Un nuevo estudio muestra que el ayuno intermitente reduce la inflamación cerebral y el deterioro cognitivo relacionados con la obesidad

En un artículo reciente publicado en Nutrientes, Los investigadores evaluaron los efectos beneficiosos a largo plazo del ayuno intermitente (IF) sobre la neuroinflamación, el deterioro cognitivo y los déficits de memoria en ratones alimentados con una dieta alta en grasas (HFD).

Además, utilizaron ratones alimentados con HFD con fuga de la barrera hematoencefálica (BHE) para examinar los efectos de la IF en la interferencia entre la acumulación de macrófagos relacionada con la muerte de los adipocitos y la inflamación del hipocampo en la encefalopatía diabética.

Estudiar: El ayuno intermitente reduce la neuroinflamación y el deterioro cognitivo en ratones alimentados con una dieta rica en grasas al regular negativamente la lipocalina-2 y la galectina-3. Haber de imagen: vetre/Shutterstock.com

Fondo

La obesidad y la diabetes tipo 2 (DT2) son bien reconocidas por sus efectos dañinos sobre la cognición y la memoria. Además, estas disfunciones metabólicas aumentan la permeabilidad de la BHE, lo que exacerba aún más la neuroinflamación y los déficits de memoria.

Por lo tanto, la alteración de la BBB del hipocampo se considera un biomarcador temprano de déficits de memoria y deterioro cognitivo relacionados con la diabetes.

Los estudios han demostrado que dos proteínas, la lipocalina-2 (LCN2) y la galectina-3 (GAL3), podrían estar implicadas en estas manifestaciones neurológicas.

La primera, una lipocalina relacionada con la gelatinasa, es secretada por los adipocitos, incluidos los neutrófilos y los macrófagos, mientras que varias células expresan GAL-3 para la regulación inmune.

Varios estudios previos han informado que los niveles elevados de mediadores proinflamatorios, como LCN2 y GAL-3, promueven la neuroinflamación al desencadenar la activación perjudicial de neutrófilos/microglia en el cerebro diabético a través de la fuga de BHE.

En otras palabras, estas proteínas podrían tener una relación funcional con el tejido adiposo.

Por lo tanto, los investigadores postulan que LCN2 y GAL3 están asociados con la obesidad y la inflamación crónica relacionada con la diabetes tipo 2. Tras la inducción a través de HFD, LCN2 y GAL3 circulantes invaden la BBB con fugas y activan las células microgliales, lo que resulta en neuroinflamación local.

Posteriormente, estas células secretan altos niveles de factor de necrosis tumoral alfa (TNF-α), lo que exacerba la neuroinflamación y compromete aún más la permeabilidad de la BHE, lo que perjudica aún más la cognición y la memoria.

Recientemente, la IF, una modificación dietética, ha llamado la atención por su potencial para ejercer efectos neuroprotectores entre pacientes con diabetes tipo 2 y obesidad.

Sobre el estudio

En el presente estudio, los investigadores utilizaron ratones alimentados con HFD para investigar los mecanismos exactos por los cuales la IF crónica ejerce efectos neuroprotectores sobre la neuroinflamación mediada por LCN2 y GAL3 y la infiltración de macrófagos del tejido adiposo.

El equipo dividió todos los ratones de prueba en los grupos de dieta normal (ND), HFD y HFD + IF (HIF), y cada grupo tenía 10, 10 y 12 ratones macho C57BL/6 de tres semanas de edad, respectivamente. Los ratones HFD obtuvieron el 60% de su energía total (medida en kilocalorías [kcal]) de la grasa.

Para los ratones de los grupos ND y HFD, el protocolo del estudio exigía que los ratones fueran alimentados con ND/HFD durante 30 semanas, y los ratones del grupo HIF primero fueran alimentados con un HFD durante ocho semanas y luego cambiaran al protocolo IF en el que se alimentaban y sometían alternativamente. a ayunar durante 24 horas durante 22 semanas.

