ES2807781T3 - Composición de dieta para usar en un método terapéutico para reducir los niveles de glucosa en sangre y/o de IGF-1 - Google Patents

Composición de dieta para usar en un método terapéutico para reducir los niveles de glucosa en sangre y/o de IGF-1 Download PDF

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Abstract

Una composición de dieta para usar en un método para reducir los niveles de glucosa en sangre y/o de IGF-1 en el tratamiento o prevención de una enfermedad elegida entre diabetes, cáncer y enfermedades relacionadas con la edad en un sujeto de 50 años de edad o más, en donde dicha composición de dieta se proporciona durante 5 a 7 días a un sujeto menor de una edad predeterminada de 65 años y que tiene un nivel de proteína diario promedio del sujeto mayor que un nivel de corte predeterminado de aporte de proteínas de un 20 % a un 5 % de calorías provenientes de proteínas entre el total de calorías consumidas en promedio por día por el sujeto, en donde dicha composición de dieta proporciona un porcentaje de calorías de proteínas que es menor que dicho nivel de corte predeterminado de aporte de proteínas, en donde dicha composición de dieta proporciona por día 4,5 a 7 kilocalorías por 0,45 kg (libra) de dicho sujeto durante un primer día y de 3 a 5 kilocalorías por 0,45 kg (libra) de dicho sujeto durante un segundo al quinto día y en donde dicha composición de dieta comprende menos de 30 g de azúcar el primer día y menos de 20 g de azúcar del segundo al quinto día; menos de 28 g de proteínas todas de origen vegetal el primer día y menos de 18 g de proteínas todas de origen vegetal en los días del segundo al quinto día; 20 a 30 gramos de grasas monoinsaturadas el primer día y 10 a 15 gramos de grasas monoinsaturadas del segundo al quinto día; entre 6 y 10 gramos de grasas polinsaturadas el primer día y 3 a 5 gramos de grasas polinsaturadas del segundo al quinto día; menos de 12 g de grasas saturadas el primer día y menos de 6 gramos de grasas saturadas del segundo al quinto día; y 12 a 25 gramos de glicerol por día del segundo al quinto día.

Description

DESCRIPCIÓN
Composición de dieta para usar en un método terapéutico para reducir los niveles de glucosa en sangre y/o de IGF-1
Campo técnico
En al menos un aspecto, la presente invención está relacionada con una composición de dieta para usar en un método para aliviar los síntomas de enfermedades relacionadas con la edad y quimiotoxicidad.
Antecedentes
La restricción calórica (RC) sin desnutrición ha demostrado de manera constante que aumenta la longevidad en varios modelos animales, incluyendo levaduras, C. elegans y ratones. Sin embargo, el efecto de la RC en la esperanza de vida de primates no humanos sigue siendo controvertido y puede estar muy influenciado por la composición de la dieta. Se cree que la extensión de la esperanza de vida asociada con la RC en los organismos modelo funciona a través de sus efectos sobre GH, GHR, lo que lleva a deficiencias posteriores en IGF-1 y los niveles de insulina y señalización. El efecto de la ruta de insulina/IGF-1 sobre la longevidad se descubrió en C. elegans, al mostrar que las mutaciones en esta ruta, reguladas por la disponibilidad de nutrientes, causaron un aumento de dos veces en la esperanza de vida. Otros estudios revelaron que las mutaciones en ortólogos de genes que funcionan en rutas de señalización del crecimiento, incluyendo Tor-S6K y Ras-cAMP-PKA, promovieron el envejecimiento en múltiples organismos modelo, proporcionando así evidencia de la regulación conservada del envejecimiento por los genes de señalización de nutrientes pro-crecimiento.
Los documentos XP5529122 SPINDLER 2010, XP55290744 FONTANA 2010 y WO2009132320 LONGO 2008 divulgan que la restricción de proteínas mejora la longevidad. Por lo tanto, las dietas bajas en proteínas pueden ser importantes para los posibles beneficios de longevidad de la restricción calórica en seres humanos, independientemente de la edad del ser humano.
El documento XP055291223 "Caloric restriction: from soup to nuts", escrito por Stephen R Spindler, divulga que la restricción calórica, las dietas reducidas en proteínas, metionina o triptófano pueden extender la esperanza de vida máxima en roedores. Además, este documento divulga que en primates, la restricción calórica proporciona protección contra la diabetes tipo 2, enfermedades cardiovasculares y cerebrovasculares, deterioro inmunitario, neoplasia, hepatotoxicidad, fibrosis e insuficiencia hepática, sarcopenia, inflamación y daño en el ADN.
El documento XP055290744 "Long-term effects of calorie or protein restriction on serum IGF-1 and IGFBP-3 concentration in humans" escrito por Luigi F et al divulga que, a diferencia de los roedores, la restricción calórica intensa a largo plazo no reduce la concentración de IGF1 en suero y la relación IGF1:IGFBP3 en seres humanos. También divulga que el aporte de proteínas es un determinante clave de los niveles circulantes de IGF1 en seres humanos.
El documento US 2005/031671 A1 se refiere a un control de peso basado en el aporte calórico intermitente. Un porcentaje dado de un aporte calórico total se consume durante un primer período de tiempo y otro porcentaje dado del aporte calórico se consume durante un segundo período de tiempo, estando el aporte calórico durante los dos períodos de tiempo dentro de un intervalo seleccionado del aporte calórico total.
El documento WO2007/088046 A2 se refiere a una formulación alimenticia que comprende al menos tres ingredientes elegidos entre las siguientes cinco categorías de ingredientes: antioxidantes, agentes antiglucación; reductores de peso corporal o grasa corporal; promotores de alta sensibilidad a insulina o baja insulina en sangre o glucosa en sangre y agentes antinflamatorios. Esta formulación alimenticia se administra una o más veces por día, una o más veces por semana o una o más veces por mes.
El documento WO2014/066426 A1 divulga un método para reducir el nivel de IGF-1, un riesgo o síntoma de cáncer o un riesgo o síntoma de enfermedad inflamatoria. Este método comprende: administrar una primera dieta al sujeto durante un primer período de tiempo, proporcionando la primera dieta de 4,5 a 7 kilocalorías por 0,45 kg (libra) de sujeto durante un primer día y de 3 a 5 kilocalorías por 0,45 kg (libra) de sujeto por día durante un segundo al quinto día de la primera dieta, incluyendo la primera dieta:
menos de 30 g de azúcar el primer día;
menos de 20 g de azúcar del segundo al quinto día;
menos de 28 g de proteínas el primer día;
menos de 18 g de proteínas en los días del segundo al quinto día;
20 a 30 gramos de grasas monoinsaturadas el primer día;
10 a 15 gramos de grasas monoinsaturadas del segundo al quinto día;
entre 6 y 10 gramos de grasas polinsaturadas el primer día;
3 a 5 gramos de grasas polinsaturadas del segundo al quinto día;
menos de 12 g de grasas saturadas el primer día;
menos de 6 gramos de grasas saturadas del segundo al quinto día; y
12 a 25 gramos de glicerol por día del segundo al quinto día.
Recientemente, se ha demostrado que los seres humanos con deficiencia del receptor de la hormona del crecimiento (GHRD, por sus siglas en inglés), que exhiben deficiencias importantes en los niveles séricos de IGF-1 y de insulina, no muestran mortalidad por cáncer ni diabetes, y a pesar de tener un mayor predominio de obesidad, las muertes combinadas de enfermedades cardíacas y accidente cerebrovascular en este grupo fueron similares a los de sus familiares. Protección similar contra el cáncer también se informó en un estudio que encuestó a 230 GHRD.
La restricción de proteínas o la restricción de aminoácidos particulares, tales como metionina y triptófano, pueden explicar parte de los efectos de la restricción calórica en la longevidad y el riesgo de enfermedad, ya que la restricción de proteínas reduce los niveles de IGF-1, puede aumentar la longevidad en mamíferos independientemente del aporte calórico, y también se ha demostrado que reduce la incidencia de cáncer en modelos de roedores.
Por consiguiente, existe una necesidad de intervenciones alimenticias que puedan aliviar los síntomas de enfermedades relacionadas con la edad tanto en sujetos que desean modificar de manera crónica su dieta como en aquellos que solo considerarían intervenciones periódicas, pero que por lo demás continuarían con su dieta normal.
Sumario de la invención
La presente invención se refiere a una composición de dieta para usar en un método para reducir los niveles de glucosa en sangre y/o de IGF-1 en el tratamiento o prevención de una enfermedad elegida entre diabetes, cáncer y enfermedades relacionadas con la edad en un sujeto de 50 años de edad o más, en donde dicha composición de dieta se proporciona durante 5 a 7 días a un sujeto menor de una edad predeterminada de 65 años y que tiene un nivel de proteína diario promedio del sujeto mayor que un nivel de corte predeterminado de aporte de proteínas de un 20 % a un 5 % de calorías provenientes de proteínas entre el total de calorías consumidas en promedio por día por el sujeto, en donde dicha composición de dieta proporciona un porcentaje de calorías de proteínas que es menor que dicho nivel de corte predeterminado de aporte de proteínas, en donde dicha composición de dieta proporciona por día 4,5 a 7 kilocalorías por 0,45 kg (libra) de dicho sujeto durante un primer día y de 3 a 5 kilocalorías por 0,45 kg (libra) de dicho sujeto durante un segundo al quinto día y en donde dicha composición de dieta comprende menos de 30 g de azúcar el primer día y menos de 20 g de azúcar del segundo al quinto día; menos de 28 g de todas las proteínas de origen vegetal el primer día y menos de 18 g de proteínas (todas de origen vegetal) en los días del segundo al quinto día; 20 a 30 gramos de grasas monoinsaturadas el primer día y 10 a 15 gramos de grasas monoinsaturadas del segundo al quinto día; entre 6 y 10 gramos de grasas polinsaturadas el primer día y 3 a 5 gramos de grasas polinsaturadas del segundo al quinto día; menos de 12 g de grasas saturadas el primer día y menos de 6 gramos de grasas saturadas del segundo al quinto día; y 12 a 25 gramos de glicerol por día del segundo al quinto día.
La presente invención también se refiere a la composición de dieta de la reivindicación 1, para el uso de acuerdo con la reivindicación 1, en donde dicha composición de dieta se administra periódicamente a dicho sujeto.
En un aspecto, en donde dicha composición de dieta se administra periódicamente a dicho sujeto con una frecuencia que depende de los niveles de resistencia a insulina, los niveles de glucosa en ayunas, la IGFBP1, la obesidad, el índice de masa corporal, la pérdida de peso en los 10 años anteriores, los antecedentes familiares de cáncer, los antecedentes familiares de diabetes y los antecedentes familiares de mortalidad temprana del sujeto.
En otro aspecto, la composición de dieta de la reivindicación 1, para el uso de acuerdo con la reivindicación 1, es una dieta que imita el ayuno que proporciona diariamente menos de un 10 % de calorías de proteínas y/o una dieta que imita el ayuno con todas las proteínas de origen vegetal.
En otro aspecto, la invención también se refiere a la composición de dieta de la reivindicación 1, para el uso de acuerdo con la reivindicación 1, proporcionando dicha composición de dieta una cantidad de fibra alimenticia mayor de 15 gramos por día durante los cinco días.
En otro aspecto, la dieta baja en proteínas incluye un complemento que proporciona niveles excesivos de aminoácidos no esenciales para ser consumidos durante un período de 5 a 7 días junto con cantidades muy bajas de proteínas o una dieta sin proteínas. En un procesamiento, la dieta baja en proteínas se alterna con una dieta normal en proteínas. En dichas variaciones, la dieta baja en proteínas de origen vegetal se proporciona durante 7 días cada 2 semanas a 2 meses con una dieta normal de 1 a 7 semanas en el medio. Normalmente, el complemento proporciona uno o más de los siguientes aminoácidos como fuente de nitrógeno: alanina, ácido aspártico, cisteína, ácido glutámico, glicina, histidina, prolina, serina y tirosina excluyendo sustancialmente isoleucina, leucina, lisina, metionina, fenilalanina, treonina, triptófano, valina y arginina de modo que la isoleucina, leucina, lisina, metionina, fenilalanina, treonina, triptófano, valina y arginina en combinación están presentes en una cantidad que es inferior a un 5 % del peso total de la dieta del sujeto. En un procesamiento adicional, isoleucina, leucina, lisina, metionina, fenilalanina, treonina, triptófano, valina y arginina en combinación están presentes en una cantidad que es inferior a un 3 % del peso total de la dieta del sujeto.
Breve descripción de los dibujos
FIGURA 1. La Tabla 9 muestra la visión general de calorías de la dieta que imita el ayuno ajustada a sujetos humanos. La dieta que imita el ayuno (FMD, por sus siglas en inglés), Prolon, induce una respuesta similar al ayuno mientras maximiza la nutrición. Se muestran las calorías consumidas para cada uno de los 5 días de la dieta, así como las kcal ajustadas por libra y kilogramo de peso corporal. La reducción en las calorías consumidas durante el régimen alimenticio de 5 días (A5 días) se muestra como 1) basada en una dieta de 2.000 calorías por día, o 2) basada en dietas de 2.800, 2.400 y 2.000 calorías para el peso de la persona > 91,68-91, y < 68 kilogramos (> 200, 150-200 y < 150 libras), respectivamente;
FIGURA 2. La Tabla 10 muestra el contenido definido de macronutrientes para cada día de dieta ajustado a un sujeto humano de 81-91 kg (180-200 lbs). El contenido de macronutrientes para cada día del régimen FMD de 5 días basado en una persona de 81-91 kg (180-200 lbs) de promedio. el aporte calórico el día 1 de la dieta se reduce menos en comparación con los días siguientes (2-5) para permitir que el cuerpo se adapte al bajo consumo de calorías. Se presenta el % de calorías aportadas por grasas, hidratos de carbono (mediante azúcar en detalle) y proteínas por cada día del régimen Prolon;
FIGURA 3. La Tabla 11 muestra el contenido definido de micronutrientes para cada día de dieta ajustado a un sujeto humano de 81-91 kg (180-200 lbs) en una variación de la invención. El contenido de micronutrientes para cada día del régimen FMD de 5 días basado en una persona de 81-91 kg (180-200 lbs) de promedio. El porcentaje del valor diario (% VD) se calcula en base a una dieta de 2.000 calorías. * para algunos de los micronutrientes, VD no está definido; los valores mostrados se basan en el aporte diario de referencia (ADR);
FIGURA 4. Usando los modelos de riesgos proporcionales de Cox, se encontraron interacciones estadísticamente significativas (p < 0,05) entre la edad y el grupo de proteínas para la mortalidad por todas las causas y por cáncer. Basándose en estos modelos, se calculó la esperanza de vida restante prevista para cada grupo de proteínas por edad al inicio del estudio. Basándose en los resultados, la proteína baja parece tener un efecto protector contra la mortalidad por todas las causas y por cáncer antes de los 66 años, momento en el que se vuelve perjudicial. No se encontraron interacciones significativas para la mortalidad por enfermedad cardiovascular (ECV) y diabetes;
FIGURA 5. Niveles séricos de IGF-1 en los encuestados de 50-65 y 66+ que informan un aporte de proteínas bajo, moderado o alto. El IGF-1 en los encuestados de 50-65 es significativamente menor entre aquellos con aporte de proteínas bajo en comparación con el alto (P = 0,004). A los 66 años o más, la diferencia entre el aporte alto y bajo se vuelve marginalmente significativa (P = 0,101). La cohorte para la cual se calcularon los niveles de IGF-1 incluye 2253 sujetos. De las edades de 50-65 (n = 1.125), 89 estaban en la categoría baja en proteínas, 854 estaban en la categoría moderada en proteínas y 182 estaban en la categoría alta en proteínas. De las edades de 66 o más (n = 1.128), 80 estaban en la categoría baja en proteínas, 867 estaban en la categoría moderada en proteínas y 181 estaban en la categoría alta en proteínas. *P < 0,01;
FIGURA 6. (A) Incidencia tumoral en ratones C57BL/6 machos de 18 semanas de edad, implantados con 20.000 células de melanoma (B16), y alimentados con una dieta alta en proteínas (n = 10) o baja en proteínas (n = 10). (B) Progresión del volumen tumoral de B16 en ratones machos C57BL/6 (de 18 semanas) alimentados con una dieta alta en proteínas (n = 10) o baja en proteínas (n = 10). (C) IGF-1 en el día 16 en ratones C57BL/6 machos (18 semanas) alimentados con una dieta alta en proteínas (n = 5) o baja en proteínas (n = 5). (D) IGFBP-1 el día 16 en ratones C57BL/6 machos (18 semanas) alimentados con una dieta alta en proteínas (n = 10) o baja en proteínas (n = 10). (E) Progresión del tumor de melanoma B16 en ratones GHRKO hembra de 10 meses de edad (n = 5) frente a controles de camada de la misma edad (Ctrl; n = 7). (F) Incidencia tumoral en ratones BALB/c hembra de 12 semanas de edad, implantados con 20.000 células de cáncer de mama (4T1) alimentados con una dieta alta en proteínas (n = 10) o baja en proteínas (7 %; n = 10). (G) Progresión del cáncer de mama 4T1 en ratones BALB/c hembra (12 semanas) alimentados con una dieta alta en proteínas (n = 10) o baja en proteínas (n = 10). (H) IGF-1 en el día 16 en ratones BALB/c hembra (12 semanas) alimentados con una dieta alta en proteína de caseína (n = 5) o baja en proteína de caseína (n = 5). (I) IGFBP-1 en el día 16 en ratones BALB/c hembra (12 semanas) alimentados con una dieta alta en proteínas de caseína (n = 10) o baja en proteínas de caseína (n = 10). (J) IGF-1 en el día 16 en ratones BALB/c hembra (12 semanas) alimentados con una dieta alta en proteínas de soja (n = 5) o baja en proteínas de soja (n = 5). (K) IGFBP-1 en el día 16 en ratones BALB/c hembras (12 semanas) alimentados con dieta alta en proteínas de soja (n = 10) o baja en proteínas de soja (n = 10). (L) Frecuencia de supervivencia y (M) mutación de ADN de la levadura expuesta a una concentración de 0,5x, 1x o 2x de una mezcla de aminoácidos estándar. (N) Actividad PDS y STRE en levaduras cultivadas en medios que contienen solo Trp, Leu e His en comparación con las cultivadas en presencia de todos los aa. (O) La eliminación de Ras2 protege contra la inestabilidad genómica inducida por el estrés oxidativo medida como frecuencia de mutación de ADN (Canr) en mutantes de ras2A y tipo silvestre (DBY746) expuestos de manera crónica a H2O21 mM. (P) Un modelo para el efecto de los aminoácidos sobre el envejecimiento y la inestabilidad genómica en S. cerevisiae. Los aminoácidos activan la ruta Tor-Sch9 y Ras-cAMP-PKA también activada mediante glucosa y promueven la inestabilidad genómica dependiente del estrés oxidativo y de la edad en parte a través de la actividad reducida de Gis1 y Msn2/4. *P < 0,05, **P < 0,01, ***P < 0,001, ****P < 0,0001;
FIGURA 7. Efecto del aporte de proteínas sobre el peso corporal en ratones jóvenes y viejos. (A) Ratones C57BL/6 jóvenes (18 semanas de edad) (n = 10) y viejos (24 meses de edad) (n = 6) alimentados con una dieta alta en proteínas (18 %). (B) Ratones C57BL/6 jóvenes (18 semanas de edad) (n = 10) y viejos (24 meses de edad) (n = 6) alimentados con una dieta baja en proteínas (4 %);
