland, Mariam S. Aboian, Carina Mari Aparici, Spencer C. Behr, Robert R. Flavell, Shih-Ying Huang, Kelly A. Zalocusky, Lorenzo Nardo, Youngho Seo, Randall A. Hawkins, Miguel Hernandez Pampaloni, Dexter Hadley, Benjamin L. Franc. A Deep Learning Model to Predict a Diagnosis of Alzheimer Disease by Using 18F-FDG PET of the BrainRadiology, 2018; 180958 DOI

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Nuevos métodos permitirían mejorar el diagnóstico y tratamientos más precisos del Alzheimer

Diagnosticar con precisión la enfermedad de Alzheimer puede ser complicado y llevar más tiempo del que todos quisiéramos, ya que muchas otros condicionantes pueden causar síntomas similares. Un nuevo método basado en imágenes cerebrales puede facilitar la detección de deposiciones de proteínas tau específicas, que son exclusivas de los casos de Alzheimer.

Hay dos proteínas que se conoce sobradamente que están relacionadas con la enfermedad de Alzheimer: beta-amiloide, que forma lo que se conoce como placa en el cerebro, y tau, que forma ovillos dentro de las células del cerebro. El beta-amiloide se disemina por todo el cerebro en una etapa temprana, décadas antes de que el paciente note los primeros signos de la enfermedad. Tau, por otro lado, comienza a diseminarse en una etapa posterior, desde los lóbulos temporales a otras partes del cerebro. Es esta última etapa de formación de tau cuando comienza a extenderse, cuando las neuronas comienzan a morir y el paciente experimenta los primeros síntomas de la enfermedad. Si en este momento se escanea el cerebro de un paciente con dificultades de memoria y demuestra tener mucha tau en el cerebro, se sabe con un alto grado de probabilidad que se trata de un caso de Alzheimer.

Esta investigación es parte de un estudio internacional con más de 700 pacientes y liderado por un grupo de científicos de la Universidad de Lund en Suecia, y recientemente publicado en JAMA (Revista de la Asociación Médica Americana).  En este estudio se mostró que el nuevo método de tau-PET tenía una gran sensibilidad y especificidad: detectó del 90 al 95 por ciento de todos los casos de Alzhéimer y solo dio unos pocos resultados positivos falsos en pacientes con otras enfermedades relacionadas. El método tau-PET tenía una precisión diagnóstica claramente superior en comparación con la MRI (Imagen por Resonancia Magnética), y menos resultados falsos positivos que el PET beta-amiloide, dos métodos que se usan de forma rutinaria en la actualidad. Por lo tanto, la Tau-PET debería ser de gran utilidad en la investigación de pacientes con problemas de memoria, tan pronto como el método sea aprobado para uso clínico. El método tau-PET también podría ser valioso en los ensayos de nuevos medicamentos contra el Alzheimer, ya que puede mostrar si los nuevos medicamentos han tenido éxito en la prevención de la propagación de tau en el cerebro.

Al mismo tiempo en referencia a la enfermedad de Alzheimer, un grupo de investigadores del King’s College de Londres un descubrieron un circuito de retroalimentación subyacente a la degeneración cerebral en la enfermedad de Alzheimer que puede explicar por qué tantos ensayos clínicos con medicamentos prometedores han fallado. El estudio también identifica un medicamento clínicamente aprobado que rompe con este círculo vicioso y protege contra la pérdida de memoria en modelos animales de Alzheimer.

Muchos medicamentos dirigidos al beta-amiloide han fallado en la práctica en los ensayos clínicos. El beta-amiloide ataca y destruye las sinapsis, las conexiones entre las células nerviosas del cerebro, lo que da como resultado problemas de memoria, demencia y finalmente la muerte. En este nuevo estudio, publicado en Translational Psychiatry , los investigadores descubrieron que cuando el beta-amiloide destruye una sinapsis, las células nerviosas producen más beta-amiloide y generan de nuevo más sinapsis para destruir, por lo que el conocimiento de este circuito es un gran avance en nuestra comprensión de la enfermedad y que resalta la importancia de la intervención terapéutica temprana.

Los investigadores también encontraron que una proteína llamada Dkk1, que estimula potentemente la producción de beta-amiloide, es fundamental para que se produzca este ciclo de retroalimentación. Investigaciones previas de este grupo de investigación identificaron a Dkk1 como un jugador protagonista en el Alzheimer, y aunque Dkk1 es apenas detectable en el cerebro de los adultos jóvenes, su producción aumenta a medida que envejecemos. 

Por tanto estos estudios apuntan a que en vez de el beta-amiloide en sí, la proteína Dkk1 podría ser una mejor diana terapéutica para detener el progreso de la enfermedad de Alzheimer al interrumpir el círculo vicioso de la producción de beta-amiloide y la pérdida de sinapsis.

