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El envejecimiento implica un declive gradual en la función fisiológica y la resiliencia que ocurre a medida que las personas envejecen. Este proceso complejo involucra multitud de cambios moleculares, celulares y sistémicos en casi todos los sistemas orgánicos. Comprender los mecanismos subyacentes del envejecimiento es crucial para desarrollar estrategias que promuevan un envejecimiento saludable y mitiguen enfermedades relacionadas con la edad.
Los principales rasgos del envejecimiento incluyen inestabilidad genómica, inflamación, acortamiento de telómeros, alteraciones epigenéticas, pérdida de proteostasis, desregulación de la detección de nutrientes, disfunción mitocondrial, senescencia celular, agotamiento de células madre y comunicación intercelular alterada. La interacción compleja de estos procesos contribuye a patologías relacionadas con la edad como enfermedades cardiovasculares, neurodegenerativas, cáncer y trastornos metabólicos.
La gerociencia ha emergido como un campo interdisciplinario que se enfoca en entender los mecanismos biológicos que sustentan el envejecimiento y su impacto en enfermedades relacionadas con la edad. Este enfoque ha llevado a la identificación de compuestos, llamados geroprotectores, que tienen como objetivo mejorar los mecanismos fisiológicos subyacentes al envejecimiento, en lugar de procesos de enfermedades específicas. Ejemplos de geroprotectores incluyen antioxidantes como resveratrol y curcumina, miméticos de restricción calórica como rapamicina y metformina, así como compuestos que mejoran la autofagia y los mecanismos de reparación del ADN.
Un geroprotector ampliamente estudiado es la carnosina, un dipéptido natural compuesto de beta-alanina e histidina, seguro y disponible en productos como pescado y carne. La carnosina ha ganado atención significativa por sus propiedades antioxidantes y sus diversos roles fisiológicos. Se encuentra en altas concentraciones en el músculo esquelético, el cerebro y otros órganos, actuando como eliminador de especies reactivas de oxígeno (ROS) y nitrógeno (RNS), mitigando el estrés oxidativo y protegiendo las células del daño causado por radicales libres.
Más allá de su función antioxidante, la carnosina exhibe actividades antiinflamatorias, quelantes de metales y anti-glicación, con potenciales beneficios en enfermedades relacionadas con la edad como trastornos neurodegenerativos, enfermedades cardiovasculares y diabetes tipo 2. Investigaciones emergentes sugieren que la carnosina puede contribuir a factores clave asociados con el envejecimiento, incluyendo la función muscular, el rendimiento físico y la salud cognitiva.
Con su amplia acción fisiológica, la carnosina representa una vía prometedora para intervenciones terapéuticas destinadas a promover un envejecimiento saludable y combatir patologías relacionadas con el estrés oxidativo.
Efectos de la suplementación con carnosina sobre el envejecimiento saludable
La carnosina, reconocida como un agente geroprotector potencial, ha mostrado efectos positivos en áreas relevantes para el envejecimiento saludable, especialmente en la prevención y progresión de la demencia. Estudios en humanos han demostrado que la carnosina y compuestos relacionados, como la anserina, pueden mejorar la memoria episódica y los resultados en pruebas cognitivas en adultos mayores. Sin embargo, se necesitan ensayos de mayor escala para confirmar estos efectos. Además de su impacto en la función cognitiva, se sugiere que la carnosina podría mejorar la capacidad física en personas mayores, ya que en entornos deportivos ha mostrado beneficios en la tolerancia al ejercicio. Un pequeño estudio indicó que la suplementación con carnosina mejoró la tolerancia al ejercicio en adultos mayores, lo que podría tener un beneficio protector contra caídas, aunque no se ha demostrado una reducción directa en el riesgo de caídas.
Además, la carnosina podría tener un efecto positivo en enfermedades crónicas comunes en adultos mayores, como enfermedades cardiovasculares y diabetes tipo 2. Los estudios en humanos han mostrado resultados beneficiosos en insuficiencia cardíaca, accidentes cerebrovasculares y diabetes tipo 2, pero se requieren investigaciones adicionales en cohortes de adultos mayores para validar estos hallazgos. Con su amplio espectro de beneficios antioxidantes, antiinflamatorios y en la función muscular, la carnosina representa una opción prometedora en las intervenciones para un envejecimiento saludable. Sin embargo, aún es necesario realizar estudios longitudinales para entender completamente su efectividad clínica en humanos.