FIGURA 8. Tabla 12: Asociaciones entre mortalidad y aporte de proteínas;
FIGURA 9. (A) 30 días de peso corporal de ratones C57BL/6 machos de 18 semanas de edad alimentados con dietas isocalóricas que varían en contenido de proteína, ya sea alto (18 %) o bajo (4 %). (B) Aporte de alimentos de 30 días en kcal/día de ratones C57BL/6 machos de 18 semanas de edad alimentados con dietas isocalóricas que varían en contenido de proteína, ya sea alto (18 %) o bajo (4 %). (C) IGFBP-2 en el día 16 en ratones C57BL/6 machos (18 semanas) alimentados con una dieta alta en proteínas (n = 10) o baja en proteínas (n = 10). (D) IGFBP-3 el día 16 en ratones C57BL/6 machos (18 semanas) alimentados con una dieta alta en proteínas (n = 10) o baja en proteínas (n = 10). (E) 30 días de peso corporal de ratones BALB/c hembra de 12 semanas de edad alimentados con dietas isocalóricas que varían en contenido de proteína, ya sea alto (18 %) o bajo (7 %). (F) Aporte de alimentos de 30 días en kcal/día de ratones BALB/c hembra de 12 semanas de edad alimentados con dietas isocalóricas que varían en contenido de proteína, ya sea alto (18 %) o bajo (4 %). (G) IGFBP-3 en el día 16 en ratones BALB/c hembra de 12 semanas de edad alimentados con una dieta alta en proteínas (n = 10) o baja en proteínas (n = 10). *P < 0,05, **P < 0,01, ***P < 0,001, ****P < 0,0001; ANOVA;
FIGURA 10. Progresión del volumen tumoral del melanoma B16 en ratones GHRKO hembra de 10 meses de edad (n = 5) frente a controles de tipo silvestre de la misma edad (Ts; n = 13). **P < 0,01;
FIGURA 11. (A) Supervivencia cronológica de la levadura y (B) inestabilidad genómica atenuada dependiente de la edad mostrada como frecuencia de mutación en el gen CAN1 (medido como mutantes Canr/106 células) en el tipo silvestre (DBY746) en comparación con los mutantes ras2A. (C) Supervivencia cronológica de mutantes ras2A y de tipo silvestre tratados de manera crónica con H2O21 mM. (D) La falta de Ras2 protege contra la inestabilidad genómica inducida por el estrés oxidativo (frecuencia de mutación Canr). *P < 0,05, **P < 0,01, ****P < 0,0001; FIGURAS 12 a)-f). IGF-1 modera la asociación entre el consumo de proteínas y la mortalidad. Basándose en los resultados de los modelos de riesgos proporcionales de Cox de la interacción entre la proteína y el IGF-1 sobre la mortalidad, IGF-1 calculó los cocientes de riesgo previstas para los grupos de proteína moderada y alta en relación con el grupo de proteína baja. No se encontraron interacciones significativas entre la proteína y el IGF-1 para la mortalidad por todas las causas (3a) o por ECV (3b) en el grupo de edad de 50-65 años. Sin embargo, la interacción para IGF-1 y proteína alta frente a baja fue significativa (p = 0,026) para la mortalidad por cáncer (3c) para sujetos de 50-65 años. Los resultados muestran que por cada aumento de 10 ng/ml en IGF-1, el riesgo de mortalidad por cáncer aumenta para el grupo de proteína alta en relación con el grupo de proteína baja en un 9 % (CRI proteína alta x IGF-1: 1,09; IC al 95 %: 1,01-1,17). La interacción entre la proteína y el IGF-1 fue significativa para los encuestados mayores de 66 años solo para la mortalidad por ECV. Aquellos con dietas altas o moderadas en proteínas tenían un riesgo reducido de ECV si el IGF-1 también era bajo; sin embargo, como IGF-1 aumentó no hubo beneficio; FIGURA 13. Tabla 13: Características de la muestra;
FIGURA 14. Tabla 14: Asociación entre el aporte de proteínas y la mortalidad (N = 6.381);
FIGURA 15. Tabla 15: La influencia de IGF-I en la asociación entre mortalidad y aporte de proteínas (N = 2.253); FIGURA 16. Tabla 16: Cocientes de riesgos instantáneos para la interacción entre la proteína y el IGF-I en la mortalidad;
FIGURA 17. Tabla 17: Influencia de la proteína animal y vegetal en las asociaciones entre mortalidad y aporte de proteínas;
FIGURA 18. Tabla 18: HbA1c media ajustada, prevalencia de diabetes e IMC medio por edad y aporte de proteínas; FIGURA 19. Tabla 19: Asociaciones entre mortalidad por diabetes y aporte de proteínas, entre participantes sin diabetes al inicio del estudio;
FIGURAS 20 A-D. Los sujetos humanos participaron en 3 ciclos de una dieta que imita el ayuno (FMD, indicada en verde, ver texto) de 5 días baja en proteínas, baja en calorías y alta nutrición seguida de aproximadamente 3 semanas de dieta normal (indicada en marrón) (A). Se extrajo sangre antes y al final de la dieta de 5 días (puntos temporales A y B), y también 5-8 días después de terminar la 3a FMD de 5 días (punto temporal C). La dieta de 5 días redujo significativamente los niveles de glucosa en sangre (B), IGF-1 (c) e lGFBP-1 (D). Glucosa *, p < 0,05, N = 18; IGF-1, **, p < 0,01, *p < 0,05, N = 16; IGFBP-1, **, p < 0,01, N = 17; todas las pruebas estadísticas se realizaron como dos pruebas t pareadas seguidas de los valores originales;
FIGURA 21. Calorías aportadas por Macronutrientes de las Dietas Experimentales en %. El alimento estándar AIN93G fue la dieta de referencia y se suministró a todos los ratones. Las dietas experimentales modificadas en la composición de macronutrientes (grasas, proteínas e hidratos de carbono) se basaron en esta dieta. La dieta baja en hidratos de carbono BHAP redujo las calorías de los hidratos de carbono al un 20 % en comparación con la formulación AIN93G (13 % frente a 63,9 %) pero contenía más proteína (45,2 %) y grasa (41,8 %). Las dietas P-1 20 % (aceite de soja como fuente de grasa) y P-220 % (aceite de coco como fuente de grasa) tenían calorías de fuentes de proteínas reducidas a un 20 % en comparación con la formulación AIN93G; la dieta P 0 % no contenía proteínas; todas estas dietas eran isocalóricas para el alimento estándar AIN93G. La dieta cetógena alta en grasas AG 60 % fue diseñada para suministrar un 60 % de las calorías consumidas de fuentes grasas, las calorías que provenían de proteínas e hidratos de carbono se redujeron proporcionalmente. La dieta AG 90 % era una dieta cetógena que contenía un 90 % de grasa mientras que suministra solo hidratos de carbono mínimos (menos del 1 %) y la mitad del contenido de proteína (9 %). La composición detallada de la dieta y el contenido calórico se resumen en la Tabla 14;
FIGURA 22. La restricción calórica reduce el peso corporal, la glucosa y el IGF-1. A) Los ratones CD-1 hembra, de 12-15 semanas de edad, se alimentaron a voluntad (cuadrado gris) con alimento estándar para roedores AIN93G, se expusieron a dietas AIN93G restringidas en calorías al 40 %, 60 %, 80 % y 90 % (triángulos) o en ayunas. (STS, rectángulo verde) hasta que los ratones perdieron un 20 % de su peso corporal inicial (línea de puntos). N = 5 por grupo experimental. Todos los datos se presentaron como la media ± EEM. B) Ajuste lineal para la intensidad del régimen RC frente la duración (días) hasta alcanzar un 80 % del peso corporal. C) Niveles de glucosa en sangre para ratones una vez que se alcanzó un 80 % del peso corporal. La línea roja representa la media; * p < 0,05, *** p < 0,001, ANOVA, Comparación múltiple de Tukey. D) Niveles séricos de IGF-1 para ratones una vez que se alcanzó un 80 % del peso corporal. La línea roja representa la media; *** p < 0,001, ANOVA, Comparación múltiple de Tukey;
FIGURA 23. Efectos de las dietas definidas con macronutrientes sobre el peso corporal, el aporte de alimentos, la glucosa y el IGF-1 sérico. Cinco ratones CD-1 hembra, de 12-15 semanas de edad, se alimentaron a voluntad con alimento estándar para roedores AIN93G (círculo negro) o con A) dos dietas diferentes bajas en proteínas (P-1 20 % y P-2 20%), una dieta baja en hidratos de carbono pero alta en proteínas (BHAP), una dieta deficiente en proteínas (P 0 %) o B) una dieta alta en grasas (AG 60 %) y una dieta cetógena (AG 90 %). En la Tabla 1 se proporciona una descripción detallada de los macronutrientes. C) Aporte diario de calorías a voluntad para las dietas AIN93G, P-1 20 %, P-220 %, BHAP y P 0 %. D) Aporte diario de calorías a voluntad para las dietas AG 60 % y AG 90 %; AIN93G se muestra como referencia. Todos los datos se presentaron como la media ± EEM. E) Niveles séricos de IGF-1 después de 9 días de alimentación a voluntad. Las líneas representan la media; *p < 0,05, *** p < 0,001, ANOVA, Comparación múltiple de Tukey en comparación con el control AIN93G;
FIGURA 24. A) Prueba de resistencia al estrés para dietas definidas con macronutrientes restringidos en calorías. Los ratones se alimentaron a voluntad (AIN93G), ayunaron durante 60 h (STS) o se alimentaron con dietas restringidas en calorías al 50 % con composiciones definidas de macronutrientes (AIN93G, BHAP, P 0 %, AG 60 %, AG 90 %) durante 3 días (cuadro verde) antes de una inyección intravenosa de doxorrubicina (24 mg/kg, línea discontinua roja). Se siguió la supervivencia durante 25 días después de la inyección, después de lo cual los animales restantes se consideraron supervivientes. B) Niveles de glucosa en sangre después de 3 días de alimentación a voluntad y dietas RC, así como después de 60 h STS. Las líneas representan la media.* p < 0,05, *** p < 0,001, ANOVA, Comparación múltiple de Tukey. Datos de supervivencia trazados a partir de experimentos agrupados combinados por pares con el programa informático estadístico Prism (GraphPad Software);
FIGURA 25. Progresión tumoral del glioma GL26 y el cáncer de mama 4T1 in vivo. A) La progresión tumoral subcutánea del glioma GL26 murino se muestra mediante el volumen tumoral total en mm3. Las mediciones de tumores se iniciaron una vez que los tumores se hicieron palpables debajo de la piel en el día 10. Los animales se alimentaron a voluntad con AIN93G (N = 5) como control o con la dieta baja en proteínas P-1 20 % (N = 6). Todos los datos se presentaron como la media ± EEM. B) La progresión tumoral subcutánea del cáncer de mama murino 4T1 se muestra mediante el volumen tumoral total en mm3. Las mediciones de tumores se iniciaron una vez que los tumores se hicieron palpables debajo de la piel en el día 12. Los animales de control (N = 10) no recibieron tratamiento y el tumor progresó rápidamente, alcanzando el volumen final de 2000 mm3 en el día 54 después de la implantación del tumor. Se inyectaron los animales con cispaltina (CDDP) (N = 9) los días 15, 33 y 44. La primera dosis de CDDP se administró a 12 mg/kg mediante inyección intravenosa, las dos inyecciones posteriores se administraron a 8 mg/kg para evitar la quimiotoxicidad. Los ratones en el grupo RCI 50 % CDDP (N = 9) se alimentaron en regímenes intermitentes con la dieta AIN93G reducida al 50 % del aporte diario de calorías del grupo control durante tres días (RCI, cuadro verde) antes de la inyección de Cisplatino. Programa de inyección no crítico para el grupo CDDP. Todos los datos se presentaron como la media ± EEM; *** p < 0,001, ANOVA, Comparación múltiple de Tukey, en comparación con el control;
FIGURA 26. A) Aporte de alimentos en kcal/día para animales alimentados a voluntad (cuadrado gris) con alimento estándar para roedores AIN93G, alimentados con dietas AIN93G restringidas en calorías al 40 %, 60 %, 80 % y 90 % (triángulos) o en ayunas (STS, rectángulo verde) hasta que los ratones perdieron un 20 % de su peso corporal inicial. B) Niveles de glucosa en sangre para ratones después de 48 horas de exposición a todas las dietas experimentales. La línea representa la media; ** p < 0,01, *** p < 0,001, ANOVA, Comparación múltiple de Tukey;
FIGURA 27. Niveles de glucosa en sangre después de 9 días de alimentación a voluntad con las dietas experimentales indicadas. Las líneas representan la media;
FIGURA 28. A) Perfil de peso corporal para ratones que se alimentaron a voluntad (AIN93G) o con dietas restringidas en calorías al 50 % con composiciones definidas de macronutrientes (AG 60 %, BHAP, P 0 %) durante 3 días (cuadro verde) antes de una inyección intravenosa de doxorrubicina (24 mg/kg, línea discontinua roja). B) Perfil de peso corporal para ratones que se alimentaron a voluntad (AIN93G), con dietas restringidas en calorías al 50 % con composiciones definidas de macronutrientes (AIN93G, AG 90 %) durante 3 días o en ayunas durante 60 h (cuadro verde) antes de una inyección intravenosa de doxorrubicina (24 mg/kg, línea discontinua roja);
FIGURA 29. Calorías suministradas por los macronutrientes de la dieta cetógena clásica y la dieta modificada Atkins en %;
FIGURA 30. Tabla 20. Descripción general sobre los macronutrientes y las calorías contenidas en las dietas experimentales;
FIGURA 31. Tabla 21. Composición detallada de las dietas definidas con macronutrientes;
FIGURA 32. Tabla 22. Programa de ajuste para dietas definidas con macronutrientes;
FIGURA 33. Tabla 23. Composición de dietas restringidas en calorías;
FIGURA 34. Tabla 24. Composición de las dietas definidas con macronutrientes restringidas en calorías.
Descripción detallada
Ahora se hará referencia en detalle a las composiciones, realizaciones y métodos actualmente preferidos de la presente invención. Las Figuras no están necesariamente a escala. Las realizaciones divulgadas son meramente ejemplares de la invención que pueden realizarse en formas diversas y alternativas. Por lo tanto, los detalles específicos divulgados en el presente documento no deben interpretarse como limitantes, sino simplemente como una base representativa de cualquier aspecto de la invención y/o como una base representativa para enseñar a un experto en la técnica a emplear de manera diversa la presente invención.
Excepto en los ejemplos, o donde se indique expresamente otra cosa, todas las cantidades numéricas en esta descripción que indican cantidades de material o condiciones de reacción y/o uso deben entenderse modificadas por la palabra "aproximadamente" al describir el alcance más amplio de la invención. Generalmente se prefiere la práctica dentro de los límites numéricos establecidos. Además, a menos que se indique expresamente lo contrario: porcentaje, "partes de", y valores de relación son en peso; la descripción de un grupo o clase de materiales como adecuados o preferidos para un propósito dado en relación con la invención implica que las mezclas de dos o más de los miembros del grupo o clase son igualmente adecuadas o preferidas; la descripción de los componentes en términos químicos se refiere a los componentes en el momento de la adición a cualquier combinación especificada en la descripción, y no excluye necesariamente las interacciones químicas entre los componentes de una mezcla una vez mezclada; la primera definición de un acrónimo u otra abreviatura se aplica a todos los usos posteriores en el presente documento de la misma abreviatura y se aplica, con las modificaciones que corresponda, a variaciones gramaticales normales de la abreviatura inicialmente definida; y, a menos que se indique expresamente lo contrario, la medición de una propiedad se determina mediante la misma técnica que se hizo referencia anterior o posterior para la misma propiedad.
Esta invención se define mediante las reivindicaciones, no se limita a las realizaciones y métodos específicos descritos a continuación, ya que los componentes y/o condiciones específicos pueden, por supuesto, variar. Además, la terminología utilizada en el presente documento se usa solo con el propósito de describir realizaciones particulares de la presente invención y no pretende ser limitante de ninguna manera.
Como se usa en la memoria descriptiva y en las reivindicaciones adjuntas, la forma singular "un", "uno/a", y "el/la", comprende referentes en plural a menos que el contexto indique claramente lo contrario. Por ejemplo, la referencia a un componente en singular está destinada a comprender una pluralidad de componentes.
La expresión "aminoácido esencial" se refiere a aminoácidos que se no pueden sintetizar por un organismo. En seres humanos, los aminoácidos esenciales incluyen isoleucina, leucina, lisina, metionina, fenilalanina, treonina, triptófano, valina. Además, los siguientes aminoácidos también son esenciales en seres humanos en determinadas condiciones: histidina, tirosina y selenocisteína.
Los términos "kilocaloría" (kcal) y "Caloría" se refieren a las calorías de los alimentos. El término "caloría" se refiere a las llamadas calorías pequeñas.
El término "sujeto" se refiere a un ser humano o animal, incluyendo todos los mamíferos tales como primates (particularmente primates superiores), ovejas, perros, roedores (por ejemplo, ratón o rata), cobaya, cabra, cerdo, gato, conejo y vaca.
En una realización de la presente invención, el método de la presente realización puede prevenir o tratar la diabetes o el cáncer, y retrasa la mortalidad relacionada con la edad y otras enfermedades relacionadas con la edad. Dichos métodos comprenden disminuir los niveles de glucosa y/o IGF-1 en el sujeto tratado. También se divulga un método para aumentar la longevidad en un sujeto. En el presente contexto, aumentar la longevidad significa mejorar las posibilidades de los sujetos de vivir más. Por ejemplo, cuando muchos sujetos que tienen el mismo perfil (peso, edad, niveles de glucosa, nivel de insulina, etc., véase más abajo) que el sujeto están sometidos a los métodos de la invención, la supervivencia promedio aumenta. El método incluye una etapa en la que se determina el nivel de aporte diario promedio de proteínas del sujeto. En un procesamiento, el nivel de aporte diario promedio de proteínas se expresa como el porcentaje de calorías provenientes de proteínas que el sujeto consume en promedio por día. El aporte de proteínas del sujeto puede ser evaluado por el sujeto al responder preguntas o completar una encuesta escrita sobre el consumo diario y semanal de proteínas, grasas e hidratos de carbono del sujeto. Con respecto al consumo de proteínas, se determinan las cantidades relativas de calorías proteicas de origen animal y vegetal.
Se proporciona una dieta baja en proteínas al sujeto si se identifica que el nivel de aporte diario promedio de proteínas del sujeto es mayor que un nivel de corte predeterminado de aporte de proteínas y si el sujeto es más joven que una edad predeterminada. Normalmente, la edad predeterminada es de 60 a 70 años. La edad predeterminada es, en orden de preferencia creciente de 60 años, 61 años, 62 años, 63 años, 64 años, 66 años, 67 años, 68 años, 69 años, 70 años y 65 años, y más joven. De acuerdo con la invención, es de 65 años. De manera característica, la dieta baja en proteínas proporciona un porcentaje de calorías de proteínas que es menor que el nivel de corte predeterminado de aporte de proteínas. Normalmente, el nivel de corte predeterminado de aporte de proteínas es de un 20 % de calorías de proteínas del total de calorías consumidas en promedio por día por el sujeto. En un procesamiento, el nivel de corte predeterminado de aporte de proteínas es de un 15 % de calorías de proteínas del total de calorías consumidas en promedio por día por el sujeto. En un procesamiento, el nivel de corte predeterminado de aporte de proteínas es de un 10 % de calorías de proteínas del total de calorías consumidas en promedio por día por el sujeto. En otro procesamiento, el nivel de corte predeterminado de aporte de proteínas es de un 5 % de calorías de proteínas del total de calorías consumidas en promedio por día por el sujeto. De acuerdo con la invención, la dieta baja en proteínas proporciona aproximadamente el 100 % de calorías de proteínas de origen vegetal.