Los investigadores encontraron que en ratones diseñados para desarrollar grandes depósitos de beta-amiloide en sus cerebros a medida que envejecen, solo dos semanas de tratamiento con fasudil redujeron drásticamente los depósitos de beta-amiloide. Investigadores del King’s College London están buscando financiación para llevar a cabo un ensayo en pacientes con Alzheimer en etapa temprana para determinar si el fasudil mejora la salud del cerebro y previene el deterioro cognitivo.

Referencias:

1. Ossenkoppele R, Rabinovici GD, Smith R, et al. Discriminative Accuracy of [18F]flortaucipir Positron Emission Tomography for Alzheimer Disease vs Other Neurodegenerative DisordersJAMA, 2018; 320 (11): 1151–1162 DOI: 10.1001/jama.2018.12917

2. Christina Elliott, Ana I. Rojo, Elena Ribe, Martin Broadstock, Weiming Xia, Peter Morin, Mikhail Semenov, George Baillie, Antonio Cuadrado, Raya Al-Shawi, Clive G. Ballard, Paul Simons, Richard Killick. A role for APP in Wnt signalling links synapse loss with β-amyloid productionTranslational Psychiatry, 2018; 8 (1) DOI: 10.1038/s41398-018-0231-6

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El proceso de reciclaje celular es clave para una vida más larga y saludable

Durante dos décadas de investigación, un grupo de científicos del Centro de Investigación de Autophagy en Texas, han podido determinar la importancia clave del proceso de “limpieza celular” en la salud y la longevidad. En esta investigación en modelos animales, los científicos encontraron que los ratones con niveles elevados de autofagia (proceso que usa una célula para eliminar sustancias no deseadas o tóxicas que pueden dañar la salud celular), viven cerca de un 10% más de tiempo y se muestran más saludables, con menos probabilidades de desarrollar cánceres espontáneos relacionados con la edad y cambios patológicos relacionados con enfermedades degenerativas del corazón y riñón.

Hace veinte años, este grupo de investigación descubrió la proteína beclin-1, codificada por el gen BECN1, clave en el proceso biológico de la autofagia. La investigación del grupo, ha demostrado que la autofagia es importante en muchos aspectos de la salud humana, como la prevención de enfermedades neurodegenerativas, la lucha contra el cáncer y la lucha contra las infecciones. En 2003, el equipo de científicos descubrió que la maquinaria genética requerida para la autofagia era esencial para la extensión de la vida útil observada en modelos animales de gusanos.

Desde entonces, los investigadores creen que la autofagia es un mecanismo muy importante y necesario para una vida útil prolongada que se observa cuando los organismos modelo se tratan con ciertas drogas o cuando tienen mutaciones en ciertas vías de señalización. La capacidad natural del cuerpo para realizar autofagia disminuye con el envejecimiento, lo que probablemente contribuye al proceso de envejecimiento en sí.

Sin embargo, una pregunta crucial permaneció sin respuesta: ¿es seguro y beneficioso el aumento de la autofagia en la vida de los mamíferos? En otras palabras, ¿puede la autofagia prolongar la vida útil y mejorar la salud?

Para responder a esta pregunta, la Dra. Levine y sus colegas, crearon un ratón modificado genéticamente que había aumentado persistentemente los niveles de autofagia. Los investigadores realizaron una mutación en la proteína de autofagia Beclin-1 que disminuye su unión a otra proteína, Bcl-2, que normalmente inhibe la función de Beclin-1 en el proceso de autofagia. Como los investigadores esperaban, estos ratones tenían niveles más altos de autofagia desde el nacimiento y en todos sus órganos.

Estos estudios tienen implicaciones importantes para la salud humana y para el desarrollo de medicamentos para mejorarla. Muestran que las estrategias para aumentar la vía celular de la autofagia pueden retardar el envejecimiento y las enfermedades asociadas. Los investigadores sugieren que sería seguro aumentar los niveles de autofagia de forma crónica para tratar enfermedades como las enfermedades neurodegenerativas. Por tanto su objetivo ahora es desarrollar fármacos que aumenten la autofagia, mediante la estrategia de interrumpir la unión de las proteínas Beclin-1 y Bcl-2.

