Rafael Castro Fuentes (ULL) y las investigadoras de la UAB Lydia Giménez-Llort –izquierda- y Raquel Baeta Corral / Imagen: UAB

Descubren que la D-Galactosa, un azúcar de la leche, afecta diferente al envejecimiento del cerebro según el sexo

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El sexo de los individuos tiene una relevancia biológica en los efectos del envejecimiento acelerado inducido en laboratorio mediante tratamiento crónico de ratones con D-galactosa, un azúcar abundante en la leche y en frutas y verduras. Así lo demuestra un estudio de la Universidad Autónoma de Barcelona (UAB)  y la Universidad de Lleida (ULL) coordinado por la investigadora Lydia Giménez-Llort.   

 

UAB  / Un estudio coordinado por la UAB en colaboración con la ULL, demuestra la relevancia biológica del sexo en los efectos conductuales y neuro-inmuno-endocrinos del envejecimiento acelerado causado por el tratamiento crónico con D-galactosa, un azúcar muy abundante en la leche y, en menor grado, en algunas frutas y verduras. La investigación se ha publicado en el Journal of Gerontology: Biological Sciences and Medical Sciences.

El tratamiento crónico con D-galactosa se ha utilizado como herramienta para lograr modelos animales de envejecimiento acelerado durante veinte años

Durante casi veinte años, el tratamiento crónico con D-galactosa se ha utilizado como herramienta para lograr modelos animales de envejecimiento acelerado. Su neurotoxicidad es debida a la acumulación anormal de ROS, moléculas propias de estrés oxidativo y AGEs, lípidos y proteínas modificados tras su exposición a azúcares, ambos relacionados con la aceleración del declive funcional multisistémico que ocurre durante el envejecimiento. Estos productos biológicos inducidos por la D-galactosa están implicados también en el desarrollo o el agravamiento de muchas enfermedades degenerativas como la diabetes, la arteriosclerosis, las nefropatías, las infecciones y la enfermedad de Alzheimer.

La dificultad en la investigación en los modelos de envejecimiento acelerado con la D-galactosa estriba en que sus efectos neurotóxicos a nivel bioquímico no siempre se traducen o pueden ser observables a modo de síntomas a nivel conductual. En este estudio hemos podido constatar algunos de ellos de manera contundente y observar diferencias importantes entre el sexo masculino y el femenino”, señala la Dra. Lydia Giménez-Llort, investigadora principal del proyecto.

Los investigadores han escudriñado, mediante un análisis del comportamiento completo y multifuncional, los efectos crónicos de dosis bajas (50 mg / kg) y altas (100 mg / kg) de D-galactosa en ratones machos y hembras de 6 meses de edad –el equivalente a 40 años en humanos-. A partir de doce pruebas han evaluado los campos sensorial y motor, emocional y cognitivo, además de explorar los efectos en el sistema neuro-inmuno-endocrino, determinante para precisar la capacidad vital o edad biológica de los individuos.

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Efectos a nivel sensiomotor y del sistema inmunoendocrino 

Los resultados señalan la existencia de diferentes umbrales de sensibilidad dependientes del sexo en la capacidad funcional de los animales para cumplir con el rendimiento requerido por las tareas: la D-galactosa ejerce efectos pro-envejecimiento a nivel sensoriomotor y en el sistema inmunoendocrino en machos, mientras que las hembras muestran alteraciones en el rendimiento motor y en algunos procesos de aprendizaje y memoria espacial -capacidad de registrar información sobre el entorno y la orientación-, dependientes del hipocampo y del cerebelo.

“Los resultados más sorprendentes son los de la dosis baja de D-galactosa, que parece desencadenar efectos positivos en los machos, como un mejor aprendizaje y memoria, mientras que las hembras siguen la dosis-respuesta conductual esperada, un peor aprendizaje motor y espacial, aunque luego mejoran algunos aspectos de la memoria. Estos resultados señalan la complejidad de los efectos a nivel funcional, por lo que todas estas observaciones abren nuevas líneas de investigación para dilucidar los mecanismos neuronales subyacentes y comprender la vulnerabilidad y la protección diferencial observada”,  matiza el Dr. Rafael Castro, investigador de la ULL y coautor del estudio.

Dosis bajas de D-galactosa desencadenan efectos positivos en los machos, como un mejor aprendizaje y memoria, y en las hembras, un peor aprendizaje motor y espacial

“En los últimos años, la medicina específica del sexo, la llamada Gender-specific Medicine, alerta sobre la necesidad e importancia de investigar teniendo en cuenta el sexo y el género, así como considerar el factor edad, para lograr tener un mayor conocimiento de la biología a lo largo de nuestra vida y hacer una medicina más personalizada. Nuestro estudio demuestra esta necesidad y abunda en la idea de que los sexos masculino y femenino deberían considerarse como dos escenarios naturales excepcionales donde estudiar el papel de los factores biológicos, psicológicos, sociales y medioambientales, su interacción funcional y su impacto en la intercomunicación de las redes homeostáticas, las que garantizan el equilibro en la salud y que están afectadas en la enfermedad, a lo largo del ciclo de vida”, remarca la Dra. Giménez-Llort.

La investigación contribuye también a profundizar en la importancia del estudio de los determinantes biológicos y ambientales, así como de los diferentes estilos y hábitos de vida, en etapas como el ecuador de la vida, en la que el proceso de envejecimiento avanza, mermando paulatinamente las capacidades funcionales de un organismo que empieza a ver limitada su capacidad biológica antioxidante para contrarrestar los desequilibrios propios de la edad.

Los resultados forman parte de la tesis doctoral de Raquel Baeta-Corral, primera autora del artículo y son fruto de una investigación liderada por Lydia Giménez-Llort, Directora de la Unidad de Psicología Médica, Departamento de Psiquiatría y Medicina Legal e investigadora del Instituto de Neurociencias de la UAB, junto con el Dr. Rafael Castro, director del Laboratorio de Neurobiología y Terapia Génica, Departamento de Ciencias Médicas Básicas de la ULL, en el marco de un proyecto Fondo de Investigación en Salud del Instituto de Salud Carlos III*.

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Referencia bibliográfica: 
Sexual dimorphism in the behavioral responses and the immunoendocrine status in D-galactose induced aging. (2018) J Gerontol A Biol Sci Med Sci – Oxford University Press. Raquel Baeta-Corral, Rafael Castro-Fuentes, Lydia Giménez-Llort. DOI 10.1093/gerona/gly031.

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