Té verde y entrenamiento HIIT, combinación antitumoral, regulador metabólico y reparador del DNA

Lo he comentado en numerosas ocasiones en este blog, el estilo de vida (dietéticos y actividad física regular) puede acelerar el proceso de envejecimiento, de dentro hacia fuera, desde la parte más invisible, nuestros genes, a la más evidente, nuestro exterior, por medio de señales y marcas que dejan su huella como cicatrices, ya sea a través de un mayor desgaste o por las consecuencias visibles ante todos, que nos deja el sobrepeso o la obesidad.

Esta segunda, la «evidente», en muchos casos es el motivo de preocupación de muchos pacientes y el desencadenante de acudir a mi consulta. Lo entiendo. Sin embargo, hace mucho tiempo que intento leer en códigos no visibles pistas sobre el estado de salud de las personas. ¿Podemos cambiar nuestros genes mediante cambios en la dieta?. ¿Hasta que punto la actividad física regular influye en nuestros genes?. ¿Está en nuestra mano hacer que algunos genes que nos interesan se expresen de forma más contundente cuando cambiamos nuestra conducta?. ¿Existen mecanismos que favorezcan un entorno antitumoral en nuestros genes?. ¿Existen biomarcadores que nos aporten información sobre estas cuestiones?.

Vamos a entender un poco mejor cómo puede depender de nosotros alterar a nuestro favor la genética.

Sirtuinas

Las sirtuinas son una familia de siete proteínas. La sirtuina 1 (SIRT1), puede localizarse tanto en el núcleo como en el citoplasma. De forma resumida, está relacionada con la reparación de ADN, la regulación metabólica y el silenciamiento de los genes. El silenciamiento génico, tiene como objetivo (entre otros) la regulación de la expresión y la eliminación y el control de material genético ajeno o externo (por ejemplo, virus) que podría causar un daño a la célula. Su utilidad se basa en la protección de la integridad del genoma,  además, estos mecanismos de silenciamiento establecen rutas de regulación durante el desarrollo que son indispensables para evitar anomalías. La sobre expresión de SIRT1 juega un papel importante en la prevención de la muerte neuronal y la reducción del riego de padecer Alzheimer. Además, y es aquí dónde quiero llegar, SIRT1 está implicada en los procesos de proliferación y diferenciación celular. Esto le otorga un papel importante como posible antitumoral.

Las sirtuinas son enzimas, y por ende, catalizadores de reacciones químicas. Tiene un rol destacado en el control del metabolismo energético.

Tiene la siguiente estructura (1)

747 aminoácidos que forman el dominio catalítico y dos regiones; el extremo N-terminal y el extremo C-terminal. Para comprender mejor la estructura de esta proteína, te recomiendo la lectura de este post (enlace). Tiene una parte central hidrófoba y una periferia hidrófila. Como podemos ver en la imagen, cuenta con una zona de unión al Zinc, cuya presencia es importante para el correcto funcionamiento de esta familia de enzimas. Además, aporta estabilidad a la proteína.

SIRT1 regula la acetilación de factores como:

  • FOXO: previene el estrés oxidativo y regula el estado energético.
  • CREB: factor de transcripción.
  • PPARy

Lo más interesante, como hemos dicho es el papel que juega en la reparación de ADN dañado. Desenrolla y separa la doble hélice y repara rupturas de la doble hélice, con lo que tiene un destacado papel en asegurar la integridad genética.

SIRT1 está implicada en la regulación del gasto energético en situaciones de escasez de alimentos (véase el potencial del ayuno intermitente), ayudando a crear un estado de longevidad en el individuo.

Algunos genes que regula SIRT1 (y podrían ser motivos de estudio) son:

  • p53: gen supresor tumoral que induce la apoptosis.
  • E2F1, TGF-B, hTERT, familia cMYC…

Un aspecto interesante de SIRT1 es que ha sido identificado como un biomarcador, es decir, sería medible/cuantificable, con el potencial que esto implica en el ámbito clínico, pues permite hacer valoraciones mediante diagnósticos y estudiar cambios a través de tratamientos.