Referencia: Álvaro F. Fernández, Salwa Sebti, Yongjie Wei, Zhongju Zou, Mingjun Shi, Kathryn L. McMillan, Congcong He, Tabitha Ting, Yang Liu, Wei-Chung Chiang, Denise K. Marciano, Gabriele G. Schiattarella, Govind Bhagat, Orson W. Moe, Ming Chang Hu, Beth Levine. Disruption of the beclin 1–BCL2 autophagy regulatory complex promotes longevity in miceNature, 2018; DOI: 10.1038/s41586-018-0162-7

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El espacio también puede ayudar en la innovación sobre el envejecimiento de la población

GPM Core ObservatoryEs indudable el proceso de envejecimiento de la población a nivel mundial y cómo el rango de población de mayor de 60 años esta creciendo más rápido que cualquier otro grupo de edad. Este “terremoto” demográfico sin duda tendrá efectos económicos y sociales si no conseguimos adaptar nuestra sociedad al gran beneficio que supone tener más años de vida. Para ello la innovación puede ser uno de los principales factores para conseguir esa adaptación y esta innovación puede provenir de multiples y heterogeneos campos de investigación, tan diferentes como las nuevas soluciones que presenta un ámbito que aparentemente esta tan alejado del envejecimiento como es la demografía geoespacial.

En los últimos años, la Unión Europea ha lanzado iniciativas destinadas a abordar los desafíos que enfrenta el envejecimiento de la población. Para ello se esta desarrollando una industria al rededor de la denominada “Silver Economy” que aborda los aspectos y necesidades más específicas de este grupo de población, como son los aspectos de la vivienda y la adaptación de las ciudades a estas especificidades.

Pero, ¿ dónde y cómo vivirán en el futuro exactamente las personas más mayores? Sin esta información importante, la construcción de estrategias para atender adecuadamente a las personas mayores (una cohorte diversa y heterogénea que incluye tanto a los que están enfermos como a los que disfrutaran de una buena salud con motivaciones y actividades diversas), por lo que será difícil satisfacer sus necesidades con éxito.

La buena noticia es que una nueva generación de modelos de dinámica poblacional, se están apoyando en las nuevas imágenes de satelites de alta resolución para innovar, generando modelos que puedan predecir dónde es probable que vivan en el futuro las personas mayores en los núcleos urbanos. Un estudio reciente financiado por la Agencia Espacial Europea examinó este desafío. Los resultados preliminares de este experimento, llamado AgeSpot, se dieron a conocer recientemente.

En pocas palabras, el trabajo del equipo era predecir la densidad de personas mayores (de 65 años en adelante) que viven en un lugar determinado en cualquier momento durante los próximos 20 años.

Mediante la aplicación de técnicas de modelado econométrico y demográfico, el uso de los datos censales, junto con la utilización de los datos de los satélites actuales, y mediante técnicas de machine learning e inteligencia artificial, se entrenó a algoritmos de predicción para encontrar patrones de relaciones entre los humanos y su entorno físico. Y, como resultado, algunos de estos patrones se ha encontrado que son muy buenos predictores de quién probablemente vive al lado, dos puertas abajo, o a cinco paradas de metro.

La ciudad elegida para llevar acabo este estudio fue Viena, Austria, una ciudad europea de tamaño medio con tendencias poblacionales estables y una gran cantidad de registros abiertos al público. Como paso preliminar, el motor analítico de AgeSpot fue alimentado con entradas de varias fuentes de datos que finalmente le permitieron predecir la distribución actual de edades a nivel agregado con más del 95% de grado de precisión.

En la siguiente figura se muestra los datos censales de la población mayor, su localización y concentración en la ciudad y a la derecha la predicción que los algoritmos desarrollaron con los datos obtenidos de los satélites.

Cómo se puede observar, en el gráfico de la derecha que es el de la predicción, además de obtener una mayor precisión y resolución de los datos de concentración de la población mayor, los patrones obtenidos por el algoritmo son muy similares a los datos censales. Esta metodología innovadora tendría múltiples utilidades, como pueden ser una mejor planificación de las leyes urbanísticas, planificación y optimización de infraestructuras, mejor planificación de los presupuestos de servicios sociales, campañas locales y regionales, etc. En los países en desarrollo cuyas sociedades y economías están cambiando rápidamente y donde el censo (con datos muy desactualizados), la planificación pública y la prestación de servicios se ven obstaculizados por muchas limitaciones, las aplicaciones para aprovechar este tipo de herramientas parecen ilimitadas, para el mejor desarrollo de estas ciudades y su adaptación a la población cada vez más longeva.

Fuente: Auropean Space AgencyThe Brookings Institution.

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Beneficios de la remolacha contra el Alzheimer

beetsUn compuesto de la remolacha que le proporciona su color rojo característico, podría ayudar a retrasar la acumulación de proteínas mal plegadas en el cerebro, un proceso asociado con la enfermedad de Alzheimer. Un grupo de científicos menciona este compuesto como un posible candidato para desarrollar medicamentos que podrían aliviar algunos de los efectos a largo plazo de la enfermedad y que se ha presentado este año en la  Reunión y Exposición Nacional de la American Chemical Society (ACS) que se esta celebrando estos días en Nueva Orleans (USA).