Los niveles de IGF-1 y/o IGFBP1 del sujeto se controlan para determinar la frecuencia y el tipo de dieta que el sujeto (por ejemplo, véase las cantidades de proteínas a continuación) debe seguir y, específicamente, si el aporte de proteínas debe aumentarse o disminuirse (es decir, normalmente, los niveles de IGF-I disminuyen y los niveles de IGFBP1 aumentan después de que el sujeto recibe uno o más ciclos de la dieta baja en proteínas. En particular, la dieta baja en proteínas reduce el IGF-I en al menos un 10 por ciento y/o aumenta los niveles de IGFBP1 en al menos un 50 por ciento. En otro procesamiento, la dieta baja en proteínas reduce el IGF-I en al menos un 20 por ciento y/o aumenta los niveles de IGFBP1 en al menos un 75 %. En otro procesamiento, la dieta baja en proteínas reduce el IGF-I en al menos un 50 por ciento y/o aumenta los niveles de IGFBP1 en al menos 2 veces. Si el IGF-I disminuye y/o se determina que el aumento de IGFBP1 es insuficiente, la dieta baja en proteínas se puede ajustar para proporcionar incluso cantidades bajas de calorías de fuentes de proteínas.
En una variación de la presente realización, se proporciona una dieta alta en proteínas al sujeto si la edad del sujeto es mayor que la edad predeterminada que proporciona una dieta alta en proteínas al sujeto, teniendo la dieta alta en proteínas un porcentaje de calorías proteicas que es mayor que el nivel de corte predeterminado de aporte de proteína.
De acuerdo con la invención, la dieta baja en proteínas se proporciona al sujeto durante un número predeterminado de días. A saber, de 5 a 7 días. En muchas circunstancias, la proteína baja se proporciona periódicamente al sujeto. La frecuencia con la que se proporciona la dieta baja en proteínas al sujeto se determina mediante los niveles de resistencia a insulina, los niveles de glucosa en ayunas, el IGF-I, el IGFBP1, la obesidad, el índice de masa corporal, la pérdida de peso en los 10 años anteriores, los antecedentes familiares de cáncer, los antecedentes familiares de diabetes y los antecedentes familiares de mortalidad temprana del sujeto. La frecuencia puede ser tan alta como cada mes para sujetos con niveles altos de IGF-I (ejemplo superior a 200 ng/ml), niveles bajos de IGFBP1 y/o resistencia a insulina, una vez cada 3 meses para sujetos con IGF-I entre 120 y 200 ng/ml y sin resistencia a insulina.
En un procesamiento, la dieta baja en proteínas es una dieta que imita el ayuno y proporciona menos de un 10 % de las calorías de proteínas y/o todas las proteínas son de origen vegetal, como se establece en solicitud de patente internacional PCT/US13/66236. En particular, la dieta baja en proteínas se administra durante un primer periodo de tiempo al sujeto. Tal como se utiliza en el presente documento, a veces la dieta baja en proteínas de esta realización). De acuerdo con la invención, la dieta baja en proteínas proporciona de 4,5 a 7 kilocalorías por 0,45 kg (libra) de sujeto para un primer día (día 1) y luego de 3 a 5 kilocalorías por 0,45 kg (libra) de sujeto por día durante un segundo al quinto día (días 2-5) de la dieta baja en proteínas. Se administra una segunda dieta al sujeto durante un segundo período de tiempo. En un procesamiento, la segunda dieta proporciona un consumo total de calorías que está dentro del 20 por ciento de un consumo de calorías normal del sujeto durante 25 a 26 días (por ejemplo, inmediatamente) después de la dieta baja en proteínas. De manera característica, se observa que el nivel de IGF-I disminuye y el nivel de IGFBP1 aumenta. En un procesamiento, el método de esta realización se repite de 1 a 5 veces. En otro procesamiento, el método de esta realización se repite de 2 a 3 veces. En otro procesamiento aún, el método de esta realización se repite durante un período de años o durante toda la vida del sujeto con una frecuencia de cada 1 a 3 meses, dependiendo de los niveles de IGF-I e IGFBP1 de los sujetos, así como del aporte de proteínas. La frecuencia puede ser tan alta como todos los meses para sujetos con alto aporte de proteínas (más de un 15 % de calorías provenientes de proteínas) y/o niveles altos de IGF-I (ejemplo, más de 200 ng/ml), y niveles bajos de IGFBP1 y/o resistencia a insulina a una vez cada 3 meses para sujetos con aporte de proteínas que representa entre 10-15 % de calorías, niveles de IGF-I entre 120 y 200 ng/ml, y sin resistencia a insulina.
. En otro procesamiento, la combinación de la dieta baja en proteínas y la segunda dieta (por ejemplo, la dieta y aporte calórico normal del sujeto) proporciona al sujeto un número total de calorías dentro de un 10 por ciento del aporte calórico normal del sujeto. En otro procesamiento, la combinación de la dieta baja en proteínas y la segunda dieta proporciona al sujeto un número total de calorías dentro de un 5 por ciento del aporte calórico normal del sujeto. En otro procesamiento aún, la combinación de la dieta baja en proteínas y la segunda dieta proporciona al sujeto un número total de calorías dentro de un 1 por ciento del aporte calórico normal del sujeto.
En un procesamiento, la dieta que imita el ayuno (FMD) implica sustituir completamente la dieta del sujeto durante 5 días. Durante este período de 5 días, los sujetos consumen mucha agua. Para sujetos sanos de peso normal (índice de masa corporal o IMC entre 18,5-25), la dieta se consume una vez al mes (5 días en la dieta y 25-26 días en su dieta normal) durante los primeros 3 meses y cada 3 meses a partir de entonces (5 días cada 3 meses). Se mide el peso del sujeto y el sujeto debe recuperar al menos un 95 % del peso perdido durante la dieta antes de que comience el siguiente ciclo. Los sujetos con un IMC inferior a 18,5 no deben realizar la FMD a menos que lo recomiende y supervise un médico. Se puede adoptar el mismo régimen (una vez al mes durante 3 meses, seguido de una vez cada 3 meses a partir de entonces) para el tratamiento, o en apoyo del tratamiento, de todas las condiciones presentadas en las solicitudes de patente.
Las pautas de consumo para la FMD incluyen datos nutricionales relativos a calorías, macronutrientes y micronutrientes. Las calorías se consumen de acuerdo con el peso corporal del usuario. El consumo total de calorías es de 4,5-7 calorías por libra (o 10-16 calorías por kilogramo) para el día 1 y 3-5 calorías por libra (o 7-11 calorías por kilogramo) para los días 2 a 5. Las Figuras 1-3 proporcionan listados de los nutrientes desde el día uno hasta el día cinco. Además de los macronutrientes, la dieta debe contener menos de 30 g de azúcar en el día 1 y menos de 20 g de azúcar en los días 2-5. La dieta debe contener menos de 28 g de proteínas en el día 1 y menos de 18 g de proteínas en los días 2-5, principalmente o completamente de fuentes vegetales. La dieta debe contener entre 20 y 30 gramos de grasas monoinsaturadas en el día 1 y 10-15 gramos de grasas monoinsaturadas en los días 2-5. La dieta debe contener entre 6 y 10 gramos de grasas polinsaturadas en el día 1 y 3-5 gramos de grasas polinsaturadas en los días 2-5. La dieta debe contener menos de 12 g de grasas saturadas en el día 1 y menos de 6 g de grasas saturadas en los días 2-5. Normalmente, las grasas en todos los días proceden de una combinación de lo siguiente: almendras, nueces de macadamia, nueces pecanas, coco, aceite de coco, aceite de oliva y linaza. En un procesamiento, la dieta FMD incluye más de un 50 % del valor diario recomendado de fibra alimenticia en todos los días. En el procesamiento adicional, la cantidad de fibra alimenticia es mayor de 15 gramos por día en los cinco días. La dieta debe contener 12­ 25 gramos de glicerol por día en los días 2-5. En un procesamiento, el glicerol se proporciona a 0,1 gramos por 0,45 kg (libra) de peso corporal/día.
En una variación, la FMD incluye los siguientes micronutrientes (al menos un 95 % de origen no animal): más de 5.000 UI de vitamina A por día (días 1-5); 60-240 mg de vitamina C por día (días 1-5); 400 -800 mg de calcio por día (días 1-5); 7,2-14,4 mg de hierro por día (días 1-5); 200-400 mg de magnesio por día (días 1-5); 1-2 mg de cobre por día (días 1-5); 1-2 mg de manganeso por día (días 1-5); 3,5-7 pg de selenio por día (días 1-5); 2-4 mg de vitamina B1 por día (días 1-5); 2-4 mg de vitamina B2 por día (días 1-5); 20-30 mg de vitamina B3 por día (días 1-5); 1-1,5 mg de vitamina B5 por día (días 1-5); 2-4 mg de vitamina B6 por día (días 1-5); 240-480 pg de vitamina B9 por día (días 1­ 5); 600-1000 UI de vitamina D por día (días 1-5); 14-30 mg de vitamina E por día (días 1-5); más de 80 pg de vitamina K por día (días 1-5); se proporcionan 16-25 pg de vitamina B12 durante todo el período de 5 días; se proporcionan 600 mg de ácido docosahexaenoico (DHA, procedente de algas) durante todo el período de 5 días. La dieta FMD proporciona un alto contenido de micronutrientes principalmente (es decir, más del 50 por ciento en peso) de fuentes naturales que incluyen: col rizada, anacardos, pimienta amarilla, cebolla, zumo de limón, levadura, cúrcuma, champiñón, zanahoria, aceite de oliva, zumo de remolacha, espinaca, tomate, berza, ortiga, tomillo, sal, pimienta, vitamina B12 (cianocobalamina), remolachas, calabaza moscada, berza, tomate, orégano, zumo de tomate, zumo de naranja, apio, lechuga romana, espinaca, comino, cáscara de naranja, ácido cítrico, nuez moscada, clavo y combinaciones de los mismos. La Tabla 1 proporciona un ejemplo de complementos de micronutrientes adicionales que se pueden proporcionar en la dieta FMD:
Tabla 1. Com lementos de micronutrientes
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En otra realización, se proporciona un paquete de dieta para implementar el protocolo de dieta establecido anteriormente. El paquete de dieta incluye un primer conjunto de raciones para una dieta baja en proteínas que se administrará durante un primer periodo a un sujeto, proporcionando la dieta baja en proteínas de 4,5 a 7 kilocalorías por 0,45 kg (libra) de sujeto durante un primer día y de 3 a 5 kilocalorías por 0,45 kg (libra) de sujeto por día durante un segundo al quinto día de la dieta baja en proteínas. El paquete de la dieta incluye raciones que proporcionan menos de 30 g de azúcar en el primer día; menos de 20 g de azúcar del segundo al quinto día; menos de 28 g de proteínas el primer día; menos de 18 g de proteínas en los días del segundo al quinto día; 20 a 30 gramos de grasas monoinsaturadas el primer día; 10 a 15 gramos de grasas monoinsaturadas del segundo al quinto día; entre 6 y 10 gramos de grasas polinsaturadas el primer día; 3 a 5 gramos de grasas polinsaturadas del segundo al quinto día; menos de 12 g de grasas saturadas el primer día; menos de 6 gramos de grasas saturadas del segundo al quinto día; y 12 a 25 gramos de glicerol por día del segundo al quinto día. En un procesamiento, el paquete de dieta incluye además raciones suficientes para proporcionar los micronutrientes establecidos anteriormente. En un procesamiento adicional, el paquete de dieta proporciona instrucciones que proporcionan detalles de los métodos establecidos anteriormente.
En el procesamiento de las realizaciones establecidas anteriormente, un suministro de dieta para 5 días incluye: sopas/caldos, refrescos, barras de frutos secos y complementos. La dieta se administra de la siguiente manera: 1) el primer día se proporciona una dieta de 1000-1200 kcal con alto contenido de micronutrientes; 2) durante los próximos 4 días se proporciona una dieta diaria de 650-800 kcal más una bebida que contiene una fuente de carbono de sustitución de glucosa (glicerol o equivalente) que proporciona entre 60-120 kcal. La fuente de carbono de sustitución no interfiere con el efecto del ayuno en la activación de las células madre.
En otro procesamiento de las realizaciones establecidas anteriormente, un protocolo de dieta baja en proteínas de 6 días incluye: sopas/caldos, refrescos, barras de frutos secos y complementos. La dieta se administra de la siguiente manera: 1) el primer día se proporciona una dieta de 1000-1200 kcal más con alto contenido de micronutrientes; 2) durante los próximos 3 días una dieta diaria de menos de 200 kcal más una bebida que contenga una fuente de carbono de sustitución de glucosa que proporcione entre 60 y 120 kcal. Esta fuente de carbono de sustitución, que incluye glicerol, no interfiere con el efecto del ayuno sobre la activación de las células madre; 3) al 5° día el sujeto consume una dieta normal; y 4) además de una dieta normal se proporcionan en el día 6 alimentos de reposición adicionales que consisten en una fuente rica en grasas de 300 kcal y una mezcla de nutrientes de micronutrientes, en el día 6 alimentos de reposición que consisten en una fuente de grasas alta de 300 kcal y una mezcla de nutrientes de micronutrientes.
En otro procesamiento aún, un protocolo de dieta incluye: el suministro de 6 días de dieta baja en proteínas que incluye: sopas/caldos, refrescos, barras de frutos secos y complementos. 1) el primer día se proporciona una dieta de 1000-1200 kcal con alto contenido de micronutrientes; 2) durante los próximos 3 días una dieta diaria de 600 a 800 kcal que contiene menos de 10 gramos de proteína y menos de 200 kcal de azúcares; 3) al 5° día el sujeto recibe una dieta normal; y 4) además de una dieta normal se proporcionan en el día 6 alimentos de reposición adicionales que consisten en una fuente rica en grasas de 300 kcal y una mezcla de nutrientes de micronutrientes, en el día 6 alimentos de reposición que consisten en una fuente de grasas alta de 300 kcal y una mezcla de nutrientes de micronutrientes.
La publicación WIPO n.° WO2011/050302 proporciona un protocolo de dieta particularmente útil y paquetes dietéticos y los protocolos dietéticos en el presente documento. En particular, los sujetos reciben una dieta baja en proteínas durante un primer período de tiempo, una segunda dieta durante un segundo período de tiempo y una tercera dieta opcional durante un tercer período de tiempo. La dieta baja en proteínas proporciona al sujeto como máximo un 50 % del aporte calórico normal del sujeto, con al menos un 50 % de las kilocalorías procedentes de grasas, preferentemente grasas monoinsaturadas. El aporte calórico normal del sujeto es la cantidad de kcal que el sujeto consume para mantener su peso. El aporte calórico normal del sujeto puede estimarse entrevistando al sujeto o considerando el peso del sujeto. Como una guía aproximada, el aporte calórico normal del sujeto es en promedio 2600 kcal/día para hombres y 1850 kcal/día para mujeres. En determinados casos, la dieta baja en proteínas proporciona al sujeto de 700 a 1200 kcal/día. En un procesamiento particularmente útil, la dieta baja en proteínas proporciona al sujeto masculino de peso promedio aproximadamente 1100 kcal/día y al sujeto femenino de peso promedio 900 kcal/día. Normalmente, el primer período de tiempo predeterminado es de aproximadamente 1 a 5 días. En determinados casos, el primer período de tiempo predeterminado es de 1 día. Para poner en perspectiva el nivel de grasa en la dieta baja en proteínas, la U.S. Food and Drug Administration recomienda el siguiente desglose nutricional para una dieta normal de 2000 kilocalorías al día: 65 gramos de grasa (aproximadamente 585 kilocalorías), 50 gramos de proteína (aproximadamente 200 kilocalorías), 300 gramos de hidratos de carbono totales (aproximadamente 1200 kilocalorías). Por lo tanto, en una versión de la dieta baja en proteínas, se elimina la mayoría de las calorías de los hidratos de carbono y las proteínas.
Aunque la dieta baja en proteínas abarca prácticamente cualquier fuente de grasa, las fuentes altas en grasas insaturadas, incluyendo fuentes de grasas monoinsaturadas y polinsaturadas, son particularmente útiles (por ejemplo, ácidos grasos esenciales omega-3/6). Ejemplos adecuados de fuentes de alimentos monoinsaturados incluyen, pero sin limitación, mantequilla de cacahuete, aceitunas, frutos secos (por ejemplo, almendras, nueces pecanas, pistachos, anacardos), aguacate, semillas (por ejemplo, sésamo), aceites (por ejemplo, oliva, sésamo, cacahuete, colza), etc. Ejemplos adecuados de fuentes de alimentos polinsaturados incluyen, pero sin limitación, nueces, semillas (por ejemplo, calabaza, girasol), semilla de lino, pescado (por ejemplo, salmón, atún, caballa), aceites (por ejemplo, cártamo, soja, maíz). La dieta baja en proteínas también incluye un componente seleccionado del grupo que consiste en extractos vegetales, minerales, ácidos grasos esenciales omega-3/6 y combinaciones de los mismos. En un procesamiento, dicho extracto vegetal proporciona el equivalente a 5 porciones diarias recomendadas de vegetales. Las fuentes adecuadas para el extracto vegetal incluyen, pero sin limitación, bok choy, col rizada, lechuga, espárrago, zanahoria, calabaza moscada, alfalfa, guisantes verdes, tomate, repollo, coliflor, remolachas. Las fuentes adecuadas para los ácidos grasos esenciales omega-3/6 incluyen pescado como el salmón, atún, caballa, pescado azul, pez espada y similares. En un procesamiento adicional, la dieta baja en proteínas incluye fuentes de grasa de manera que al menos un 25 por ciento de las calorías de la grasa son ácidos grasos de cadena corta que tienen de 2 a 7 átomos de carbono y/o ácidos grasos saturados de cadena media que tienen de 8 a 12 átomos de carbono. Ejemplos específicos de ácidos grasos incluyen ácido láurico y/o mirístico y las fuentes de grasa incluyen aceite de oliva, aceite de semillas y/o aceite de coco. En otro procesamiento, en donde la dieta baja en proteínas incluye calorías de grasa en una cantidad de aproximadamente 0 a 22 por ciento del total de calorías contenidas en la dieta.
En un procesamiento, al sujeto se le proporciona luego la segunda dieta durante un segundo período de tiempo. La segunda dieta proporciona al sujeto un máximo de 900 kcal/día. En determinados casos, la segunda dieta proporciona al sujeto un máximo de 200 kcal/día. Normalmente, el segundo período de tiempo predeterminado es de aproximadamente 2 a 7 días. En determinados casos particulares, el segundo período de tiempo predeterminado es de 3 días. En otro procesamiento aún, la segunda dieta incluye un componente seleccionado del grupo que consiste en extractos vegetales, minerales, ácidos grasos esenciales omega-3/6 y combinaciones de los mismos. En un procesamiento, dicho extracto vegetal proporciona el equivalente a 5 porciones diarias recomendadas de vegetales. Las fuentes adecuadas para el extracto vegetal incluyen, pero sin limitación, bok choy, col rizada, lechuga, espárrago, zanahoria, calabaza moscada, alfalfa, guisantes verdes, tomate, repollo, coliflor, remolachas. Las fuentes adecuadas para los ácidos grasos esenciales omega-3/6 incluyen aceites de pescado de salmón, atún, caballa, pescado azul, pez espada y similares.