Entre los factores que intervienen en el control de los trastornos metabólicos y en la prevención de la obesidad, se encuentran SIRT1 y el co-activador 1-alfa (PGC-1α) del receptor activado por el proliferador de peroxisomas.

Proliferador de peroxisomas o PGC-1α

Proteína 1α coactivadora del receptor activado por el proliferador de peroxisomas, está implicada en la regulación transcripcional de una gran variedad de genes. Nos detenemos un momento en este punto. Los genes se expresan mediante un proceso que se llama transcripción. Éstos pueden leerse o transcribirse a partir de un inicio y una región que promueve su expresión (se le conoce como «promotor»), mientras que otro lado la transcripción termina en una señal de paro denominada terminador. Los genes pueden expresarse de forma aislada o bien en conjunto, a través de proteínas llamadas reguladores transcripcionales. Estos reguladores se unen en el ADN en regiones muy específicas. Comprender cómo se regulan los genes es clave para diseñar estrategias que nos permitan mantenernos sanos (tejidos, órganos) y curar enfermedades.

Para terminar de tener una aproximación del mecanismos en el que participan SIRT1 y PGC-1α es importante entender el concepto de «plasticidad celular«. Nuestros genes se adaptan a nuestro entorno, durante toda la vida, desde el desarrollo embrionario hasta la etapa adulta. Esta plasticidad nos brinda una excelente oportunidad de adaptarnos, en algunas ocasiones a algo no deseado como es el estrés, y otras, sí, como puede ser una lesión, mediante la regeneración de tejidos por células madre adultas. Esta plasticidad está organizada por los factores de transcripción citados, así como por modificaciones epigenéticas.

PGC-1α es capaz de incrementar la actividad transcripcional de PPAR Gamma y tiene un destacado rol en la modulación de genes relacionados con el metabolismo de los hidratos de carbono y ácidos grasos. Se trata de una molécula ya conocida en el mundo del deporte. El entrenamiento de forma regular provoca, entre otros factores,  tensión mecánica, flujo de iones (Ca2+), alteración del estado energético del miocito (índice ATD/ADP), que desencadenan en mecanismos iniciales de señalización celular.

El entrenamiento regular ya sea en forma de alta intensidad o elevado volumen (va a suponer distintos tipo de contracciones musculares) va a activar vías AMPK (proteína quinasa activada por AMP), considerado un detector de energía celular el cual ayuda al balance energético de la célula y el consumo de calorías. AMPK disminuye o incrementa la expresión de ciertos genes involucrados en procesos como la lipogénesis. En el caso de someter a nuestro organismo a un entrenamiento de elevado volumen (tiradas largas), hay que destacar el papel de CaMK, familia de CaM quinasas (CAMK por sus siglas en inglés) son una familia de quinasas, dependientes del complejo Ca2+/CaM importantes por su implicación en diferentes funciones como la transcripción de genes, la supervivencia/muerte celular (apoptosis), la organización del citoesqueleto, el aprendizaje y la memoria.

Rol de la dieta como agente antioxidante

A mayor grado de obesidad, menor nivel de agentes de antioxidantes en nuestro organismo. Es una pescadilla que se muerde la cola. SIRT1 aumenta la expresión de algunas enzimas antioxidantes: catalasa, superóxido dismutasa y activando los factores de transcripción de FOX03 en el núcleo para combatir los radicales libres (2). En situación de obesidad, los factores de defensa antioxidante se encuentran mermados, razón por la cual se presenta en tal circunstancia propensión al daño oxidativo.

Una dieta con propiedades antioxidantes puede desempeñar un papel importante en la prevención de enfermedades relacionadas con la obesidad.

Existen cinco polifenoles llamados catequinas en el té verde, el más destacado es el galato de epigalocatequina (EGCG), capaz de suprimir el estrés oxidativo y las enfermedades relacionadas con la obesidad a través de la señalización de SIRT1 / PGC-1α (3), la misma ruta que la mencionada anteriormente mediante el entrenamiento HIIT. Se ha descrito que el EGCG inhibe la proliferación y diferenciación de adipocitos en estudios in vitro.