Los investigadores sugieren que la betanina, un compuesto extraído de la remolacha, muestra cierta actividad prometedora como inhibidor de ciertas reacciones químicas en el cerebro que están involucradas en la progresión de la enfermedad de Alzheimer. La investigación se encuentra en una fase demasiado temprana como para afirmar categóricamente estas propiedades pero puede ser la base para que otros científicos busquen estructuras similares a la betanina que puedan usarse para sintetizar fármacos que podrían facilitar la vida de quienes padecen esta enfermedad.

Los científicos todavía están tratando de descubrir qué causa este trastorno cerebral progresivo e irreversible pero uno de los principales sospechosos es la beta-amiloide, un fragmento de proteína adhesiva, o péptido, que se acumula en el cerebro y altera la comunicación entre las neuronas. Mucho de estos daños ocurre cuando el beta-amiloide se adhiere a metales como el hierro o el cobreEstos metales pueden hacer que estos péptidos se repliquen mal y se unan con grupos que pueden promover inflamación o/y procesos similares a la oxidación, dejando a las neuronas disfuncionales.

Investigaciones previas realizadas por otros científicos sugieren que el extracto de remolacha puede mejorar el flujo de oxígeno al cerebro envejecido y posiblemente mejorar el rendimiento cognitivo. Sobre la base de estos trabajos, los científicos actuales de esta investigación, querían conocer si la betanina, un compuesto que se une fácilmente a los metales, podría bloquear los efectos del cobre en la beta amiloide y, a su vez, podría conseguir prevenir el mal plegado de estos péptidos y la oxidación de las neuronas.

Los científicos han desarrollado experimentos en laboratorio que involucran 3,5 di-terc-butilcatecol (DTBC), un compuesto que se utiliza como sustancia modelo para rastrear la química de la oxidación. Usando espectrofotometría visible, los científicos midieron la reacción oxidativa de DTBC cuando se expone a la beta-amiloide solamente, la beta-amiloide unida al cobre y la beta amiloide unido a cobre en una mezcla que contiene betaninaPor sí solo, la beta-amiloide causó poca o ninguna oxidación de DTBC. Sin embargo, como se esperaba, el beta-amiloide unido al cobre indujo una importante oxidación de DTBC. Pero cuando se añadió en compuesto de la betanina a la mezcla de beta amiloide unido a cobre, los investigadores descubrieron que la oxidación disminuyó hasta en un 90%, lo que sugiere que el plegamiento incorrecto de los péptidos se podría reducir sustancialmente.

Los investigadores concluyen que la betanina potencialmente podría detener el mal plegamiento y reducir la oxidación de la beta-amiloide. Una menor oxidación podría evitar el mal plegado en cierto grado, tal vez incluso hasta el punto de poder ralentizar la agregación de los péptidos beta-amiloides, que se cree que es la causa principal de la enfermedad de Alzheimer.

Como siempre en estos casos, destacar las fases muy prematuras de la investigación y que deben ser consolidadas con investigaciones más exhaustivas, pero pueden servir para recomendar una alimentación equilibrada en la que los productos vegetales sean protagonistas, lo que podría beneficiar de alguna manera nuestra salud (cerebral).

Fuente: American Chemical Society

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La ciencia lo reafirma: una vida de ejercicio regular ralentiza el envejecimiento

facility_bikepath_PL.jpgUna investigación realizada sobre un grupo de personas mayores que han realizado ejercicio toda su vida, se compararon con un grupo de adultos de la misma edad y adultos más jóvenes que no hacen ejercicio regularmente. Los resultados mostraron que aquellos que han hecho ejercicio han desafiado el proceso de envejecimiento, teniendo la inmunidad, la masa muscular y los niveles de colesterol de una persona más joven.

El estudio reclutó a 125 ciclistas aficionados de entre 55 a 79 años, 84 de los cuales eran hombres y 41 eran mujeres. Los hombres tenían que poder recorrer 100 km en menos de 6,5 horas, mientras que las mujeres debían poder recorrer 60 km en 5,5 horas. Los individuos fumadores, bebedores y aquellos con presión arterial alta u otras condiciones de salud fueron excluidos del estudio. Este grupo de participantes se sometieron a una serie de pruebas en el laboratorio y se compararon con un grupo de adultos que no participan en actividad física regular. Este grupo consistió en 75 personas saludables de entre 57 y 80 años y 55 adultos jóvenes sanos de entre 20 y 36 años.