La eficacia de los protocolos dietéticos en el presente documento se controla mediante la medición de varios parámetros del sujeto. Por ejemplo, es deseable que la concentración sérica de IGF-I del sujeto se reduzca en un 25 - 90 % al final del segundo período de dieta, dependiendo del IGF-I inicial y el nivel de aporte de proteínas y de los niveles óptimos para protección contra la mortalidad descrita en las publicaciones adjuntas. También es deseable que la concentración de glucosa en sangre en el sujeto se reduzca en un 25 - 75 % al final del segundo período de dieta.
En otra variación de la presente realización, la dieta baja en proteínas incluye un complemento específico de aminoácidos que tiene determinados aminoácidos. Normalmente, el complemento proporciona niveles excesivos de aminoácidos no esenciales para ser consumidos durante un período de 5 a 7 días junto con cantidades muy bajas de proteínas o una dieta sin proteínas. En un procesamiento, la dieta baja en proteínas se alterna con una dieta normal en proteínas. En dichas variaciones, la dieta baja en proteínas se proporciona durante 7 días cada 2 semanas a 2 meses con una dieta normal de 1 a 7 semanas en el medio. En un procesamiento, el complemento específico de aminoácidos excluye sustancialmente los siguientes aminoácidos: isoleucina, leucina, lisina, metionina, fenilalanina, treonina, triptófano, valina y arginina. En este contexto, "excluye sustancialmente" significa que el total de los aminoácidos excluidos es menor que, aumentando el orden de preferencia, 5 por ciento en peso, 3 por ciento en peso, 1 por ciento en peso y 0,5 por ciento en peso del peso total de la dieta del sujeto. Al contrario, la dieta específica de aminoácidos proporciona uno o más de los siguientes aminoácidos como fuente de nitrógeno: alanina, ácido aspártico, cisteína, ácido glutámico, glicina, histidina, prolina, serina y tirosina. Las Tablas 2 a 4 proporcionan características de una dieta específica de aminoácidos para un ratón que también es una restringida en proteínas como se establece a continuación. Una dieta normal de ratón proporciona alrededor de 19 kcal por día. Para otros mamíferos como los seres humanos, la dieta restringida en proteínas (RP) se escala para proporcionar las calorías requeridas. Por ejemplo, un aporte calórico normal para adultos en los Estados Unidos es de aproximadamente 2200 calorías por día. La Tabla 5 proporciona las kilocalorías por día de cada fuente para sujetos humanos, mientras que la Tabla 6 proporciona los gramos por día de cada fuente para seres humanos.
Tabla 2.
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Tabla 3. Kilocalorías en 1 k de ratón de cada fuente de alimento.
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Ta l 4. P r n l rí f n r n).
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Tab os).
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Tabl . r m r í f n r h m nos).
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En un procesamiento, un kilogramo de la dieta específica de aminoácidos para un ratón incluye de aproximadamente 2 g a 20 g de alanina, 10 g a 30 g de ácido aspártico, 2 g a 20 g de cisteína, 40 g a 80 g de ácido glutámico, 2 g a 20 g de glicina, 2 g a 20 g de histidina, 15 g a 50 g de prolina, 5 g a 30 g de serina y 5 a 30 g de tirosina. Para sujetos humanos, estos intervalos se multiplican por un factor (es decir, aproximadamente 0,572) para proporcionar la composición de la formulación alimenticia por día para sujetos humanos. Por ejemplo, las cantidades diarias de los aminoácidos especificados para seres humanos (dieta de 2200 calorías/día) en la dieta específica de aminoácidos son de aproximadamente 2 a 12 g de alanina, 5 g a 30 g de ácido aspártico, 1 g a 7 g de cisteína, 18 g a 73 g de ácido glutámico, 2 g a 9 g de glicina, 2 g a 10 g de histidina, 9 g a 37 g de prolina, 5 g a 21 g de serina y 5 a 21 g de tirosina. En otro procesamiento, la dieta específica de aminoácidos incluye de aproximadamente 160 a aproximadamente 240 g de los aminoácidos especificados por kilogramo de la dieta. Por lo tanto, para seres humanos, la dieta específica de aminoácidos proporciona de aproximadamente 80 a 160 g de los aminoácidos especificados por día utilizando un factor (0,572) para convertir el valor por kilogramo de dieta en un valor representativo de una dieta humana de aproximadamente 2200 calorías/día. En otra variación, la dieta específica de aminoácidos incluye al menos 6 aminoácidos seleccionados del grupo que consiste en alanina, ácido aspártico, cisteína, ácido glutámico, glicina, histidina, prolina, serina y tirosina en las cantidades establecidas anteriormente. En aún otra variación, la dieta específica de aminoácidos proporciona las cantidades de aminoácidos en gramos por kg de peso corporal humano por día especificadas en la Tabla 7. En particular, la dieta específica de aminoácidos proporcionó los siguientes gramos por kg de peso corporal humano por día 0,06 g de alanina, 0,14 g de ácido aspártico, 0,04 g de cisteína, 0,45 g de ácido glutámico, 0,05 g de glicina, 0,06 g de histidina, 0,23 g de prolina, 0,13 de serina y 0,13 g de tirosina. En otro procesamiento, cada uno de estos aminoácidos está dentro de un intervalo de más o menos 30 por ciento del valor especificado.
Tabla 7. Niveles humanos. Gramos de cada aminoácido seleccionado para la dieta protectora de la demencia por kg de peso corporal humano por día.
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En otra variación, el método incluye una etapa de administrar una dieta restringida en proteínas (RP) a un sujeto durante un primer período de tiempo. En una variación, la dieta baja en proteínas incluye un complemento alimenticio de aminoácidos específicos. En un procesamiento, el primer período de tiempo es de aproximadamente 5 días a 14 días, siendo 7 días normales. Además, la dieta baja en proteínas proporciona al sujeto de un 70 a un 100 por cien del aporte calórico normal del sujeto. La dieta baja en proteínas incluye sustancialmente solo aminoácidos como fuente de nitrógeno. Por ejemplo, la dieta restringida en proteínas obtiene menos de un 10 por ciento de sus calorías de las proteínas. En otro procesamiento, la dieta restringida en proteínas obtiene menos de un 5 por ciento de sus calorías de las proteínas. En otro procesamiento, la dieta restringida en proteínas obtiene el cero por ciento de sus calorías de las proteínas. En particular, la dieta restringida en proteínas excluye sustancialmente los siguientes aminoácidos: isoleucina, leucina, lisina, metionina, fenilalanina, treonina, triptófano, valina y arginina. En este contexto, "excluye sustancialmente" significa que el total de los aminoácidos excluidos es menor que, aumentando el orden de preferencia, 5 por ciento en peso, 3 por ciento en peso, 1 por ciento en peso y 0,5 por ciento en peso. Al contrario, la dieta restringida en proteínas proporciona uno o más de los siguientes aminoácidos como fuente de nitrógeno: alanina, ácido aspártico, cisteína, ácido glutámico, glicina, histidina, prolina, serina y tirosina. Las tablas 2 a 4 proporcionan características de una dieta restringida en proteínas que incluye el complemento alimenticio para los estudios con ratones que se detallan a continuación. Una dieta normal de ratón proporciona alrededor de 19 kcal por día. Para otros mamíferos como los seres humanos, la dieta baja en proteínas se escala para proporcionar las calorías requeridas.
Por ejemplo, un aporte calórico normal para adultos en los Estados Unidos es de aproximadamente 2200 kcalorías por día. La Tabla 5 proporciona las kilocalorías por día de cada fuente para sujetos humanos, mientras que la Tabla 6 proporciona los gramos por día de cada fuente para seres humanos.
En un procesamiento, los aminoácidos en un kilogramo de la dieta baja en proteínas para un ratón se proporcionan en la Tabla 8. En un procesamiento, un kilogramo de la dieta baja en proteínas para un ratón incluye de aproximadamente 2 g a 20 g de alanina, 10 g a 30 g de ácido aspártico, 2 g a 20 g de cisteína, 40 g a 80 g de ácido glutámico, 2 g a 20 g de glicina, 2 g a 20 g de histidina, 15 g a 50 g de prolina, 5 g a 30 g de serina y 5 a 30 g de tirosina. Para sujetos humanos, estos intervalos se multiplican por un factor (es decir, aproximadamente 0,572) para proporcionar los requerimientos diarios de estos aminoácidos por día para sujetos humanos. Por ejemplo, las cantidades diarias de los aminoácidos especificados para seres humanos (dieta de 2200 calorías/día) en la dieta baja en proteínas son de aproximadamente 2 a 12 g de alanina, 5 g a 30 g de ácido aspártico, 1 g a 7 g de cisteína, 18 g a 73 g de ácido glutámico, 2 g a 9 g de glicina, 2 g a 10 g de histidina, 9 g a 37 g de prolina, 5 g a 21 g de serina y 5 a 21 g de tirosina. En otro procesamiento, la dieta restringida en proteínas incluye de aproximadamente 160 a aproximadamente 240 g de los aminoácidos especificados por kilogramo de la dieta. Por lo tanto, para seres humanos, la dieta baja en proteínas proporciona de aproximadamente 80 a 160 g de los aminoácidos especificados por día utilizando un factor (0,572) para convertir el valor por kilogramo de dieta en un valor representativo de una dieta humana de aproximadamente 2200 calorías/día. En otra variación, la dieta restringida en proteínas incluye al menos 6 aminoácidos seleccionados del grupo que consiste en alanina, ácido aspártico, cisteína, ácido glutámico, glicina, histidina, prolina, serina y tirosina en las cantidades establecidas anteriormente. La Tabla 8 proporciona un ejemplo del contenido de aminoácidos en la dieta restringida en proteínas para una dieta de ratón. La Tabla 8 también proporciona un factor que es la relación de un aminoácido específico en la dieta restringida en proteínas con el del control (dieta normal). Estas relaciones son igualmente aplicables a otros mamíferos, tales como sujetos humanos. En aún otra variación, la dieta baja en proteínas proporciona las cantidades de aminoácidos en gramos por kg de peso corporal humano por día establecidas en la tabla 8. En particular, la dieta PK proporcionó los siguientes gramos por kg de peso corporal humano por día: 0,06 g de alanina, 0,14 g de ácido aspártico, 0,04 g de cisteína, 0,45 g de ácido glutámico, 0,05 g de glicina, 0,06 g de histidina, 0,23 g de prolina, 0,13 de serina y 0,13 g de tirosina. En otro procesamiento, cada uno de estos aminoácidos está dentro de un intervalo de más o menos 30 por ciento del valor especificado.
En otra variación, se proporciona un método para reducir los niveles de glucosa y/o IGF-1 en un sujeto. El método incluye una etapa para proporcionar al sujeto una dieta baja en proteínas que contenga menos de aproximadamente un 10 por ciento de calorías provenientes de fuentes de proteínas. Los niveles de glucosa y/o IGF-1 del sujeto se controlan para determinar si el aporte de proteínas debe aumentarse o disminuirse. En un procesamiento, la dieta baja en proteínas tiene de 0 a 10 por ciento de calorías provenientes de fuentes de proteínas. En un procesamiento adicional, la dieta baja en proteínas tiene de 0 a 5 por ciento de calorías provenientes de fuentes de proteínas. En otro procesamiento, la dieta baja en proteínas normalmente tiene aproximadamente 0 por ciento de calorías provenientes de fuentes de proteínas. En otro procesamiento, la dieta baja en proteínas también es una dieta baja en calorías que incluye fuentes de grasa de modo que al menos un 50 por ciento de las calorías de la grasa provienen de ácidos grasos insaturados de cadena larga como se establece anteriormente que tienen de 13 a 28 átomos de carbono. Las fuentes de grasa normales incluyen aceite vegetal tal como el aceite de soja. En un procesamiento adicional, la dieta baja en proteínas incluye fuentes de grasa de manera que al menos un 25 por ciento de las calorías de la grasa son ácidos grasos de cadena corta que tienen de 2 a 7 átomos de carbono y/o ácidos grasos saturados de cadena media que tienen de 8 a 12 átomos de carbono. Ejemplos específicos de ácidos grasos incluyen ácido láurico y/o mirístico y las fuentes de grasa incluyen aceite de oliva, aceite de semillas y/o aceite de coco. En otro procesamiento, en donde la dieta baja en proteínas incluye calorías de grasa en una cantidad de aproximadamente 0 a 22 por ciento del total de calorías contenidas en la dieta.
En otra realización, se divulga un método para aliviar un síntoma de quimiotoxicidad en un sujeto. El método incluye una etapa para proporcionar una dieta baja en proteínas durante un primer período, incluyendo la dieta baja en proteínas menos de un 10 por ciento de calorías provenientes de proteínas. Se proporciona una dieta restringida en calorías al sujeto durante un segundo período de tiempo, teniendo la dieta restringida en calorías de un 0 a un 50 % de las calorías de la dieta baja en proteínas. En un procesamiento, la dieta restringida en calorías incluye de un 0 a un 10 % de calorías provenientes de fuentes de proteínas. En un procesamiento, se administra un tratamiento quimioterapéutico al sujeto. Ejemplos de agentes quimioterapéuticos incluyen, pero sin limitación, doxorrubicina, ciclofosfamida, cisplatino, 5-fluorouracilo y combinaciones de los mismos.
Los siguientes ejemplos ilustran las diversas realizaciones de la presente invención.
Experimentos de bajo aporte de proteínas
Se combinó un estudio epidemiológico de 6.381 hombres y mujeres estadounidenses de 50 años o más de NHANES, la única encuesta alimenticia representativa a nivel nacional en los EE.UU., con estudios en ratones y celulares para comprender el vínculo entre el nivel y la fuente de proteínas y aminoácidos, el envejecimiento, las enfermedades y la mortalidad.
Resultados
Población humana
La población del estudio incluyó a 6.381 adultos de 50 años o más de NHANES III, un estudio transversal representativo a nivel nacional. La muestra analítica tenía una edad media de 65 años y es representativa de la población estadounidense en cuanto a etnia, educación y características de salud (Tabla 13).
En promedio, los sujetos consumieron 1.823 calorías, de las cuales la mayoría provino de hidratos de carbono (51 %), seguidos de grasas (33 %) y proteínas (16 %), con un 11 % de proteínas animales. El porcentaje de calorías provenientes de proteínas se utilizó para clasificar a los sujetos en un grupo alto en proteínas (20 % o más de calorías provenientes de proteínas), un grupo moderado en proteínas (10-19 % de calorías provenientes de proteínas) y un grupo bajo en proteínas (menos de un 10 % de calorías provenientes de proteínas).
El seguimiento de la mortalidad estuvo disponible para todos los participantes de NHANES a través del enlace del National Death Index hasta 2006 (22). Esto proporcionó el momento y la causa de la muerte. El período de seguimiento para la mortalidad abarcó 83.308 personas-año en total durante 18 años, con un 40 % de mortalidad general, un 19 % de mortalidad por enfermedad cardiovascular (ECV), un 10 % de mortalidad por cáncer y aproximadamente un 1 % de mortalidad por diabetes.
Asociación entre proteína y mortalidad
Usando los modelos de riesgos proporcionales de Cox, se encontró que el consumo de proteínas alto y moderado se asoció positivamente con la mortalidad relacionada con la diabetes, pero no con la mortalidad por todas las causas, ECV o cáncer cuando se consideraron todos los sujetos mayores de 50 años. Los resultados mostraron que los grupos de aporte de proteínas moderado y alto tenían mayores riesgos de mortalidad por diabetes, en comparación con los participantes en el grupo de baja proteína. Aunque tomados en conjunto, estos resultados indican que el aporte de proteínas moderado a alto promueve la mortalidad por diabetes, se necesitan estudios más grandes para probar aún más esta posibilidad. Una explicación alternativa para la elevada mortalidad por diabetes en el grupo de proteína más alta es la posibilidad de que, después de un diagnóstico de diabetes, las personas puedan cambiar a una dieta compuesta por un aporte mayor de proteínas, menor de grasas y menor de hidratos de carbono. Para analizar esto, se examinó la asociación entre el aporte de proteínas y la mortalidad por diabetes en los participantes que no tenían prevalencia de diabetes al inicio del estudio (Tabla 19).
Entre los sujetos sin diabetes al inicio del estudio, aquellos en el grupo de proteína alta tuvieron un aumento de riesgo de 73 veces (CRI: 73,52; IC al 95 %: 4,47-1209,7), mientras que aquellos en la categoría de proteína moderada tuvieron un aumento de casi 23 veces en el riesgo de mortalidad por diabetes (CRI: 22,93; IC al 95 %: 1,31-400,7). Se subraya que los cocientes de riesgos instantáneos e intervalos de confianza pueden estar inflados debido al tamaño de la muestra y a la extremadamente baja incidencia de mortalidad por diabetes en el grupo de baja proteína. En su conjunto, solo hubo 21 muertes por diabetes entre personas sin diabetes al inicio del estudio, solo 1 de las cuales fueron del grupo bajo en proteínas. No obstante, a pesar del pequeño tamaño de la muestra, los resultados aún muestran fuertes asociaciones significativas entre el aumento del aporte de proteínas y la mortalidad relacionada con la diabetes.
Los modelos de riesgos proporcionales de Cox se volvieron a ejecutar para detectar una interacción entre el consumo de proteínas y la edad, para determinar si la asociación entre proteínas y mortalidad difería para los adultos de mediana edad y mayores. Se encontraron interacciones significativas tanto para la mortalidad por todas las causas como para la mortalidad por cáncer, lo que demuestra que la baja proteína fue beneficiosa en la madurez; sin embargo, sus beneficios disminuyeron con la edad (Figura 4). Basándose en estos resultados, se estratificó a la población en dos grupos de edad: aquellos de 50-65 años (n = 3.039) y aquellos de 66 años o más (n = 3.342) y se volvió a examinar las relaciones entre las proteínas y la mortalidad por causas específicas. Entre las personas de 50-65 años, los niveles más altos de proteínas se asociaron con un riesgo significativamente mayor de mortalidad por todas las causas y por cáncer (Tabla 12). En este intervalo de edad, los sujetos en el grupo de alta proteína tuvieron un aumento de un 74 % en su riesgo relativo de mortalidad por todas las causas (CRI: 1,74; IC al 95 %: 1,02-2,97), y tenían más de 4 veces más probabilidades de morir de cáncer (CRI: 4,33; IC al 95 %: 1,96-9,56) en comparación con aquellos en el grupo de baja proteína. Ninguna de estas asociaciones se vio significativamente afectada mediante el control del porcentaje de calorías del total de grasas o por el porcentaje de calorías de los hidratos de carbono totales. Sin embargo, cuando se controló el porcentaje de calorías de la proteína animal, se eliminó o redujo significativamente la asociación entre la proteína total y la mortalidad por todas las causas y por cáncer, respectivamente, lo que sugiere que la proteína animal media una porción significativa de estas relaciones. Si se controla el efecto de la proteína de origen vegetal, no hay cambios en la asociación entre el aporte de proteínas y la mortalidad, lo que indica que los altos niveles de proteínas animales promueven la mortalidad y no que las proteínas de origen vegetal tienen un efecto protector (Tabla 17).