El equipo midió la ingesta de alimentos y energía cada día alterno durante 16 semanas después de completar el régimen IF. Sacrificaron a todos los ratones de 34 semanas.

Otras pruebas realizadas en tejidos de ratones fueron EchoMRI, que cuantificó su masa grasa corporal, prueba de tolerancia a la insulina (ITT) y prueba de tolerancia a la glucosa (GTT), que ayudó a determinar sus niveles de glucosa en sangre.

Asimismo, un ensayo inmunoabsorbente ligado a enzimas (ELISA) ayudó a evaluar los niveles de proteína sérica de todos los ratones, específicamente LCN2, GAL3 y metaloproteinasa de matriz 9 (MMP9).

Además, los investigadores utilizaron el TEtiquetado terminal de desoxinucleotidil transferasa Dutp Nick (TUNEL) ensayo para medir el alcance de en el sitio apoptosis en tejidos adiposos blancos de ratones (WAT).

El equipo contó el número de estructuras en forma de corona (CLS), que caracterizan la apoptosis de WAT y la infiltración de macrófagos, las células TUNEL positivas y la albúmina extravascular, un indicador de fuga de BHE en muestras de tejido del hipocampo.

También actuaron Análisis de transferencia Western e inmunofluorescencias dobles/triples en WAT congelados y especímenes de hipocampos de tres a cuatro ratones por grupo, y el Laberinto acuático de Morris (MWM) prueba durante cinco días entre siete ratones por grupo.

Finalmente, los investigadores determinaron las diferencias grupales mediante ANOVA seguido de las pruebas de Tukey. Presentaron los resultados como el error estándar de la media (SEM), considerando un pag-valor < 0,05 estadísticamente significativo.

Resultados

Los ratones del grupo HFD tenían mayor peso corporal (BW) y masa grasa corporal; además, tenían una tolerancia alterada a la glucosa.

El análisis histológico reveló que estos ratones tenían muchas células CLS y TUNEL positivas en sus WAT, lo que indica muerte de adipocitos e infiltración de macrófagos inducida por HFD.

Además, la inmunofluorescencia triple mostró la presencia de neutrófilos y macrófagos positivos para LCN2 y GAL3 en el WAT de ratones HFD.

La interrupción del régimen HFD con IF causó una pérdida de peso dramática y atenuó la IR y la muerte de adipocitos en ratones del grupo HIF.

IF también atenuó significativamente la IR inducida por HFD para corregir la intolerancia a la glucosa y redujo la expresión aumentada de MMP9 en el hipocampo de ratones en el grupo HIF. El análisis de inmunofluorescencia reveló que el IF también debilitó la infiltración de macrófagos en ratones HFD para mejorar la IR.

Además, IF atenuó significativamente el aumento inducido por HFD en los niveles séricos de proteína LCN2, circulante y GAL3 derivada de macrófagos en WAT de ratones HIF, lo que redujo la fuga de BBB, la neuroinflamación y los déficits de memoria.

También revirtió los aumentos inducidos por la HFD en citocinas proinflamatorias, como el TNF-α y la interleucina-6 (IL-6). Finalmente, en el hipocampo de ratones HFD, IF redujo la expresión de LCN2 astrocítico y GAL3 microglial.

Conclusión

En conjunto, los resultados del estudio sugieren que la IF, una alternativa a la restricción calórica continua, puede mejorar la IR y reducir la inflamación del WAT al inhibir la infiltración de macrófagos y la muerte de adipocitos para corregir las disfunciones metabólicas en ratones HFD.

Por lo tanto, más investigaciones deberían centrarse en probar y validar el uso de IF como terapia de reemplazo de medicamentos para mejorar el deterioro cognitivo debido a la neuroinflamación inducida por la HFD y la alteración de la BHE en afecciones inflamatorias crónicas de bajo grado, como la diabetes tipo 2 y la obesidad.

Estudios adicionales podrían ayudar a establecer con mayor precisión los mecanismos exactos mediante los cuales el IF protege contra la obesidad y el deterioro cognitivo y los déficits de memoria relacionados con la diabetes tipo 2.