El estudio mostró que la pérdida de masa muscular y de fuerza, no se produjo en aquellos que hacen ejercicio regularmente. Los ciclistas tampoco aumentaron sus niveles de grasa corporal o de colesterol con la edad y los niveles de testosterona en los hombres también se mantuvieron altos, lo que sugiere que es posible que hayan evitado la mayor parte de la “menopausia” masculina.

Con cierta sorpresa, el estudio también reveló que los beneficios del ejercicio se extienden más allá de los músculos, ya que los ciclistas también tenían un sistema inmune que tampoco parecía envejecer al ritmo normal. El timo (órgano linfático), hace que se produzcan menos células inmunitarias (células T) a partir de los 20 años, aproximadamente. En este estudio, sin embargo, el timo que presentaban los ciclistas estaban produciendo tantas células T como las de una persona más joven.

Los hallazgos de la investigación se detallan en dos artículos publicados en Aging Cell y son el resultado de un estudio conjunto entre las universidades de Birmingham y el King’s College de Londres, financiado por la Fundación BUPA.

Este tipo de investigaciones significan que cada vez disponemos de más pruebas sólidas para poder alentar a las personas a comprometerse con el ejercicio regular a lo largo de sus vidas como una solución viable al problema de vivir más pero con peor calidad y menos saludables.

Por tanto, encontrar un tipo de ejercicio con el que se disfrute en cualquier entorno y hacerlo un hábito de actividad física, probablemente se obtendrá una gran recompensa a largo plazo disfrutando de una vejez más saludable, independiente y productiva.

Referencia: Ross D. Pollock, Katie A. O’Brien, Lorna J. Daniels, Kathrine B. Nielsen, Anthea Rowlerson, Niharika A. Duggal, Norman R. Lazarus, Janet M. Lord, Andrew Philp, Stephen D. R. Harridge. Properties of the vastus lateralis muscle in relation to age and physiological function in master cyclists aged 55-79 yearsAging Cell, 2018; e12735 DOI: 10.1111/acel.12735

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Medir el envejecimiento a través de la orina

Amanda Cotton - Urinalysis Test Strips

Un estudio publicado en la revista Frontiers in Aging Neuroscience muestra cómo una sustancia que aumenta en la orina a medida que las personas envejecen, podría indicar el daño oxidativo. Además también se describe en este estudio, una metodología para medir fácilmente mediante un test los niveles de este marcador en muestras de orina en humanos. Este novedoso y potencial marcador, proporcionaría un método para medir nuestra edad biológica en lugar de la cronológica. Esto podría ayudar a predecir nuestro riesgo de desarrollar enfermedades relacionadas con la edad, e incluso el margen de tiempo probable para nuestra muerte.

Si bien todos los nacidos en el mismo año tienen la misma edad cronológica, los cuerpos de diferentes personas envejecen a ritmos diferentesEsto significa que, aunque el riesgo de muchas enfermedades aumenta con la edad, la correlación entre nuestra edad en años y nuestra salud y esperanza de vida es relativamente débil. Muchas personas disfrutan de una larga vida, relativamente libres de enfermedades, mientras que otras sufren enfermedades crónicas y muerte prematura.

Entonces, si nuestra edad en años no es el indicador más fiable del envejecimiento en nuestros cuerpos, ¿cuál es?

Algunos investigadores consideran que el envejecimiento normal es en sí, una enfermedad, donde nuestras células acumulan daños con el tiempo. La tasa de este daño celular puede variar entre personas, y puede estar dictada por la genética, el estilo de vida y el entorno en el que vivimos. Este daño celular puede ser una parámetro más preciso de medición de la edad biológica que la cantidad de años desde que nacemos.

Encontrar una forma de medir la edad biológica podría ayudar a predecir el riesgo de desarrollar enfermedades relacionadas con la edad e incluso la muerte. También necesitamos poder medir la edad biológica para saber si los tratamientos para retrasar el envejecimiento (posibles en el futuro), son más o menos efectivos.

Un mecanismo que se cree subyace al envejecimiento biológico implica una molécula vital para nuestra supervivencia, el oxígeno, en lo que se llama la teoría de los radicales libres del envejecimientoLos subproductos de oxígeno producidos durante el metabolismo normal pueden causar daño oxidativo a las biomoléculas en las células, como el ADN y el ARN. A medida que envejecemos, sufrimos un mayor daño oxidativo, y por lo tanto los niveles de marcadores oxidativos aumentan en nuestro cuerpo.

Uno de esos marcadores, con el nombre de 8-oxo-7,8-dihidroguanosina (8-oxoGsn), es el resultado de la oxidación de una molécula crucial en nuestras células llamada ARN. En estudios previos en animales, este grupo chino de investigación del estudio aquí referido, encontró que los niveles de 8-oxoGsn aumentan en la orina con la edad.