En comparación con los sujetos con una dieta baja en proteínas, los sujetos que consumieron niveles moderados de proteína también tuvieron una mortalidad por cáncer 3 veces mayor (CRI: 3,06; IC al 95 %: 1,49-6,25), que no fue explicado por el porcentaje de calorías provenientes de la grasa o el porcentaje de calorías provenientes de hidratos de carbono, pero se redujo ligeramente al controlar el porcentaje de calorías proveniente de proteínas animales (CRI: 2,71; IC al 95 %: 1,24-5,91). Aunque el tamaño del efecto no fue tan grande como para aquellos en el grupo de proteína alta. En conjunto, estos resultados indican que los encuestados de 50-65 años que consumen altos niveles de proteína animal muestran un aumento importante en los riesgos de mortalidad general y por cáncer, sin embargo, los riesgos pueden disminuir un poco si la proteína no proviene de una fuente animal. Se obtuvieron resultados similares si se consideraba la población 45-65 (datos no mostrados)
En contraste con los hallazgos anteriores, entre los encuestados que tenían 66 años de edad o más al inicio del estudio, los niveles más altos de proteínas se asociaron con el efecto opuesto sobre la mortalidad general y por cáncer, pero un efecto similar sobre la mortalidad por diabetes (Tabla 12). En comparación con aquellos con bajo consumo de proteínas, los sujetos que consumieron grandes cantidades de proteína tuvieron una reducción de un 28 % en la mortalidad por todas las causas (CRI: 0,72; IC al 95 %: 0,55-0,94), mientras que los sujetos que consumieron cantidades moderadas de proteínas mostraron una reducción de un 21 % en la mortalidad por todas las causas (CRI: 0,78; IC al 95 %: 0,62-0,99). Además, esto no se vio afectado por el porcentaje de calorías provenientes de grasas, hidratos de carbono o proteínas animales. Los sujetos con alto consumo de proteínas también tuvieron una reducción de un 60 % en la mortalidad por cáncer (CRI: 0,40; IC al 95 %: 0,23-0,71) en comparación con aquellos con dietas bajas en proteínas, que tampoco se vio afectada al controlar el aporte de otros nutrientes o fuente de proteínas.
La influencia de IGF-1 en la asociación entre proteína y mortalidad
Los niveles medios ajustados de IGF-1 se asociaron positivamente con el consumo de proteínas para ambos grupos de edad (Figura 5). Debido a que IGF-1 solo estaba disponible para una submuestra seleccionada al azar (n = 2.253) se volvió a examinar las asociaciones específicas por edad entre la proteína y la mortalidad por causa específica en esta muestra y se descubrió que eran similares a lo que se vio en la muestra completa; aunque, con tamaños de efecto algo mayores (Tabla 15). A continuación, se examinó si IGF-1 actuó como moderador o mediador en la asociación entre proteína y mortalidad. Se encontró que si bien IGF-1 no explicaba la asociación entre el consumo de proteínas y la mortalidad (Tabla 15), era un moderador importante de la asociación, como se indica mediante las interacciones estadísticamente significativas entre la proteína y el nivel de IGF-1 (Tabla 16).
A partir de estos modelos, se calcularon los cocientes de riesgos instantáneos previstos por IGF-1 y el grupo de proteínas (Figura 12). Los resultados mostraron que por cada aumento de 10 ng/ml en IGF-1, el riesgo de mortalidad por cáncer entre los sujetos de 50-65 años aumenta para el grupo de proteína alta frente al grupo de proteína baja en un 9 % adicional (CRI alta proteína x IGF-1 : 1,09; IC al 95 %: 1,01-1,17). Como alternativa, entre los sujetos de más edad (más de 66 años), al comparar a aquellos en el grupo de baja proteína, los sujetos con dietas altas o moderadas en proteínas tenían un riesgo reducido de mortalidad por e Cv si el IGF-1 también era bajo; sin embargo, no se encontraron beneficios a medida que aumenta IGF-1.
Aporte de proteínas, IGF-1 y cáncer en ratones
Para verificar la causalidad y continuar el estudio del mecanismo, se estudió el efecto de un intervalo de aporte de proteínas (4-18 %) similar al de los sujetos en el estudio NHANES, en los niveles de IGF-1 circulante, incidencia de cáncer y progresión tumoral en roedores. Los ratones C57BL/6 machos de 18 semanas de edad se alimentaron continuamente durante 39 días con dietas isocalóricas experimentales diseñadas para proporcionar una cantidad alta (18 %) o baja (7 %) de calorías procedentes de proteínas, sin imponer RC o causar desnutrición (Figuras 9A, B).
Para comprender cómo los diferentes niveles de proteína y los niveles de IGF-1 pueden afectar la capacidad de un tumor recién formado para sobrevivir y crecer después de una semana en sus respectivas dietas, ambos grupos se implantaron por vía subcutánea con 20.000 células singénicas de melanoma murino (B16). Las mediciones tumorales comenzaron 15 días después de la implantación a los 22 días en sus respectivas dietas, momento en el cual se encontró que la incidencia era del 100 % en el grupo de alto nivel de proteína pero solo de un 80 % en el grupo de bajo nivel de proteína (Figura 6A). El día 25, la incidencia aumentó a un 90 % en el grupo de baja proteína y permaneció allí hasta el final del experimento (Figura 6A). Desde el día 22 hasta el final del experimento, el tamaño del tumor fue significativamente menor en el grupo que consumió una menor cantidad de proteína, lo que indica una progresión tumoral mucho más lenta. En el día 39, se observó que el tamaño medio del tumor era un 78 % mayor en el grupo proteína alta (día 36 P = 0,0001; día 39 P < 0,0001) (Figura 6B). Se obtuvieron muestras de sangre y se analizaron el día 16 para determinar el efecto del aporte de proteínas sobre IGF-1 y la proteína inhibidora de IGF-1, IGFBP-1. El IGF-1 en suero fue un 35 % más bajo (P = 0,0004) en el grupo bajo en proteínas (4 %) en comparación con los animales alimentados con la dieta alta en proteínas (18 %) (Figura 6C). Por el contrario, la IGFBP-1 en suero fue un 136 % más alta (P = 0,003) en el grupo de baja proteína en comparación con el grupo de alta proteína (Figura 6D).
Para probar adicionalmente la hipótesis de que el eje GHR-IGF-1 promueve la progresión del cáncer, se implantó melanoma subcutáneo (B16) en ratones GHRKO deficientes en GHR/IGF-1 y sus respectivos controles de camada por sexo y edad (ratones C57BL/6 machos de 18 semanas de edad). Las mediciones tumorales comenzaron 10 días después de la implantación y continuaron hasta el día 18. Los datos muestran que la progresión tumoral se inhibe fuertemente en los ratones GHRKO en comparación con la progresión en el grupo de control (Figura 6E; P < 0,01).
También se utilizó un modelo de ratón con cáncer de mama para probar la relación entre los niveles de proteínas, la incidencia de tumores y la progresión. Los ratones BALB/c hembra de 12 semanas de edad se colocaron bajo el mismo régimen alimenticio que el descrito para los ratones C57BL/6, excepto que los ratones tuvieron que cambiarse de un 4 % a un 7 % de kcal de dieta proteica durante la primera semana en para evitar la pérdida de peso (Figuras 9E, F). Después de una semana de alimentación con estas dietas, los ratones se implantaron por vía subcutánea con 20.000 células de cáncer de mama singénico, metastásico y murino (4T1), y 15 días después se evaluaron los tumores. El día 18 después de la implantación (día 25 en la dieta), la incidencia de tumores fue del 100 % en el grupo alto en proteína pero solo de un 70 % en el grupo bajo en proteína. La incidencia en el grupo bajo en proteína aumentó a un 80 % en el día 39, donde permaneció hasta el final del experimento (Figura 6F). Los datos de progresión tumoral también muestran que los grupos con dietas bajas en proteínas tenían un tamaño tumoral medio menor. Se observó un tamaño tumoral medio 45 % más pequeño en el grupo de baja proteína en comparación con el grupo de alta proteína en el día 53 al final del experimento (P = 0,0038) (Figura 6G). En cuanto a los ratones C57BL/6, se midió IGF-1 a los 16 días de restricción de proteínas en la dieta. En el grupo de bajo aporte de proteínas, los niveles de IGF-1 se redujeron en un 30 % en comparación con los del grupo de alto nivel (P < 0,0001) (Figura 6H). Además, un bajo aporte de proteínas también causó un aumento de IGFBP1 de un 84 % (P = 0,001) (Figura 6I), similar a lo observado en el antecedente genético C57BL/6 (Figura 6D). De manera similar, cuando el aporte de proteínas de soja se redujo de niveles altos a niveles bajos, se observó una disminución de un 30 % en IGF-1 (p < 0,0001) (Figura 6J) y un aumento de un 140 % en IGFBP-1 (p < 0,0001) (Figura 6K). Aunque hubo una tendencia a un efecto de sustituir el mismo nivel de proteínas animales con proteínas vegetales en IGF-I e IGFBP1, las diferencias no fueron significativas. Estos datos sugieren que un menor aporte de proteínas puede desempeñar un papel en la disminución de la incidencia y/o progresión del cáncer en parte al disminuir IGF-1 y aumentar el inhibidor de IGF-1, IGFBP1. Se necesitan estudios adicionales sobre varios tipos de proteínas de origen animal frente a origen vegetal para determinar su efecto sobre IGF-I e IGFBP1.
Estudios celulares
Para comprender si existe un vínculo fundamental entre el nivel de aminoácidos y la esperanza de vida, se evaluó el impacto de la presencia de concentraciones específicas de aminoácidos en el crecimiento y desarrollo de levaduras mediante ensayos de supervivencia y tasa de mutación. Se cultivó una cepa de S. cerevisiae DBY746 de tipo silvestre en presencia de la mitad (0,5X), estándar (1X) y doble (2X) concentración de aminoácidos con todos los demás nutrientes mantenidos constantes. Se midió la supervivencia en los días 1, 3, 5 y 8. No se observaron diferencias de supervivencia durante los días 1 y 3. El día 5, las 2 concentraciones de aminoácidos más altas mostraron una tendencia a una mayor mortalidad, lo que dio como resultado una disminución de 10 veces de las células supervivientes para el día 8 (Figura 6L).
Con el fin de evaluar la relación entre los aminoácidos, el envejecimiento y el daño del ADN dependiente de la edad, se utilizó S. cerevisiae envejecida para medir la tasa de mutación espontánea. La tasa de mutación fue 3 y 4 veces mayor en las células de 5 días de edad pero no en las jóvenes expuestas a los niveles de aminoácidos IX y 2X, respectivamente, en comparación con las células expuestas a una concentración de aminoácidos 0,5 X (Figura 6M). Estos resultados indican que incluso en organismos unicelulares, los aminoácidos promueven el envejecimiento celular y la inestabilidad genómica dependiente de la edad.
Para discernir aún más las rutas implicadas en la promoción de la inestabilidad genómica dependiente de la edad, se midió la inducción de genes sensibles al estrés regulados por las rutas Ras-PKA-Msn2-4 Tor-Sch9-Gis1 en presencia o ausencia de aminoácidos. Para las células cultivadas en medios de control que contienen solo Trp, Leu e His (esencial para el crecimiento en esta cepa), la presencia de todos los aminoácidos en los medios redujo la inducción de genes de resistencia al estrés, lo que indica que la adición de aminoácidos fue suficiente para inhibir la protección celular (Figura 6N).
La ruta Tor-Sch9 extiende la longevidad pero también promueve mutaciones de ADN. Para determinar si la señalización de Ras-cAMP-PKA también regula la inestabilidad genómica dependiente de la edad, se estudiaron mutantes deficientes en ras2. Se confirmó que los mutantes ras2A son de larga duración (Figura 11 A), pero también muestran que la inactivación de la señalización Ras atenúa la inestabilidad genómica dependiente del estrés oxidativo y de la edad (Figura 11B, 11C, 6O, 11D).
En conjunto, estos resultados sugieren un mecanismo donde los aminoácidos son capaces de afectar la frecuencia de mutación y, por lo tanto, la inestabilidad genómica, al menos en parte, mediante la activación de las rutas Tor-Sch9 y Ras/PKA y la disminución de la resistencia al estrés (Figura 6P).
Bajo aporte de proteínas y mantenimiento de peso en ratones viejos
Basándose en los efectos opuestos observados de una dieta baja en proteínas en sujetos de 50-65 años frente a aquellos de 65 años o más y en la mayor caída en los niveles de IMC e IGF-1 después de los 65 años, se planteó la hipótesis de que los sujetos mayores con una dieta baja en proteínas pueden estar desnutridos y ser incapaces de absorber o procesar un nivel suficiente de aminoácidos. Para probar esta posibilidad en ratones, se alimentaron a ratones jóvenes (de 18 semanas) y ratones viejos (de 24 meses) con dietas isocalóricas que contenían un 18 % o un 4 % de proteína animal. Se seleccionó a propósito una dieta muy baja en proteínas para revelar cualquier sensibilidad a la restricción de proteínas en un organismo viejo. Mientras que los ratones viejos mantenidos con una dieta alta en proteínas durante 30 aumentaron de peso, los ratones viejos pero no jóvenes con una dieta baja en proteínas perdieron un 10 % de su peso para el día 15 (Figuras 4A, B) de acuerdo con el efecto del envejecimiento al girar los efectos beneficiosos de la restricción de proteínas sobre la mortalidad en efectos negativos.
Debate
En este caso, utilizando un importante estudio de nutrición a nivel nacional en la población de los Estados Unidos, los resultados muestran que entre las personas de 45 años o más, el nivel de aporte de proteínas se asocia con un mayor riesgo de mortalidad por diabetes, pero no está asociado con diferencias en la mortalidad por todas las causas, cáncer 0 ECV. No obstante, se encontró una interacción de edad para la asociación entre el consumo de proteínas y la mortalidad, con sujetos de 50-65 años de edad que experimentan beneficios por el bajo aporte de proteínas y sujetos de 66 años o más que experimentan detrimentos de una dieta baja en proteínas, al menos para la mortalidad general y el cáncer. Esto puede explicar por qué la fuerte asociación entre el aporte de proteínas, IGF-1 y la mortalidad informada en el presente documento no se había descrito previamente. Además, entre los 2253 sujetos para quienes se midieron los niveles de IGF-1, los riesgos de mortalidad por todas las causas y por cáncer para aquellos con un alto aporte de proteínas en comparación con el grupo de bajo aporte de proteínas aumentaron aún más para aquellos que también tenían altos niveles de IGF-1. Esto está de acuerdo con estudios previos que asocian los niveles de IGF-1 a varios tipos de cáncer.
De forma notable, hubo evidencia de que el tipo de proteína consumida puede ser importante. Los resultados mostraron que la proporción de proteínas procedentes de fuentes animales representaron una proporción significativa de la asociación entre el aporte general de proteínas y la mortalidad por todas las causas y por cáncer. Estos resultados están de acuerdo con los hallazgos recientes sobre la asociación entre el consumo de carne roja y la muerte por todas las causas, ECV y cáncer. Estudios anteriores en los Estados Unidos han encontrado que una dieta baja en hidratos de carbono se asocia con un aumento en la mortalidad general y cuando dicha dieta se acompaña con un mayor consumo de productos de origen animal, el riesgo general, así como la mortalidad por ECV y por cáncer, se incrementa aún más. Sin embargo, el estudio indica que el efecto de las proteínas animales sobre IGF-I, el envejecimiento, la diabetes y el cáncer puede ser el principal promotor de mortalidad para personas de 45-65 años en los 18 años posteriores a la encuesta que establece el aporte de proteínas. Para entonces, la cohorte que tenía 65 años en el momento de la entrevista tendría 83 años, lo que subraya que el alto aporte de proteínas puede promover la mortalidad en sujetos mayores de 65 años.
Los resultados a partir de levaduras y ratones también pueden explicar al menos parte de la conexión fundamental entre proteínas, cáncer y mortalidad general al proporcionar un vínculo entre los aminoácidos, la resistencia al estrés, el daño del ADN y la incidencia/progresión del cáncer. En ratones, los cambios causados por niveles reducidos de proteína tuvieron un efecto lo suficientemente potente como para evitar el establecimiento de un 10-30 % de los tumores, incluso cuando 20.000 células tumorales ya estaban presentes en un sitio subcutáneo. Además, la progresión tanto del melanoma como del cáncer de mama fue fuertemente inhibida por la dieta baja en proteínas, lo que indica que las dietas bajas en proteínas pueden tener aplicaciones tanto en la prevención como en el tratamiento del cáncer.
Aunque el aporte de proteínas se asocia con una mayor mortalidad en adultos de mediana edad al inicio del estudio, también hubo evidencia de que una dieta baja en proteínas puede ser peligrosa para los adultos mayores. Tanto el aporte alto como moderado de proteínas en los ancianos se asociaron con mejoras importantes en comparación con el grupo bajo, lo que sugiere que el aporte de proteínas que representa al menos un 10 % de las calorías consumidas puede ser necesario después de los 65 años o posiblemente 75 para reducir la pérdida de peso dependiente de la edad y, posiblemente evitar una pérdida excesiva de IGF-1 y de otros factores importantes. Estudios anteriores han señalado que un aumento en el aporte de proteínas y el aumento resultante en IGF-1 pueden resultar beneficiosos en adultos mayores. De hecho, el cambio notable del efecto protector al perjudicial de la dieta baja en proteínas coincide con un momento en el que se sabe que el peso se estabiliza y luego disminuye. Basándose en estudios longitudinales previos, el peso tiende a aumentar hasta los 50-60 años, momento en el que se estabiliza antes de comenzar a disminuir de manera constante en un promedio de un 0,5 % por año para los mayores de 65 años. Se especuló que esto puede depender de la pérdida de peso y la fragilidad de los sujetos considerados como sujetos frágiles que han perdido un porcentaje significativo de su peso corporal y tienen un IMC bajo que es más susceptible a la desnutrición proteica. También es posible que otros factores tales como la inflamación o los factores genéticos puedan contribuir a la sensibilidad a la restricción de proteínas en sujetos de edad avanzada, de acuerdo con los estudios en ratones.
Aunque otros estudios han señalado disminuciones asociadas a la edad de la absorción de nutrientes en roedores relacionadas con cambios en el microclima de pH, una respuesta adaptativa deteriorada en el intestino envejecido y cambios en la morfología del intestino, todavía no hay una asociación clara entre los cambios morfológicos y de absorción en el envejecimiento. En seres humanos, algunos estudios han demostrado que la cinética de absorción y digestión de proteínas en la dieta no se ve afectada in vivo en hombres sanos y de edad avanzada, sin embargo, estos estudios también han informado de una mayor extracción esplácnica de aa que podría resultar en una menor disponibilidad para los tejidos periféricos, y especulan que, en el caso de un bajo aporte de proteínas o un mayor requerimiento de proteínas, la disponibilidad sistémica limitada de aa en la dieta puede contribuir a la disminución de la síntesis de proteínas musculares. Además, en seres humanos, otros factores como la dentadura deficiente, la medicación y los problemas psicosociales también juegan un papel importante en las tasas de desnutrición.