El EGCG y el resto de catequinas del té verde aumentan la función de PGC-1α, disminuyen el malondialdehído (producto directo de la acción de los radicales libres de oxígeno sobre los ácidos grasos poliinsaturados de la membrana celular), los hidroperóxidos y aumentan la actividad de las enzimas antioixidantes mediante la activación de SIRT1, por lo que ayuda en la regulación de la homeostasis energética.

¿Dieta, ejercicio, o ambos a la vez?

Existe evidencia del papel que el entrenamiento HIIT tiene sobre SIRT1 y PGC-1α. También sobre el potencial que presenta la ingesta de antioxidantes en la dieta, por ejemplo, mediante el té verde.

lham Ghasemi, Mohammad Esmaeil Afzalpour y Shila Nayebifar (4), han publicado un estudio en mujeres con sobrepeso/obesidad, en el que se ha evaluado el impacto de ambos elementos combinados. Las participantes en el ensayo se dividieron en tres grupos, HIIT + té verde, HIIT + placebo y té verde. Las mujeres eran jóvenes (20-30 años) y con sobrepeso.

La ingesta de té verde fue en tabletas de 1500 mg. Para que nos hagamos una idea, las cápsulas que podemos encontrar a nivel comercial pueden tener alrededor de 420 mg, por lo que nos tendríamos que ir a 3-4 cápsulas/día para obtener la dosis empleada en este estudio.

El protocolo HIIT se realizó 3 veces por semana durante 10 semanas, al 90% de la frecuencia cardíaca máxima (calculada mediante la fórmula de la edad, 220) controlada por telemetría. Consistía en un circuito, que podemos ver en la imagen

Los resultados del estudio son los que siguen:

SIRT1

PGC-1α

Como (casi) siempre, los resultados muestran importantes beneficios cuando aplicamos de forma conjunta actividad física y suplementación de té verde, seguido de entrenamiento, sin necesidad de ingesta de té verde.

Se trata de un estudio interesante. Existe la posibilidad de aplicar en consulta la metodología de este estudio, pues tanto el protocolo diseñado como la suplementación sugerida son viables. En muchas ocasiones, interesantes conclusiones de ensayos clínicos, in vitro, en roedores o en poblaciones muy especializadas, como pueden ser deportistas profesionales o amateurs muy entrenados, son de difícil transferencia a personas con sobrepeso u obesidad (sin ir más lejos, pensamos en el beneficio de la l-carnitina en sujetos entrenados vs. no entrenados), por lo que, aun reconociendo el mérito y potencial, suelen quedarse en el tintero en mi caso, por mi trabajo en consulta y el tipo de paciente con el que trabajo.

Este ensayo es un buen ejemplo de que podemos modular nuestros genes, alterando en función del entorno al que sometemos a nuestro organismo (dieta, ejercicio y hábitos) su capacidad de expresarse en una u otra dirección.

Dos preguntas dejo en el aire: ¿somos lo que comemos? y ¿somos lo que nos movemos?.

El ávido lector sabrá sacar conclusiones.

Fuentes

  1. Davenport, Andrew M; Huber, Ferdinand M; Hoelz, André. Structural and Functional Analysis of Human SIRT1. Journal of Molecular Biology, ISSN: 0022-2836, Vol: 426, Issue: 3, Page: 526-541
  2. Ota H, Eto M, Kano MR, Kahyo T, Setou M, Ogawa S et al (2010) Induction of endothelial nitric oxide synthase, SIRT1, and catalase by statins inhibits endothelial senescence through the Akt pathway. Arterioscler Thromb Vasc Biol 30:2205–2211.
  3. Ye Q, Ye L, Xu X, Huang B, Zhang X, Zhu Y et al (2012) Epigallocatechin- 3-gallate suppresses 1-methyl-4-phenyl-pyridine-induced oxidative stress in PC12 cells via the SIRT1/PGC-1α signaling pathway. BMC Complement Altern Med 12:82.
  4. Ghasemi E, Afzalpour ME, Nayebifar S. Combined high-intensity interval training and green tea supplementation enhance metabolic and antioxidant status in response to acute exercise in overweight women. J Physiol Sci. 2020;70(1):31. Published 2020 Jun 25. doi:10.1186/s12576-020-00756-z