Para ver sí este proceso se producía también en humanos, los investigadores midieron el nível 8-oxoGsn en orina en una muestra poblacional de 1.228 individuos de nacionalidad china de entre 2 y 90 años de edad, usando una técnica de análisis rápido llamada cromatografía líquida de ultra alta eficacia. Encontraron un aumento dependiente de la edad en el 8-oxoGsn de origen urinario en participantes de 21 años o más. Por lo tanto, 8-oxoGsn en orina es un prometedor marcador de envejecimiento.

Curiosamente, los niveles de 8-oxoGsn fueron aproximadamente los mismos entre hombres y mujeres, excepto en las mujeres posmenopáusicas, que mostraron niveles más altos. Esto puede haber sido causado por la disminución en los niveles de estrógeno que ocurre durante la menopausia, ya que se sabe que los estrógenos tienen efectos antioxidante. La técnica de análisis rápido del grupo de investigación podría ser útil para estudios de envejecimiento a gran escala, ya que puede procesar muestras de orina de hasta 10 participantes a la hora.

Por tanto, el marcador 8-oxoGsn urinario, podría usarse como biomarcador de la edad biológica frente a la edad cronológica, y podría ayudarnos a predecir el riesgo de enfermedades relacionadas con la edad.

Referencia: Wei Gan, Xin-Le Liu, Ting Yu, Yuan-Gao Zou, Ting-Ting Li, Shuang Wang, Jin Deng, Lan-Lan Wang, Jian-Ping Cai. Urinary 8-oxo-7,8-dihydroguanosine as a Potential Biomarker of AgingFrontiers in Aging Neuroscience, 2018; 10 DOI: 10.3389/fnagi.2018.00034

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Sigue la esperanza de revertir el Alzheimer

Un equipo de investigadores del Instituto Clinic Lerner Research en Cleveland han analizado el agotamiento gradual de una enzima llamada BACE1 que revierte la formación de placas amiloides en los cerebros de modelos animales (ratones) con enfermedad de Alzheimer, observándose una considerable mejoría en la función cognitiva de los animales. El estudio publicado en el Journal of Experimental Medicine, despierta la esperanza de que los medicamentos dirigidos a esta enzima puedan tratar con éxito la enfermedad de Alzheimer en humanos.

Uno de los primeras etapas en la enfermedad de Alzheimer es una acumulación anormal de péptido de beta amiloide, que puede formar grandes placas de amiloide en el cerebro y alterar la función de las sinapsis neuronales. La enzima beta-secretasa (BACE1) ayuda a producir el péptido beta-amiloide mediante la escisión de la proteína precursora amiloide (APP). Por lo tanto, los fármacos que inhiben BACE1 se están desarrollando como tratamientos potenciales para la enfermedad de Alzheimer, pero debido a que BACE1 controla otros muchos procesos importantes mediante la escisión de proteínas distintas a la APP, estas sustancias podrían tener efectos secundarios graves.

Los ratones que carecen completamente de BACE1 sufren graves defectos del desarrollo neurológico. Para investigar si la inhibición de BACE1 en adultos podría ser menos dañina, el grupo de investigación generó ratones que gradualmente pierden esta enzima a medida que envejecen. Estos ratones se desarrollaron normalmente y parecían mantenerse perfectamente sanos con el tiempo.

Posteriormente, los investigadores cruzaron a estos roedores con ratones que comienzan a desarrollar placas amiloides y la enfermedad de Alzheimer cuando tienen 75 días para obtener ambos procesos. La descendencia resultante también formó placas a esta edad, a pesar de que sus niveles de BACE1 fueron aproximadamente un 50% más bajos que lo normal. Sorprendentemente, sin embargo, las placas comenzaron a desaparecer a medida que los ratones continuaron envejeciendo y perdiendo la actividad BACE1, hasta que, a los 10 meses de edad, los ratones no tenían placas en el cerebro.

La disminución de la actividad de BACE1 también dio como resultado niveles más bajos de péptido beta-amiloide e invirtió otras características de la enfermedad de Alzheimer, como la activación de células microgliales y la formación de procesos neuronales anormales.

La pérdida de BACE1 también mejoró el aprendizaje y la memoria de los ratones con la enfermedad de Alzheimer. Sin embargo, cuando los investigadores realizaron grabaciones electrofisiológicas de las neuronas de estos animales, encontraron que el agotamiento de BACE1 solo restaura parcialmente la función sináptica, lo que sugiere que BACE1 puede ser necesaria para el proceso cognitivo y la actividad sináptica adecuada .