IGF-1 también se ha demostrado previamente que disminuye a edades más avanzadas, posiblemente aumentando el riesgo de fragilidad y mortalidad. Por lo tanto, los hallazgos pueden explicar la controversia relacionada con el IGF-I y la mortalidad, lo que indica que un nivel mínimo de proteínas y posiblemente IGF-1 es importante en los ancianos o que el bajo IGF-1 circulante refleja un estado de desnutrición, fragilidad y/o morbilidad. De hecho, se sabe que la inflamación y otros trastornos disminuyen los niveles de IGF-1, lo que aumenta la posibilidad de que el grupo bajo en proteínas y bajo en IGF-1 pueda contener un número significativo de individuos desnutridos y frágiles que tienen o están en el proceso de desarrollar enfermedades importantes.
Hay algunas limitaciones a nuestro estudio que deben ser reconocidas. En primer lugar, el uso de un único recordatorio dietético de 24 horas seguido de hasta 18 años de evaluación de mortalidad puede clasificar erróneamente la práctica alimenticia si el período de 24 horas no fue un día normal. Sin embargo, un 93 % de la muestra informó que el período de 24 horas representaba un día normal. También incluimos esta variable como control en el análisis. Además, se ha demostrado que el recordatorio dietético de 24 horas es un enfoque muy válido para identificar la "dieta habitual" de los sujetos. Si bien se debe admitir que la falta de datos longitudinales sobre el consumo de la dieta es una posible limitación del estudio, el estudio de la consistencia de la dieta durante seis años entre las personas mayores reveló pocos cambios a lo largo del tiempo en los hábitos alimenticios. Otro estudio que analizó los hábitos alimenticios durante veinte años mostró que, si bien el aporte de energía disminuyó para las proteínas, grasas e hidratos de carbono a medida que las personas envejecían, las disminuciones fueron iguales en los tres tipos.
Otra limitación del estudio es que la clasificación de los encuestados en grupos de proteínas, y luego la estratificación de la muestra para el análisis, produjo tamaños de muestra relativamente pequeños, especialmente para los análisis que implican mortalidad por diabetes entre personas sin diabetes al inicio del estudio o participantes en la submuestra IGF-1. Como resultado, los cocientes de riesgos instantáneos y los intervalos de confianza al 95 % pueden ser mucho mayores de lo que se habría visto con un tamaño de muestra mayor. No obstante, se esperaría que un tamaño de muestra pequeño disminuya el poder y dificulte la detección de asociaciones. Por lo tanto, la capacidad para detectar significancia indica que las asociaciones entre proteína y mortalidad son sólidas. Además, los límites inferiores de los intervalos de confianza al 95 % de los análisis de mortalidad estaban muy por encima de 1,0, lo que significa que el mayor riesgo es probablemente grande. Finalmente, dadas estas limitaciones, el estudio se fortaleció por el uso de datos fiables de mortalidad específicos de la causa, así como por la inclusión de una gran muestra representativa a nivel nacional, una característica que a menudo falta en la bibliografía anterior.
En su conjunto, los estudios en seres humanos y animales muestran que una dieta baja en proteínas durante la mediana edad puede ser útil para la prevención del cáncer y la mortalidad general, a través de un proceso que puede implicar, al menos en parte, la regulación de los niveles circulantes de IGF-1 y posiblemente de insulina. De acuerdo con otros estudios epidemiológicos y animales, los hallazgos sugieren que una dieta, en la que los nutrientes de origen vegetal representan la mayoría del aporte de alimentos, es probable que maximice los beneficios para la salud. Sin embargo, se propone que hasta los 65 años y posiblemente 75, dependiendo del estado de salud, los 0,7 a 0,8 gramos de proteínas/kg de peso corporal/día publicados por la Food and Nutrition Board del Institute of Medicine, que actualmente se consideran como un mínimo requisito, pueden ser protectores frente a los 1-1,3 g gramos de proteínas/kg de peso corporal/día consumidos por adultos de 19-70 años. También se propone que a edades más avanzadas, puede ser importante evitar el aporte bajo de proteínas y adoptar gradualmente un consumo de proteínas de moderado a alto, posiblemente de manera principal de origen vegetal, para permitir el mantenimiento de un peso saludable y la protección contra la fragilidad.
Procedimientos Experimentales
Aporte de nutrientes para datos humanos
Los datos de aporte de nutrientes se basan en informes de aporte de alimentos y bebidas durante un período de 24 horas. Los datos fueron recogidos a través de un sistema de codificación automatizado basado en microordenadores, con información sobre más de ochenta nutrientes. Existen varias ventajas al usar este método para recoger datos alimenticios. Dado que el tiempo transcurrido entre el consumo y el recordatorio es corto, los participantes generalmente pueden recordar más información. Además, a diferencia de los métodos de informe, el recordatorio dietético de 24 horas depende de la recopilación de datos después del consumo, lo que reduce el potencial de evaluación para alterar los comportamientos alimenticios. Además, se ha demostrado que los recordatorios de 24 horas son estimaciones más sólidas del consumo total de energía y proteínas en comparación con los cuestionarios de frecuencia de alimentos comúnmente utilizados y también se ha demostrado que son una medida más válida del aporte total de energía y nutrientes que el cuestionario Block de frecuencia de alimentos y el cuestionario de antecedentes de dieta del Instituto Nacional del Cáncer. Finalmente, también se ha encontrado que este enfoque evalúa con precisión el aporte de energía, proteínas, grasas e hidratos de carbono, independientemente del índice de masa corporal.
Seguimiento de la mortalidad epidemiológica
Los datos de mortalidad estaban disponibles en el National Death Index. La información de 113 posibles causas subyacentes de muerte (UCOD-113) se utilizó para determinar la mortalidad por todas las causas, la mortalidad cardiovascular (ECV), la mortalidad por cáncer y la mortalidad por diabetes.
Análisis estadístico de datos humanos
Los modelos de riesgos proporcionales de Cox se utilizaron para estimar la asociación entre el aporte de calorías provenientes de proteínas en la subsiguiente mortalidad por todas las causas, ECV, cáncer y diabetes, funcionando las últimas tres con estructuras de riesgos competitivas. Luego se probó la interacción entre la edad y el consumo de proteínas en la asociación con la mortalidad. Basándose en estos resultados, se categorizaron los sujetos en dos grupos de edad (50-65 años y más de 66 años), que se utilizaron en el resto de los análisis. Los modelos de riesgos proporcionales estratificados por edad se usaron para estimar la asociación del porcentaje de calorías de la proteína con la mortalidad dentro de los dos grupos de edad, y examinar si la relación estaba influenciada por el porcentaje de calorías proveniente de la grasa, el porcentaje de calorías proveniente de los hidratos de carbono o la proteína animal. Se volvieron a estimar los modelos de riesgos para la submuestra IGF-1 para determinar si la inclusión de IGF-1 cambió la asociación entre el aporte de proteínas y la mortalidad. Finalmente, se usaron modelos de riesgos proporcionales para examinar la interacción entre la proteína y el IGF-1, y se usaron para calcular los cocientes de riesgos instantáneos previstos para cada grupo de proteínas en varios niveles de IGF-1, para determinar si el aporte de proteínas afecta de manera diferencial la mortalidad dependiendo de los niveles de IGF-1. Todos los análisis se realizaron utilizando pesos muestrales, teniendo en cuenta el diseño de la muestra y controlando la edad, raza/etnia, educación, sexo, estado de la enfermedad, tabaquismo, cambios de dieta y consumo total de calorías.
Materiales y métodos para experimentos con levaduras y ratones
Usando los modelos de riesgos proporcionales de Cox, no se encontró asociación entre el consumo de proteínas y mortalidad por cualquier causa, por ECV o por cáncer (Tabla 14). Sin embargo, el consumo de proteínas alto y moderado se asoció positivamente con la mortalidad relacionada con la diabetes. Una explicación es que la diabetes puede ser más frecuente en estos grupos, posiblemente debido a un cambio a un mayor aporte de proteínas, grasas e hidratos de carbono después de un diagnóstico de diabetes.
Finalmente, se encontró que el consumo alto de proteínas frente al bajo se asociaba con un aumento de más de diez veces en el riesgo de mortalidad por diabetes en sujetos de 66 años o más. Sin embargo, la prevalencia mucho más alta de sujetos con antecedentes de diabetes en el grupo de proteína alta y el pequeño número de sujetos que mueren de diabetes en el grupo de proteína baja pueden explicar esto, lo que enfatiza la necesidad de estudios adicionales para determinar el papel del aporte de proteínas en la incidencia y mortalidad por diabetes (CRI: 10,64; IC al 95 %: 1,85-61,31).
Materiales y métodos complementarios
IGF-I en datos humanos
La mitad de los sujetos en NHANES III se seleccionaron al azar para participar en el examen de la mañana, después de un ayuno recomendado de nueve horas. De esta submuestra, 2.253 sujetos incluidos en el estudio cumplieron y han medido datos de suero en ayunas para IGF-I. El IGF-I se midió por Diagnostic Systems Laboratories Inc., utilizando un protocolo de laboratorio estándar e informado en ng/ml.
Posibles factores de confusión en los datos humanos
Edad, raza/etnia, educación, sexo, estado de la enfermedad, tabaquismo, cambios en la dieta y consumo total de calorías se incluyeron en los análisis como posibles factores de confusión. La edad se informó en años y se codificó a los 90 en el conjunto de datos de NHANES para proteger la confidencialidad de los encuestados. Se crearon variables ficticias para clasificar a los sujetos en tres categorías de raza/etnia: blancos no hispanos, negros no hispanos e hispanos, La educación fue indicada por años de escolaridad. Se crearon variables ficticias para el estado de tabaquismo autoinformado: nunca, anterior y actual. A los sujetos también se les pidió que informaran sobre sus antecedentes de enfermedades, en preguntas redactadas como, "¿Alguna vez un médico le dijo que tenía...?" y que solían crear tres variables ficticias para la presencia de antecedentes de cáncer, infarto de miocardio y diabetes. Los cambios recientes en el aporte alimenticio se evaluaron mediante las respuestas a tres preguntas: 1) "Durante los últimos 12 meses, ¿ha intentado perder peso?"; 2) "Durante los últimos 12 meses, ¿ha cambiado lo que come por alguna razón médica o condición de salud?"; y 3) (Después del recordatorio dietético de 24 horas) "Compare los alimentos consumidos ayer con los habituales". La circunferencia de la cintura, que se prefiere al IMC como indicador de adiposidad, se midió al 0,1 cm más cercano comenzando en el lado derecho del cuerpo en la cresta ilíaca.
Modelos de cáncer en ratones
Todos los experimentos con animales se llevaron a cabo de acuerdo con procedimientos aprobados por el Institutional Animal Care and Use Committee de la USC. Para establecer un modelo de ratón con cáncer subcutáneo, se inyectaron ratones C57BL/6 machos de 18 semanas de edad, así como ratones GHRKO de 10 meses de edad, ratones de control de camada de la misma edad y camadas de tipo silvestre con células de melanoma B16, y BALB/c hembra de 12 semanas de edad con células de cáncer de mama 4T1. Antes de la inyección, las células en fase logarítmica de crecimiento se cosecharon y se suspendieron en medio de Eagle modificado por Dulbecco (DMEM), alto en glucosa y sin suero a 2 x 105 células o 2 x 106, y 100 pl (2 x 104 células por ratón C57Bl/6 o BALB/c; 2 x 105 células por ratón GHRKO) se inyectaron posteriormente por vía subcutánea en la parte inferior de la espalda. Todos los ratones fueron afeitados antes de la inyección tumoral subcutánea. La incidencia tumoral se determinó mediante la palpación del área inyectada y el tamaño del tumor se midió utilizando un calibrador Vernier digital que comienza 10-15 días después de la implantación. Los experimentos para C57BL/6 y BALB/c terminaron en diferentes puntos temporales basados en criterios de valoración humanos aprobados por IACUC de la USC para el tamaño del tumor y la ulceración. Los ratones GHRKO (antecedente C57BL/6) fueron amablemente proporcionados por J.J. Kopchick (Universidad de Ohio, Atenas).
Restricción de proteínas en ratones
El alimento estándar AIN-93G se usó como la dieta de referencia alta en proteínas a base de caseína (18 % de kcal de proteína y dieta baja en proteínas 1, O se usó como la dieta baja en proteínas basada en caseína (4 % de kcal de proteína) (Harlan Laboratories, WI). Las dietas fueron isocalóricas y los cambios en kcal de grasas o hidratos de carbono ocurrieron en proporción a los cambios en kcal de proteínas. Las mediciones de aporte diario comenzaron 1 semana antes de comenzar el experimento para establecer una cantidad de aporte de referencia. Todos los animales se alimentaron diariamente durante la duración del experimento, y se les proporcionó comida en exceso de un 50 % de su aporte inicial para permitir la alimentación a voluntad, sin restricción calórica. Antes de la implantación del tumor, los ratones BALB/c se asignaron a uno de los 2 grupos diferentes de kcal de proteínas y se alimentaron previamente durante 1 semana. La alimentación de estos ratones se continuó durante el transcurso del experimento, tal como se describió anteriormente. Para determinar el efecto de la baja proteína en ratones viejos, los ratones C57BL/6 de 24 meses de edad se colocaron en un grupo de 18 % o 4 % de kcal de proteínas y se alimentaron con una dieta continua como se describió anteriormente. El peso corporal y aporte se determinaron diariamente. Los animales tenían acceso al agua en todo momento.
Mediciones de mIGF-I y mIGFBP-1 en suero en ratones
Los ratones se anestesiaron con isoflurano al 3 % inhalado, se calentaron suavemente para dilatar las venas, y se recogió sangre de la vena de la cola para obtener suero semanalmente. Los ensayos de mIGF-I y mIGFBP-1 en suero se realizaron como se describió anteriormente (Hwang et al., 2008) utilizando un ensayo ELISA interno que utiliza proteínas recombinantes IGF-I o IGFBP-1 de ratón y anticuerpos policlonales de sistemas de I D (Minneapolis, MN).
Análisis estadístico de datos de ratón
Las comparaciones de IGF-I entre grupos se realizaron mediante la prueba t de Student, las comparaciones de grupos IGFBP-1 se realizaron mediante la prueba t de Student y ANOVA, y las comparaciones de grupos de progresión del volumen tumoral con ANOVA de dos vías usando GraphPad Prism v.6. Todos los análisis estadísticos fueron bilaterales y los valores de P < 0,05 se consideraron significativos.
Medición de supervivencia y frecuencia de mutación de levaduras
Las células de la cepa de levadura DBY746 ampliamente utilizada (MATa leu2-3.112 his3-A1 trpl-289, ura3-52 GAL+) se hicieron prototróficas mediante transformación con el plásmido correspondiente, se inocularon en 1 ml de medio sintético completo (SDC) y se cultivaron durante la noche a 30 grados Celsius en un agitador orbital a 200 RPM.
Este cultivo iniciador se dividió luego (1:100) en medios SDC sintéticos frescos que contenían 0,5 X, IX o 2 X de la concentración estándar de aminoácidos (Hu et al., 2013) en una proporción de volumen de matraz a volumen medio de 5:1 y se puso de nuevo en la incubadora en las mismas condiciones. Las alícuotas de cada cultivo se cosecharon cada dos días y las diluciones adecuadas se colocaron en placas en placas ricas en YPD. Las unidades formadoras de colonias (U.F.C.) se contaron después de dos días de crecimiento. El porcentaje de supervivencia se evaluó considerando las UFC en el día 3 como el 100 % de la supervivencia. Todos los experimentos se realizaron por triplicado y se muestra la desviación estándar. Para el cálculo de la frecuencia de mutación, se recogieron 107 células, en cada punto temporal de supervivencia, se lavaron con agua y se colocaron en un medio sintético completo (SDC) que carecía de arginina y se complementaron con 60 liq-1 de canavanina (Can). Las colonias resistentes Can se midieron después de dos o tres días de crecimiento a 30 grados Celsius y se expresaron como el número de clones resistentes Can de 106 UFC viables.
Condiciones de crecimiento del experimento Ras2
La vida cronológica de la levadura se controló en medio SDC expirado mediante la medición de unidades formadoras de colonias (UFC) cada 48 horas. El número de UFC en el día 1 se consideró la supervivencia inicial (100 %) y se usó para determinar la mortalidad dependiente de la edad.
Mediciones de frecuencia de mutación de Can1 en el experimento Ras2
La frecuencia de mutación espontánea se evaluó mediante la medición de la frecuencia de mutaciones del gen CAN1 (YEL063). En resumen, las inoculaciones durante la noche se diluyeron en medio SDC líquido y se incubaron a 30 °C. La viabilidad de las células se midió cada 2 días a partir del día 1 colocando diluciones apropiadas en placas de medio de extracto de levadura peptona dextrosa (YPD) y contando las UFC. Para identificar los mutantes resistentes a la canavanina (Canr) en el cultivo líquido, se recogió un número apropiado de células (cantidad inicial de 2 x 107 células) mediante centrifugación, se lavaron una vez con agua estéril y se sembraron en placa en medio selectivo (SDC-Arg complementado con 60 pg/ml de 1-canavanina sulfato). Las colonias mutantes se contaron después de 3-4 días. La frecuencia de mutación se expresó como la relación de Canr a las células viables totales.
Estudio de bajo aporte de proteínas en seres humanos
Los sujetos humanos participaron en 3 ciclos de una dieta que imita el ayuno (FMD, indicada en verde, ver texto) de 5 días baja en proteínas, baja en calorías y alta nutrición seguida de aproximadamente 3 semanas de dieta normal (indicada en marrón) (a). Se extrajo sangre antes y al final de la dieta de 5 días (puntos temporales A y B), y también 5-8 días después de terminar la 3a FMD de 5 días (punto temporal C). La dieta de 5 días redujo significativamente los niveles de glucosa en sangre (b), IGF-1 (c) e IGFBP-1 (d). Glucosa *, p < 0,05, N = 18; IGF-1, **, p < 0,01, *p < 0,05, N = 16; IGFBP-1, **, p < 0,01, N = 17; todas las pruebas estadísticas se realizaron como dos pruebas t pareadas seguidas de los valores originales. Los resultados de este estudio se encuentran en la Figura 20.
Material y métodos para los experimentos de quimiotoxicidad
2.1. Ratones Todos los protocolos de animales fueron aprobados por el Institutional Animal Care and Use Committee (IACUC) de la Universidad del Sur de California. Los ratones hembra CD-1, BalB/C o C57BL/6N de 12-15 semanas de edad (Charles River) se mantuvieron en un ambiente libre de patógenos durante los experimentos.