Este estudio podría proporcionar pistas sobre el proceso de inversión en la deposición de amiloide preformada para revertirse tras la eliminación secuencial y aumentada de BACE1. Estos estudios deben ser tomados con mucha precaución, pero son una esperanza como estrategias de intervención contra la sintomatología de la enfermedad de Alzheimer mediante el uso de inhibidores de BACE1, aunque sigue existiendo muchas dudas con la posible toxicidad indeseada. Los estudios futuros deberían desarrollar estrategias para minimizar las deficiencias sinápticas que surgen de la inhibición significativa de BACE1 para lograr beneficios máximos y óptimos para los pacientes de Alzheimer.

Referencia: Xiangyou Hu, Brati Das, Hailong Hou, Wanxia He, Riqiang Yan. BACE1 deletion in the adult mouse reverses preformed amyloid deposition and improves cognitive functionsThe Journal of Experimental Medicine, 2018; jem.20171831 DOI: 10.1084/jem.20171831

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La motivación como clave en un envejecimiento activo

En la población mayor, el nivel de actividad física disminuye a medida que se incrementa la edad. Este estado de inactividad física no solamente afecta a la intensidad del ejercicio, sino también a su duración, lo que conlleva una mayor dificultad en la realización de tareas cotidianas y un descenso en su calidad de vida.

La Universidad Rey Juan Carlos (URJC) ha participado en un estudio que evalúa el efecto de un programa de entrenamiento de fuerza con sobrecargas de intensidad moderada-alta en el que se incluyeron una serie de estrategias motivacionales sobre la composición corporal y la motivación autodeterminada. Uno de los objetivos ha sido analizar qué factores son determinantes para conseguir una adhesión a la práctica regular de actividades físicas y deportivas.

Numerosos estudios han mostrado que la realización de ejercicio físico regular por parte de las personas mayores puede posponer los efectos del envejecimiento. Sin embargo, ninguna investigación hasta ahora ha explicado por qué un porcentaje tan bajo de personas que buscan un estilo de vida saludable son capaces de integrar con éxito la actividad física en su forma de vida.

Las experiencias negativas en la práctica, la baja percepción de la competencia motriz o la falta de apoyo social y cultural son algunos factores que impiden que la población mayor realice ejercicio físico de forma regular.

Las estrategias incluidas en el estudio, en colaboración con la Universidad de Alicante y la Universidad Católica San Antonio de Murcia (UCAM), se basan en reforzar las sensaciones más positivas hacia la práctica regular de ejercicio físico.

“Este trabajo ofrece 10 estrategias motivacionales para ser incluidas en programas de entrenamiento de la fuerza muscular en personas mayores, las cuales ayudan a los participantes a conseguir una mayor satisfacción de las necesidades psicológicas básicas de autonomía, competencia y relaciones sociales”, explica Alexander Gil Arias, investigador de Centro de Estudios del Deporte de la URJC. “Con una mayor motivación intrínseca hacia la práctica de ejercicio físico, junto con la realización de un adecuado programa de entrenamiento, se pueden alcanzar beneficios a nivel integral y mejorar la calidad de vida”.

Programa de entrenamiento específico

La investigación ha sido desarrollada a partir de un diseño cuasi-experimental con un grupo de control y un grupo experimental. Las sesiones fueron aplicadas tres veces por semana durante tres meses. El programa de entrenamiento incluyó ejercicios de fuerza en los grupos musculares de pecho, espalda, tríceps, bíceps, hombros y piernas. La intensidad de los ejercicios fue moderada y, a medida que los participantes podían realizar un mayor número de repeticiones de las prescritas inicialmente, se fue incrementando progresivamente. De forma complementaria al entrenamiento, se incluyeron una serie de estrategias motivacionales con el propósito de incrementar la adherencia al programa de intervención.

“Los participantes que pertenecían al grupo experimental, respecto a los sujetos del grupo control, mostraron una mayor autonomía, competencia y relaciones sociales y, consecuentemente, una mayor motivación intrínseca hacia la práctica de ejercicio físico”, explica Alexander Gil. Además, los investigadores han observado que los participantes del grupo experimental disminuyeron significativamente el porcentaje de masa grasa, peso corporal e índice de masa corporal, al mismo tiempo que se incrementó la masa magra.

A la luz de estos resultados, este programa de entrenamiento de la fuerza específico y de carácter multidimensional ha constatado los efectos positivos, tanto físicos como sociales y psicológicos, después de doce semanas de intervención.

La importancia de los educadores 

Los autores también hacen referencia al destacado papel que pueden llegar a tener los educadores físicodeportivos en la utilización de diferentes estrategias motivacionales durante los entrenamientos con personas mayores. Su labor puede ayudarles a adherirse, dentro de sus hábitos diarios, a la práctica regula de ejercicio físico y conseguir mejoras a nivel físico, psicológico y social.

“Son necesarios más proyectos de investigación de carácter multidimensional donde no solamente se investiguen variables biológicas, sino también variables psicosociales para conocer cuáles son los motivos que mueven a las personas a mantenerse regularmente en un programa de ejercicio físico”, según manifiesta el investigador de la URJC.

Los investigadores sugieren que los educadores físicodeportivos diseñen programas de entrenamiento de la fuerza para personas mayores en los que se incluyan estrategias motivacionales. El objetivo sería fomentar la motivación adecuada en la población mayor para adherirse a la práctica habitual de ejercicio físico y, como consecuencia de ello, ayudarles a disfrutar y mejorar su salud desde un punto de vista integral según los principios de la OMS.

Fuente: Agencia SINC

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Nunca es tarde si… el envejecimiento es bueno

El inicio de un hábito constante de ejercicios adaptados, puede revertir los daños coronarios en individuos con hábitos sedentarios, ayudando a prevenir el riesgo de futura insuficiencias cardíacas, según un nuevo estudio realizado por cardiólogos del Instituto de medicina deportiva y ambiental (IEEM) en Dallas (EEUU).

Para obtener el mayor beneficio de este tipo de rutinas deportivas, debe comenzar hacia la mediana edad (antes de los 65), cuando el corazón aparentemente dispone todavía de la suficiente plasticidad y capacidad de remodelarse, según los hallazgos de los investigadores. Según este estudio, cuanto más tarde se comienza a desarrollar un hábito de vida saludable menor impacto en la salud cardiovascular. De tal manera que empezando en la mediana edad, debe realizarse de cuatro a cinco sesiones por semana, ya que dos o tres veces no han demostrado ser lo suficientemente efectivo para revertir los posibles daños coronarios.

Los participantes del estudio acumularon esos niveles de ejercicio, comenzando con tres sesiones de ejercicio moderadas de 30 minutos durante los primeros 3 meses y alcanzaron su punto máximo a los 10 meses cuando se agregaron dos sesiones más de intervalos aeróbicos de alta intensidad.

Los más de 50 participantes en el estudio entre los 45 y los 65 años, se dividieron en dos grupos, uno de los cuales recibió dos años de entrenamiento de ejercicio supervisado y el otro grupo de control, que participó sólo en entrenamiento de yoga y equilibrio.

Al final del estudio durante dos años, los que se ejercitaron más intensamente mostraron una mejora del 18% en su consumo máximo de oxígeno durante el ejercicio y una mejora de más del 25% en el cumplimiento o la elasticidad del músculo ventricular izquierdo del corazón.

Los hábitos de vida sedentarios, especialmente durante el proceso de envejecimiento en edades más avanzadas, puede llevar a una aceleración de la rigidez del músculo en el ventrículo izquierdo del corazón, la cámara que bombea sangre rica en oxígeno hacia sistema circulatorio. Cuando se produce este “endurezimiento” en el músculo cardíaco, se puede producir una gran presión sobre las cavidades cardíacas, lo que favorece un llenado deficiente y por tanto una posible insuficiencia cardíaca.  Esto suele producirse a menudo en individuos de mediana edad que no hacen ejercicio y no están en forma, dejándolas con cámaras pequeñas y rígidas con dificultades para bombear sangre.

Sin embargo, los investigadores destacan que la cámara del corazón en atletas competitivos sigue siendo grande y elástica, y que incluso, en personas con hábitos deportivos saludables (no atletas profesionales) con sesiones de cuatro a cinco días de ejercicio durante décadas, es suficiente para obtener la mayor parte de estos beneficios de la elasticidad cardiovascular.

En el estudio en cuestión, los investigadores querían saber si el ejercicio puede restaurar la elasticidad del corazón en individuos previamente sedentarios, especialmente si se inició a finales de la mediana edad. Los resultados presentados, muestran mejoras sustanciales en el cumplimiento cardíaco en los individuos más jóvenes del estudio después de un año de entrenamiento, pero sorprendentemente pocos cambios si el entrenamiento comenzó después de los 65 años.

Estos resultados muestran, que aunque nunca es tarde para iniciar unos hábitos saludables y vida activa, cuanto antes iniciemos esas rutinas adaptadas a cada persona y edad, antes nos aprovecharemos de sus amplios beneficios.

Referencia: Erin J. Howden, Satyam Sarma, Justin S. Lawley, Mildred Opondo, William Cornwell, Douglas Stoller, Marcus A. Urey, Beverley Adams-Huet, Benjamin D. Levine. Reversing the Cardiac Effects of Sedentary Aging in Middle Age—A Randomized Controlled Trial: Implications For Heart Failure PreventionCirculation, 2018; CIRCULATIONAHA.117.030617 DOI: 10.1161/CIRCULATIONAHA.117.030617

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