2.2. Dietas definidas con macronutrientes Se usó alimento estándar AIN93G (Harlan) como dieta de referencia y se suministró a todos los ratones si no se indica lo contrario. Las dietas modificadas en la composición de macronutrientes (grasas, proteínas e hidratos de carbono) se basaron en AIN93G (Figura 21 y Tabla 20). Las dietas P-1 20 % (aceite de soja como fuente de grasa) y P-220 % (aceite de coco como fuente de grasa) tenían calorías de fuentes de proteínas reducidas a un 20 % en comparación con la formulación AIN93G; la dieta P 0 % no contenía proteínas; todas estas dietas eran isocalóricas para el alimento estándar AIN93G. La dieta baja en hidratos de carbono BHAP redujo las calorías de los hidratos de carbono al un 20 % en comparación con la formulación AIN93G (13 % frente a 63,9 %) pero contenía más proteína (45,2 %) y grasa (41,8 %). La dieta cetógena alta en grasas AG 60 % fue diseñada para suministrar un 60 % de las calorías consumidas de fuentes grasas, las calorías que provenían de proteínas e hidratos de carbono se redujeron proporcionalmente. La dieta AG 90 % era una dieta cetógena que contenía un 90 % de grasa mientras que suministra solo hidratos de carbono mínimos (menos del 1 %) y la mitad del contenido de proteína (9 %). La composición detallada de la dieta y el contenido calórico se resumen en la Tabla S2. Los ratones se alimentaron con la dieta de control AIN93G antes de comenzar los experimentos y en función de su peso corporal inicial se agruparon en los grupos experimentales (N = 5/grupo). Los ratones se aclimataron a las dietas de prueba una semana antes de los experimentos (el programa de ajuste se muestra en la Tabla 22). Todas las dietas se suministraron a voluntad a menos que se indique lo contrario.
2.3. Restricción de calorías (RC) e inanición a corto plazo (STS, por sus siglas en inglés) Para la restricción de calorías usando la dieta AIN93G, la comida estándar se convirtió en polvo y se mezcló en hidrogel (H2O limpia) en las cantidades necesarias para lograr una densidad calórica del 60 %, 50 %, 40 %, 20 % y 10 % de AIN93G (Tabla 23).
Las dietas restringidas en calorías modificadas con macronutrientes se prepararon de manera similar (Tabla 24). Para evitar la desnutrición, todas las dietas se complementaron con vitaminas, minerales, fibra y ácidos grasos esenciales que coinciden con los de AIN93G. El aporte basal de alimentos (3,7 g o 14 kcal/día) se determinó con alimentación AIN93G antes del experimento (datos no mostrados). Para el régimen de inanición a corto plazo (STS), los ratones no tuvieron acceso a los alimentos hasta 60 horas.
Para todos los experimentos de RC y STS, los ratones estaban enjaulados solos en cajas de zapatos estándar que se refrescaban diariamente para evitar la coprofragia o la alimentación con restos de comida. Los animales tuvieron acceso al agua en todo momento y se les suministró con hidrogel para asegurar una hidratación suficiente. El peso corporal de cada animal individual se midió rutinariamente durante los regímenes de RC o STS.
2.4. Recogida de sangre para mediciones de glucosa e IGF-1 Los ratones se anestesiaron con isoflurano al 2% inhalado y se recogió sangre mediante punción cardíaca ventricular izquierda. La sangre se recogió en tubos recubiertos con K2-EDTA para la preparación del suero (BD). La glucosa en sangre se midió con el sistema de control de glucosa en sangre Precision Xtra (Abbott Laboratories). El IGF-1 se midió usando un kit ELISA específico para ratones (R&D Systems).
2.5. Resistencia a altas dosis de quimioterapia Los ratones CD-1 hembra de 12-15 semanas de edad con un peso de 25-32 g se dejaron morir por inanición durante hasta 60 h (STS) o se alimentaron con dietas RC al 50 % modificadas con macronutrientes durante 3 días, seguidas de una inyección intravenosa de 24 mg/kg de doxorrubicina (DXR, Bedford Laboratories). En todos los experimentos, a los ratones se les ofreció alimento estándar AIN93G después de la inyección del fármaco de quimioterapia y se controlaron diariamente. Los animales que muestran signos de estrés intenso y/o deterioro del estado de salud fueron designados moribundos y sacrificados.
2.6. Modelo tumoral subcutáneo Las células de cáncer de mama 4T1 y glioma GL26 murino se mantuvieron en DMEM (Invitrogen) complementado con suero fetal bovino (FBS, por sus siglas en inglés) al 10 % a 37 °C bajo CO2 al 5 %. Las células en crecimiento en fase logarítmica se lavaron y suspendieron en PBS a 2 x 106 células/ml y se inyectaron por vía subcutánea (sc, 2 x 105 células/ratón en 100 pl de PBS) en la región posterior inferior del ratón. El tamaño del tumor se midió usando un calibrador. Para imitar los tratamientos multiciclo en seres humanos, los ratones se trataron por vía intravenosa (iv, vena de la cola lateral) con cisplatino (Teva Parenteral Medicines Inc.) tres veces los días 15, 33 y 44 después de la inoculación del tumor a 12, 8 y 8 mg/kg de peso corporal, respectivamente. Los ratones se controlaron diariamente y los animales que mostraban signos de estrés intenso, deterioro del estado de salud o exceso de carga tumoral (2000 mm3) fueron designados moribundos y sacrificados.
2.7. Análisis estadístico Las comparaciones entre grupos en las mediciones de glucosa e IGF-1 se realizaron con ANOVA, seguido de la comparación múltiple de Tukey usando GraphPad Prism v.5. Todos los análisis estadísticos fueron bilaterales y los valores de P < 0,05 se consideraron significativos.
3. Resultados
3.1. Efectos de la restricción calórica en los niveles de glucosa e IGF-1
La inanición a corto plazo (STS) reduce los niveles séricos de glucosa e IGF-1, aumenta la protección celular contra las dosis altas de quimioterapia y sensibiliza las células malignas a fármacos quimioterapéuticos. Los efectos de la STS sobre la glucosa y el IGF-1 generalmente se logran una vez que los animales pierden aproximadamente un 20 % de peso corporal. Por lo tanto, un 20 % de pérdida de peso se usó como criterio para comparar los niveles de glucosa e IGF-1 de las dietas restringidas en calorías con los obtenidos de un régimen de STS de 60 h.
El umbral de pérdida de peso de un 20 % se alcanzó a los 4 días para RC al 90 %, 6 días para RC al 80 %, 9 días para RC al 60 %, o 13 días para RC al 40 % (Figura 22A y Figura 26A). El tiempo para lograr una pérdida de peso de un 20 % depende en gran medida de la intensidad de la restricción calórica (ajuste lineal con r2 = 0,9976; Figura 22B). A las 48 horas, la reducción en los niveles de glucosa en sangre se correlaciona con la intensidad de la restricción calórica (ajuste lineal con r2 = 0,7931; Figura 26B complementaria). El régimen de ayuno de 60 h (STS) reduce los niveles de glucosa en sangre en un 70 % en comparación con los ratones alimentados a voluntad (Figura 22C, P < 0,001). El régimen de RC al 90 % de 4 días redujo la glucosa en sangre en aproximadamente un 40, significativamente menos que la STS (P < 0,05). Además, se observó una tendencia para el efecto de la RC en la disminución de la glucosa en sangre dependiendo de la duración de la alimentación con RC: los niveles de glucosa en la alimentación con RC al 40 % de 13 días fueron significativamente (P < 0,05) más bajos que en el grupo de RC al 90 % de 4 días de duración. Sin embargo, ningún grupo restringido en calorías dio como resultado niveles de glucosa en sangre más bajos que en el grupo de ayuno de 60 h; y 9 o más días de RC fueron necesarios para obtener efectos reductores de glucosa en el intervalo de aquellos en el grupo en ayunas (Figura 22C). Los ratones de todos los grupos de RC experimentales, independientemente de la intensidad de la restricción, alcanzaron niveles de IGF-1 en suero similares una vez que se alcanzó el margen de pérdida de peso de un 20 % y tuvieron niveles de IGF-1 significativamente más bajos (P < 0,001) que los ratones en el grupo de control alimentados a voluntad (Figura 22D).
3.2. Efecto de las dietas definidas con macronutrientes en los niveles de glucosa e IGF-1
Se diseñó un conjunto de dietas definidas con macronutrientes (Figura 21 y Tabla 20) en base al alimento para roedores AIN93G para determinar si la restricción de componentes alimenticios específicos podría imitar los efectos de la STS o la RC a corto plazo, en la glucosa en sangre y/o IGF-1 en suero. Las dietas bajas en proteínas P-1 20 % (aceite de soja como fuente de grasa) y P-220 % (aceite de coco como fuente de grasa) tienen calorías de fuentes de proteínas reducidas al 20 % en comparación con la formulación original de AIN93G, mientras que los hidratos de carbono y las grasas aumentan para mantener las dietas isocalóricas a AIN93G. La dieta P 0 % no contiene proteínas; los hidratos de carbono y las grasas se incrementan proporcionalmente para mantener la dieta isocalórica a la comida estándar. La dieta BHAP tiene las calorías de las fuentes de hidratos de carbono reducidas al 20 % en comparación con la formulación original de AIN93G (13 % frente a 63,9 %) pero proporciona más proteínas y grasas. La dieta cetógena alta en grasas AG 60 % fue diseñada para suministrar un 60 % de las calorías consumidas de fuentes grasas, las calorías que provenían de proteínas e hidratos de carbono se redujeron proporcionalmente. La dieta AG 90 % era una dieta cetógena que contiene un 90 % de calorías provenientes de grasas mientras que suministra solo hidratos de carbono mínimos (menos de un 1 %) y tiene un 9 % de las calorías provenientes de proteínas. Debido a las mayores proporciones de grasa, las dietas BHAP, AG 60 % y AG 90 % tienen una alta densidad calórica en comparación con el alimento estándar AIN93G. La composición detallada de la dieta y el contenido calórico se resumen en la Tabla 21.
Los ratones CD-1 hembra se alimentaron a voluntad con las dietas experimentales durante nueve días consecutivos para establecer perfiles de peso corporal (Figuras 23A, B) y para controlar el aporte calórico (Figuras 23C, D). No se observó una aversión alimentaria significativa, pero se observó que los ratones alimentados con una dieta que carecía completamente de proteínas (P 0 %) redujeron el consumo de alimentos después de 6 días (Figura 23C). El aporte calórico reducido causó pérdida de peso para los animales en este grupo experimental (Figura 23A). Los ratones en los grupos cetógenos con alto contenido de grasa (AG 60 % y AG 90 %) consumieron más calorías durante los 9 días de alimentación que los ratones alimentados con el alimento estándar AIN93G (Figura 23D) y los ratones alimentados a voluntad con la dieta cetógena AG 90 % ganaron peso rápidamente después de 4-5 días (Figura 23B). Los ratones CD-1 en los grupos experimentales alimentados con dietas con P 20 % y BHAP no mostraron diferencias en el aporte de calorías o el peso corporal en comparación con los ratones alimentados con la dieta de control AIN93G (Figuras 23A, C).
Los niveles de glucosa en sangre en el día 2, día 5 y en el día 9 de ratones en las dietas modificadas con macronutrientes no fueron diferentes de los de la dieta con alimento estándar (Figura 27 y datos no mostrados). Por el contrario, los niveles séricos de IGF-1 se elevaron significativamente (P < 0,05) en ratones en la dieta cetógena AG 60 % durante 9 días, pero no en ratones alimentados con la dieta cetógena AG 90 % (Figura 23E). De manera interesante, no solo la composición de macronutrientes (por ejemplo, el contenido de proteínas) sino también la fuente de ácidos grasos modulan diferencialmente los niveles circulantes de IGF-1: la dieta baja en proteínas P-1 20 % (que contiene aceite de soja como la única fuente de grasa) no redujo los niveles de IGF-1 pero la dieta baja en proteínas P-220 % (aceite de coco como la única fuente de grasa) redujo significativamente (P < 0,05) los niveles de IGF-1 y no hay diferencias en estas dietas que no sean la fuente de grasa. El efecto más notable sobre el IGF-1 en suero fue en ratones alimentados con una dieta deficiente en proteínas P 0 % durante 9 días. El IGF-1 circulante se redujo a aproximadamente un 30 % del de los ratones con el alimento estándar (Figura 23E). La dieta deficiente en proteínas P 0 % fue la única dieta que redujo los niveles séricos de IGF-1 comparables a la inanición a corto plazo de 60 h.
3.3. La restricción calórica y el ayuno a corto plazo mejoran la resistencia al estrés
En ratones, los niveles reducidos de IGF-1 en suero y de glucosa en sangre promueven la capacidad de hacer frente a la toxicidad inducida por agentes quimioterapéuticos en alta dosis. Dado que la restricción calórica a corto plazo, pero no las dietas definidas con macronutrientes (a excepción de la eliminación completa de proteínas), redujo los niveles de IGF-1 y glucosa, se utilizó un enfoque combinatorio para probar si las dietas con deficiencia definida de macronutrientes alimentadas con un 50 % del aporte calórico diario regular podría dar como resultado una protección mejorada contra la quimiotoxicidad. Las dietas P 20 % no se incluyeron en los experimentos de resistencia al estrés debido al hecho de que la dieta P 0 % mostró efectos mucho más pronunciados sobre el IGF-1 en suero.
La resistencia al estrés se probó en ratones CD-1 alimentados a voluntad con alimento estándar AIN93G o con dietas definidas con macronutrientes reducidas a un 50 % del aporte calórico normal durante tres días antes del tratamiento con doxorrubicina (DXR, 24 mg/kg, iv) (Figura 24A). En un 50 % de los grupos con restricción calórica, los ratones perdieron un 12-15 % de su peso corporal inicial después de 3 días, mientras que en el grupo STS los ratones perdieron un 20 % de su peso después de 60 h. Después del tratamiento con DXR, se proporcionó alimento AIN93G a voluntad para todos los animales y los ratones recuperaron peso hasta que se estableció la pérdida de peso inducida por quimiotoxicidad (Figuras 28A, B). La pérdida de peso continuó en todos los grupos experimentales hasta el día 8 después de la inyección, después de lo cual muchos animales se recuperaron lentamente. Los ratones alimentados con dietas con restricción calórica P 0 % y BHAP nunca recuperaron completamente su peso inicial (Figura 28A). Los animales comenzaron a sucumbir a la quimiotoxicidad 9-18 días después de la inyección (Figura 24A), de acuerdo con el inicio informado y los días mínimos de supresión de mieloide después del tratamiento con DXR íhttp://da¡lvmed.nlm.n¡h.aov). Los ratones se consideraron supervivientes si estaban vivos 25 días después de la inyección de DXR. Los ratones alimentados a voluntad con la dieta AIN93G 3 días antes de la inyección de DXR mostraron el peor resultado con solo un 16 % de supervivencia al día 25 (Figura 24A). A diferencia de los ratones alimentados a voluntad, la gran mayoría (89 %) de los ratones en ayunas (60 horas) sobrevivieron a la quimioterapia de dosis alta. Los ratones de control tratados con DXR mostraron signos de toxicidad, incluyendo movilidad reducida, pelo despeinado y postura encorvada, mientras que los ratones del grupo STS no mostraron signos visibles de estrés o dolor después del tratamiento (datos no mostrados). La alimentación de tres días de la combinación de RC al 50 % con modificación de macronutrientes antes de la inyección de DXR mejoró la resistencia al estrés en ratones y dio como resultado una supervivencia de un 45-55 % (Figura 24A). No hubo indicios de que el contenido de grasas o hidratos de carbono afectara los resultados porque todas las dietas lograron una tasa de protección similar. Los datos indican que la RC a corto plazo, no la composición de grasas o hidratos de carbono de la dieta, confiere una quimioprotección parcial que no es tan potente como las causadas por el ayuno. Los ratones alimentados con la dieta BHAP con RC al 50 % tuvieron un desempeño peor que todos los demás grupos alimentados con RC, presumiblemente debido al efecto del alto contenido de proteínas de esta dieta en el IGF-1.
Las mediciones de glucosa en sangre revelaron que la alimentación de tres días con las dietas modificadas con restricción calórica no fue suficiente para reducir significativamente los niveles de glucosa, con la excepción de la dieta cetógena AG 90 % con RC al 50 % (Figura 24B). La reducción en los niveles de glucosa en el grupo cetógeno no pareció mejorar la resistencia al estrés. Los ratones en el grupo STS tenían niveles de glucosa en sangre significativamente más bajos que todos los otros grupos experimentales (Figura 24B).
3.4. Una dieta baja en proteínas no parece retrasar la progresión del glioma GL26
Se ha demostrado que las dietas bajas en proteínas reducen el riesgo de cáncer, mientras que las dietas altas en calorías y altas en proteínas están relacionadas con la obesidad y promueven alteraciones hormonales, metabólicas e inflamatorias que modulan la carcinogénesis. Para probar los efectos de una dieta baja en proteínas en un modelo de glioma, a los ratones se les cambiaron de alimento estándar (18,8 % de las calorías provienen de proteínas, Tabla 1) a una dieta baja en proteínas (P-1 20 %, 3,9 % de las calorías provienen de proteínas) 10 días después de la implantación de células GL26 cuando el tumor era palpable (Figura 25A). Los ratones alimentados con dieta baja en proteínas mostraron una progresión tumoral que no era distinguible de la de los ratones alimentados a voluntad con la dieta AIN93G (Figura 25A). Estos resultados indican que la progresión del tumor no podría retrasarse mediante la restricción de proteínas una vez que se estableció el tumor.
3.5. La restricción calórica intermitente a corto plazo no mejora la eficacia de la quimioterapia contra el cáncer de mama
La eficacia de la STS para aumentar el tratamiento de varios tipos de cáncer es doble: protege contra la toxicidad inducida por la quimioterapia para las células/tejidos normales y sensibiliza las células malignas a los agentes quimioterapéuticos. No obstante, incluso el ayuno de intervalos cortos (por ejemplo, 4 días) puede ser un problema para la mayoría de las personas y, por lo tanto, el enfoque restringido en calorías "más suave" podría ser una solución más factible. Para probar si una dieta con RC al 50 % intermitente (RCI) a corto plazo podría tener efectos beneficiosos similares a los protocolos de ayuno establecidos, las células murinas de cáncer de mama 4T1 se implantaron por vía subcutánea en ratones BalB/C hembra y se controló la progresión del tumor. Doce días después de la implantación del tumor, se midió el volumen tumoral y los ratones se asignaron al grupo de control no tratado (AIN93G), a un grupo tratado con cisplatino (CDDP) o a un grupo alimentado de forma intermitente con RC al 50 % (RCI) durante tres días antes del tratamiento con cisplatino. El tumor en el grupo de control no tratado progresó rápidamente y alcanzó el volumen final experimental de 2000 mm354 días después de la implantación del tumor (Figura 25B, círculos negros). Tres ciclos de tratamiento con cisplatino retrasaron la progresión del tumor; el volumen tumoral de estos ratones era aproximadamente la mitad del tamaño que en los ratones no tratados (Figura 25B, cuadrados azules). A diferencia de la STS, un régimen intermitente de alimentación AIN93G restringido en calorías al 50 % que alimentó ratones durante tres días antes de las inyecciones de cisplatino no dio como resultado la sensibilización del tumor y no aumentó la quimioterapia (Figura 25b , triángulo naranja). Los volúmenes tumorales en este grupo experimental no diferían significativamente de los volúmenes tumorales en ratones que fueron tratados con cisplatino solo.
4. Debate
Anteriormente se ha demostrado que una reducción importante en los niveles de glucosa en sangre e IGF-1 es en parte responsable de los efectos beneficiosos de 2-3 días de ayuno en modelos de cáncer animal. En ratones, un ayuno a corto plazo de 60 h reduce el peso corporal en un 20 % o más, el IGF-1 en suero hasta en un 75 % y la glucosa en hasta un 70 %. En estas condiciones, los animales se vuelven altamente resistentes al estrés, de acuerdo con los resultados en levaduras, y una variedad de tumores son sensibilizados a la quimioterapia y la radioterapia. Cuando se empleó una pérdida de peso del 20 % como punto final, como se esperaba, varios grados de regímenes de RC dieron como resultado una pérdida de peso progresivamente más rápida, pero también en una reducción de IGF-1 y glucosa. Sin embargo, también se observó que el régimen de STS mucho más corto tuvo efectos más pronunciados sobre la glucosa que la mayoría de las dietas con RC, incluso cuando las dietas con RC se mantuvieron durante 9-13 días y causaron una pérdida de peso equivalente a un 20 %. Los efectos menos pronunciados de las dietas restringidas en calorías, en comparación con la inanición a corto plazo, podrían explicarse por una respuesta fisiológica distinta que es exclusiva de las condiciones en las que los nutrientes están completamente ausentes (Lee y Longo, 2011). Por ejemplo, la disminución de la glucosa en sangre causada por el ayuno a corto plazo en este estudio fue de un 70 % y se produjo dentro de las 60 h frente a la reducción de glucosa del 40 % causada por una dieta con RC al 90 % después de 96 h.
Cuando se les priva de alimentos, los mamíferos generalmente se someten a tres etapas metabólicas: 1) una fase de absorción posterior, que dura 10 o más horas después de la ingestión de alimentos, que implica el uso de glucógeno como la principal fuente de energía almacenada, 2) una generación de glucosa dependiente de aminoácidos mediante gluconeogénesis una vez que el almacenamiento de glucógeno hepático se ha agotado, y 3) una fase en la que el cerebro consume principalmente la glucosa restante, mientras que el tejido adiposo libera glicerol y ácidos grasos y se convierte en la principal fuente de energía. Los cuerpos cetónicos procedentes de la grasa se convierten en las principales fuentes de carbono en cuestión de días de ayuno. Dentro del cuerpo, estos cambios desencadenan una respuesta celular que incluye la regulación a la baja de las rutas implicadas en la proliferación, el crecimiento celular y la producción reducida de especies reactivas de oxígeno mientras que simultáneamente aumenta la estabilidad genómica y la resistencia al estrés celular. La glucosa es la principal fuente de energía para las células en proliferación, tales como las células malignas, y el aumento de la glucosa en sangre se ha asociado con un mayor riesgo de cáncer. Muchas células cancerosas tienen tasas elevadas de absorción de glucosa y dependen de la glucólisis seguida de la fermentación de ácido láctico incluso en presencia de oxígeno, en lugar de la glucólisis seguida de la oxidación de piruvato, un fenómeno conocido como efecto Warburg (Oudard et al., 1997; Warburg, 1956). En células normales, la reducción de la glucosa en sangre y del IGF-1 probablemente contribuya a una regulación diferencial de la activación de los factores de transcripción de resistencia al estrés que están regulados negativamente por las rutas de detección de nutrientes y la progresión del ciclo celular. En células cancerosas, la glucosa baja presenta un problema específico y principal; particularmente cuando los fármacos quimioterapéuticos también están presentes.
De acuerdo con los efectos parciales sobre la glucosa en sangre y el IGF-1, los resultados de esta divulgación indican que 72 horas de RC al 50 %, pero también de dietas restringidas en hidratos de carbono o proteínas, solo tienen efectos parciales sobre la resistencia al estrés. La combinación de un régimen de RC intermitente al 50 % a corto plazo y el tratamiento con cisplatino no apareció en el aumento de la eficacia de la quimioterapia en contraste con la combinación de STS y quimioterapia. La presente divulgación sugiere que tres días de un RCI al 50 % no redujeron significativamente los niveles de glucosa en sangre y, por lo tanto, podrían no causar una reducción suficiente en las fuentes de carbono metabolizadas por las células de cáncer de mama murino dentro de este intervalo. Ninguna de las dietas alimenticias restringidas al 50 % y definidas con macronutrientes suministradas durante 3 días, excepto la dieta cetógena AG 90 %, redujo los niveles de glucosa en sangre, lo que se ha demostrado que promueve la protección del hospedador y la sensibilización del tumor. De manera interesante, una reducción del 50 % en las calorías consumidas en una dieta cetógena conduce a una reducción de un 30 % en los niveles de glucosa en sangre después de tres días de alimentación, un efecto presumiblemente debido al contenido muy bajo de hidratos de carbono (menos de un 1 %) de esta dieta. Sin embargo, los experimentos de resistencia al estrés en esta divulgación indican que esta reducción no mejoró la supervivencia. Además, ningún ratón de ninguna de las dietas con RC logró una protección equivalente a la causada por el ayuno (STS) de 60 h en los experimentos presentados en el presente documento. Será necesario realizar estudios adicionales con regímenes de alimentación extendidos y un tamaño de grupo experimental más grande para comprender si las dietas específicas pueden ser suficientes para lograr los efectos DSR y DSS que están cerca de los causados por los ciclos de ayuno. Los estudios futuros también podrían evaluar los efectos de varias dietas definidas con macronutrientes y con RC en la producción de ROS, la progresión tumoral y la resistencia al estrés.
La proteína de la dieta y el contenido resultante de aminoácidos parecen afectar la longevidad y el envejecimiento saludable. La restricción del aporte de proteínas comparte algunos de los efectos fisiológicos de la RC, incluyendo una tasa metabólica disminuida, un daño oxidativo reducido, una resistencia hepática a las toxinas y lesiones oncogénicas mejorada, lesiones preneoplásicas y tumores disminuidos. Además, tanto la RC como la restricción de proteína reducen los niveles séricos de IGF-1, que podrían ser uno de los contribuyentes a la extensión de la longevidad ya que las rutas de señalización similares a IGF-1 regulan la esperanza de vida en varios organismos modelo tales como C. elegans, D. melanogaster y ratones. Se ha demostrado que la ruta IGF-1 afecta tanto a la esperanza de vida de los animales como a la sensibilidad al estrés oxidativo, de manera consistente con la mayor resistencia al estrés oxidativo en ratones con deficiencia del receptor IGF-1. La proteína O1 de caja de horquilla (FOXO1), una diana cadena abajo de la señalización IGF-1/AKT, puede entrar al núcleo en ausencia/reducción de la señalización IGF-1/AKT donde puede modular una amplia gama de genes implicados en la resistencia al estrés oxidativo, longevidad y metabolismo y, por lo tanto, es un mecanismo clave implicado en la protección contra el estrés asociado al envejecimiento y el desarrollo de enfermedades. Anteriormente se ha sugerido que una reducción en IGF-1 da como resultado una mejor resistencia al estrés por la quimioterapia de dosis altas, así como a la sensibilización del tumor. El IGF-I ejerce un potente efecto tumorigénico en una variedad de células cancerosas mediante el aumento de su tasa de proliferación y la inhibición de la apoptosis. Los estudios en ratones con deficiencias en los efectores cadena abajo de la señalización de IGF-R, incluyendo la inhibición de mTOR mediante rapamicina y S6K1, demuestran el papel central de las rutas mitógenas intracelulares cadena abajo de IGF-I en la regulación de la esperanza de vida y la resistencia al estrés al tiempo que reducen simultáneamente el crecimiento tumoral. Además, los seres humanos con deficiencia del receptor de la hormona del crecimiento tienen niveles de IGF-1 circulantes significativamente más bajos, y también exhiben una reducción drástica de la incidencia de cáncer y diabetes, que son más comunes entre los parientes con receptor de la hormona del crecimiento intactos.
Los ratones en el grupo alimentado con una dieta baja en carbohidratos restringida en calorías (BHAP) tuvieron la peor supervivencia de todos los grupos de RC, comparable a la de los ratones en el grupo de control. El hecho de que los ratones en este grupo consumieron cantidades similares o mayores de calorías procedentes de grasas (20,9 % en BHAP con RC al 50 % frente a 17,2 % en AIN93G a voluntad) y, más importante, calorías procedentes de proteínas (22,6 % en BHAP con RC al 50 % frente a 18,8 % en AIN93G a voluntad) durante tres días de alimentación, podría explicar esta falta de protección. Es de destacar que los resultados presentados en la inducción de la resistencia al estrés se basan en períodos de alimentación relativamente cortos (72 h), por lo tanto, si no se puede excluir, un régimen con RC más prolongado con restricciones alteradas de calorías y/o macronutrientes podría dar como resultado una resistencia al estrés mejorada.
Las dietas cetógenas se usan ampliamente en el tratamiento de la epilepsia refractaria en niños, pero también se han estudiado en el tratamiento del cáncer. Para determinar cómo este enfoque se compararía con nuestra resistencia al estrés y los posibles experimentos de sensibilización tumoral, se diseñaron dos dietas cetógenas: la dieta AG 90 % (proporción de calorías en % de grasa: hidratos de carbono: proteína de 90 %: 1 %: 9 %; Figura 21) es casi idéntica (± 0,5 % de variación) a la dieta cetógena clásica con una proporción de grasa: hidratos de carbono: proteína de 90 %: 1,4 %: 8,6 % respectivamente (Figura 29). La dieta alta en grasas AG 60 % (proporción de calorías en % de grasa: hidratos de carbono: proteína de 60 %: 31 %: 9 %) contiene proporciones de grasas similares a la proporción de grasas utilizada en la dieta modificada Atkins (proporción de calorías en % de grasa: hidratos de carbono: proteína de 60 %: 5 %: 35 %; Figura 29), pero el contenido de proteína se redujo porque el trabajo previo ha establecido que la proteína, y no los carbohidratos, regula los niveles de IGF-1 en seres humanos. Los resultados descritos en el presente documento demuestran que ni los niveles de glucosa ni de IGF-1 se redujeron significativamente después de suministrar ambas dietas cetógenas durante 9 días consecutivos.
Para evaluar los efectos de los ácidos grasos saturados frente a los insaturados, así como los ácidos grasos de cadena media frente a los de cadena larga en el tratamiento del cáncer, se diseñaron dos dietas que eran isocalóricas a la dieta de control con aceite de soja o aceite de coco como fuente de grasa pero con bajo contenido de proteínas. Los ácidos grasos insaturados de cadena larga se encuentran en las grasas alimenticias y aceites vegetales más comúnmente utilizados, tal como el aceite de soja, mientras que los ácidos grasos saturados de cadena corta y media (por ejemplo, ácido láurico y ácido mirístico) se encuentran en abundancia relativamente alta en el aceite de palmiste y el aceite de coco. Los triglicéridos de cadena media (TCM) se pueden hidrolizar fácilmente en el tracto gastrointestinal y se pueden transportar a través del sistema venoso porta hacia los hepatocitos, mientras que la mayoría de los ácidos grasos de cadena larga se transportan como quilomicrones en el sistema linfático y se empaquetan en triglicéridos en el hígado. Los TCM se pueden suministrar fácilmente a la p-oxidación mitocondrial, mientras que los TCL dependen de transportadores, tal como la carnitina, para entrar a la matriz mitocondrial en los hepatocitos. Los datos de estudios en seres humanos han indicado que el consumo de TCM o dietas con una mayor proporción de ácidos grasos insaturados a saturados está asociado con la disminución de la glucosa en sangre, la mejora del perfil de lípidos y la reducción de la obesidad. En un estudio de perfiles bioquímicos y antropométricos en mujeres con obesidad abdominal, la complementación alimenticia con aceite de coco promovió una reducción de la obesidad abdominal.
Los efectos beneficiosos de la RC prolongada se conocen desde hace más de un siglo. Los problemas asociados con la traducción de la RC en cualquier aplicación clínica es que la RC a largo plazo retrasa pero no detiene la progresión de muchas enfermedades malignas y se asocia con un estado crónico de peso reducido que podría ser perjudicial para los pacientes con cáncer caquéctico o pacientes con riesgo de volverse caquécticos, pero también puede reducir de manera crónica las reservas de grasa y otras que pueden aumentar la fragilidad, particularmente en pacientes de edad avanzada. De hecho, la RC prolongada puede retrasar la curación de heridas y la función inmunitaria, lo que podría presentar un obstáculo adicional para la gran mayoría de los pacientes que reciben quimioterapia o se someten a cirugía. Además, la reducción de un 75 % en el IGF-1 en suero causada por un ayuno de 2-5 días en ratones y seres humanos no se puede lograr con una RC más moderada que no reduzca los niveles de IGF-1 en seres humanos a menos que el aporte de proteínas también esté restringido. Incluso cuando se combina con la restricción de proteínas, la RC crónica solo causa una reducción de un 30 % de IGF-1 en seres humanos. Debido a los efectos consistentes sobre la glucosa y el IGF-1, y los posteriores efectos sobre la protección de la normalidad y la sensibilización de las células cancerosas sin el bajo peso crónico, los ciclos de ayuno periódicos parecen tener el mayor potencial para proteger a los pacientes tratados con una variedad de fármacos quimioterapéuticos mientras aumenta su eficacia en el tratamiento de muchos tumores.
Si bien las realizaciones ejemplares se describen anteriormente, no se pretende que estas realizaciones describan todas las formas posibles de la invención como se reivindica.

Claims (14)

REIVINDICACIONES
1. Una composición de dieta para usar en un método para reducir los niveles de glucosa en sangre y/o de IGF-1 en el tratamiento o prevención de una enfermedad elegida entre diabetes, cáncer y enfermedades relacionadas con la edad en un sujeto de 50 años de edad o más, en donde dicha composición de dieta se proporciona durante 5 a 7 días a un sujeto menor de una edad predeterminada de 65 años y que tiene un nivel de proteína diario promedio del sujeto mayor que un nivel de corte predeterminado de aporte de proteínas de un 20 % a un 5 % de calorías provenientes de proteínas entre el total de calorías consumidas en promedio por día por el sujeto, en donde dicha composición de dieta proporciona un porcentaje de calorías de proteínas que es menor que dicho nivel de corte predeterminado de aporte de proteínas, en donde dicha composición de dieta proporciona por día 4,5 a 7 kilocalorías por 0,45 kg (libra) de dicho sujeto durante un primer día y de 3 a 5 kilocalorías por 0,45 kg (libra) de dicho sujeto durante un segundo al quinto día y en donde dicha composición de dieta comprende menos de 30 g de azúcar el primer día y menos de 20 g de azúcar del segundo al quinto día; menos de 28 g de proteínas todas de origen vegetal el primer día y menos de 18 g de proteínas todas de origen vegetal en los días del segundo al quinto día; 20 a 30 gramos de grasas monoinsaturadas el primer día y 10 a 15 gramos de grasas monoinsaturadas del segundo al quinto día; entre 6 y 10 gramos de grasas polinsaturadas el primer día y 3 a 5 gramos de grasas polinsaturadas del segundo al quinto día; menos de 12 g de grasas saturadas el primer día y menos de 6 gramos de grasas saturadas del segundo al quinto día; y 12 a 25 gramos de glicerol por día del segundo al quinto día.
2. La composición de dieta de la reivindicación 1, para el uso de acuerdo con la reivindicación 1, en donde dicha composición de dieta se administra periódicamente a dicho sujeto.
3. La composición de dieta de la reivindicación 2, para el uso de acuerdo con la reivindicación 1, en donde dicha composición de dieta se administra periódicamente a dicho sujeto con una frecuencia que depende de los niveles de resistencia a insulina, los niveles de glucosa en ayunas, la IGFBP1, la obesidad, el índice de masa corporal, la pérdida de peso en los 10 años anteriores, los antecedentes familiares de cáncer, los antecedentes familiares de diabetes y los antecedentes familiares de mortalidad temprana del sujeto.
4. La composición de dieta de la reivindicación 1, para el uso de acuerdo con la reivindicación 1, en donde es una dieta que imita el ayuno que proporciona diariamente menos de un 10 % de calorías de proteínas y/o una dieta que imita el ayuno con todas las proteínas de origen vegetal.
5. La composición de dieta de la reivindicación 1, para el uso de acuerdo con la reivindicación 1, en donde dicha composición de dieta proporciona una cantidad de fibra alimenticia mayor de 15 gramos por día durante los cinco días.
6. La composición de dieta de la reivindicación 1, para el uso de acuerdo con la reivindicación 1, en donde incluye un complemento que se administrará durante un período de 5 a 7 días junto con dicha composición de dieta, comprendiendo dicho complemento un complemento específico de aminoácidos que comprende determinados aminoácidos como fuente de nitrógeno: alanina, ácido aspártico, cisteína, ácido glutámico, glicina, histidina, prolina, serina y tirosina excluyendo sustancialmente isoleucina, leucina, lisina, metionina, fenilalanina, treonina, triptófano, valina y arginina de modo que la isoleucina, leucina, lisina, metionina, fenilalanina, treonina, triptófano, valina y arginina en combinación, estando presentes dichos aminoácidos en una cantidad que es inferior a un 5 % del peso total de dicha composición de dieta administrada a dicho sujeto.
7. La composición de dieta de la reivindicación 6, para el uso de acuerdo con la reivindicación 1, , en donde se proporciona en alternancia con una dieta normal de proteínas, siendo dicha composición de dieta una composición de dieta de origen vegetal y proporcionándose durante 7 días cada 2 semanas a 2 meses con una dieta que proporciona un aporte normal de calorías de 2600 kcal/día para un sujeto masculino y 1850 kcal/día para un sujeto femenino durante 1 a 7 semanas en el medio.
8. La composición de dieta de la reivindicación 6, para el uso de acuerdo con la reivindicación 1, en donde dicho complemento es un complemento diario de aminoácidos específico de aproximadamente 2 a 12 g de alanina, 5 g a 30 g de ácido aspártico, 1 g a 7 g de cisteína, 18 g a 73 g de ácido glutámico, 2 g a 9 g de glicina, 2 g a 10 g de histidina, 9 g a 37 g de prolina, 5 g a 21 g de serina y 5 a 21 g de tirosina.
9. La composición de dieta de la reivindicación 6, para el uso de acuerdo con la reivindicación 1, en donde dicho complemento contiene isoleucina, leucina, lisina, metionina, fenilalanina, treonina, triptófano, valina y arginina en combinación, en una cantidad inferior a un 3 % del peso total de dicha composición de dieta administrada a dicho sujeto.
10. La composición de dieta de la reivindicación 1, para el uso de acuerdo con la reivindicación 1, en donde las fuentes de proteínas vegetales incluyen soja.
11. La composición de dieta de la reivindicación 5, para el uso de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el nivel del factor de crecimiento similar a la insulina tipo 1 del sujeto disminuye y los niveles de proteína de unión al factor de crecimiento similar a la insulina tipo 1 aumentan después de que dicha composición de dieta se administre a dicho sujeto en uno o más ciclos, opcionalmente en donde el factor de crecimiento similar a la insulina tipo 1 se reduce en al menos un 10 por ciento y/o los niveles de proteína de unión al factor de crecimiento similar a la insulina tipo 1 se elevan en al menos un 50 % en dicho sujeto.
12. La composición de dieta de la reivindicación 1, para el uso de acuerdo con la reivindicación 1, en donde incluye fuentes de grasa de tal manera que al menos un 50 por ciento de las calorías de la grasa son de ácidos grasos insaturados de cadena larga que tienen de 13 a 28 átomos de carbono.
13. La composición de dieta de la reivindicación 1, para el uso de acuerdo con la reivindicación 1, en donde incluye fuentes de grasa de manera que al menos un 25 por ciento de las calorías de la grasa son ácidos grasos de cadena corta que tienen de 2 a 7 átomos de carbono y/o ácidos grasos saturados de cadena media que tienen de 8 a 12 átomos de carbono,
14. La composición de dieta de la reivindicación 13, para el uso de acuerdo con la reivindicación 1, en donde los ácidos grasos son ácido láurico y/o mirístico.
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