La carnosina como intervención en gerociencia
Efectos antioxidativos
El envejecimiento está relacionado con la acumulación de daño causado por el estrés oxidativo y un aumento de especies radicales, que desequilibran la generación y eliminación de radicales libres. Este desbalance promueve el envejecimiento y varias condiciones asociadas, como el deterioro neurocognitivo, enfermedades cardiometabólicas y cáncer. En pequeñas cantidades, estas especies radicales participan en la señalización celular, pero en concentraciones elevadas dañan el ADN, ARN, lípidos y proteínas.
La carnosina actúa como antioxidante directo e indirecto, desempeñando un papel relevante en la prevención de enfermedades relacionadas con la edad. Su acción directa incluye la quelación no enzimática de iones metálicos y la eliminación de radicales libres, disminuyendo los niveles de especies reactivas de oxígeno (ROS) y nitrógeno (RNS). Su estructura de anillo imidazólico permite la formación de 2-oxo-carnosina cuando se expone a ROS, demostrando una potencia antioxidante superior a la del glutatión.
Indirectamente, la carnosina regula la respuesta antioxidante celular al activar el factor nuclear eritroide 2 (Nrf2), que modula genes antioxidantes como la superóxido dismutasa y la catalasa. También reduce la toxicidad de productos finales de glicación avanzada (AGEs), vinculados al envejecimiento y a la agregación de proteínas como el amiloide y la tau en el Alzheimer. Además, incrementa la expresión de PGC1α, mejorando el metabolismo de ácidos grasos y glucosa y reduciendo el estrés oxidativo e inflamatorio.
Estudios en modelos animales muestran que la carnosina disminuye el estrés oxidativo y reduce marcadores de enfermedad, lo que resalta su potencial para combatir los efectos perjudiciales del envejecimiento y mantener la función inmune en la vejez.
Efectos anti-inflamatorios
El envejecimiento se asocia con un aumento crónico de marcadores inflamatorios como la proteína C reactiva (CRP), IL-6, IL-1β y el factor de necrosis tumoral alfa (TNF-α). Esta inflamación, junto con el estrés oxidativo, crea un ciclo de retroalimentación positiva que intensifica ambos procesos. La carnosina, un antioxidante natural, tiene efectos antiinflamatorios directos e indirectos, modulando la respuesta inflamatoria a través de múltiples vías.
En estudios, la carnosina ha mostrado actividad antiinflamatoria al regular células inmunes como macrófagos y microglía, que aumentan su captación de carnosina en condiciones de estrés. Promueve la síntesis y liberación del factor de crecimiento transformante beta 1 (TGF-β1), que ayuda a prevenir el estrés oxidativo y la inflamación. Además, reduce la expresión de citoquinas inflamatorias como IL-1β e IL-6, y aumenta TGF-β1, lo cual es beneficioso en modelos de células neuronales envejecidas.
Otro mecanismo antiinflamatorio de la carnosina implica la modulación de los receptores tipo toll (TLR) 2 y 4, clave en la respuesta inmune. Por ejemplo, en estudios con ratones, la pretratación con carnosina disminuyó la infiltración de neutrófilos y redujo la permeabilidad pulmonar y la concentración de proteínas en modelos de lesión pulmonar inducida. En modelos específicos, la carnosina también reduce la expresión de proteínas y moléculas proinflamatorias, mejorando la inflamación y estabilizando placas ateroscleróticas.
La suplementación combinada de carnosina y anserina ha demostrado suprimir la expresión de ciertos mediadores inflamatorios, lo cual correlaciona positivamente con la preservación de la memoria episódica. Además, la formación de complejos con zinc, como el polaprezinc, contribuye a la reducción de la inflamación, mostrando su potencial en el tratamiento de condiciones inflamatorias crónicas.
Efectos de la carnosina sobre el metabolismo de la glucosa
La disrupción del metabolismo de la glucosa es uno de los mecanismos clave en el envejecimiento. La carnosina ha demostrado efectos positivos en el metabolismo de la glucosa al regular la obesidad central, la secreción de insulina y la captación de glucosa. Estudios en humanos y animales resaltan su importancia en el control glucémico, mostrando que la suplementación con carnosina mejora la glucosa en ayunas y la hemoglobina glucosilada (HbA1c), al reducir la insulina en ayunas y la resistencia a la insulina.
En un modelo de diabetes en ratones, la carnosina disminuyó la secreción de insulina en suero y aumentó la masa de células β pancreáticas, lo que sugiere una mitigación de la resistencia a la insulina. Además, estudios in vitro han mostrado que la carnosina mejora la secreción de insulina en células INS-1β y en islotes de ratón, y aumenta la captación de glucosa en el músculo esquelético, favoreciendo la homeostasis glucémica.
En células musculares de personas con diabetes tipo 2, la carnosina aumenta la captación de glucosa estimulada por insulina, lo que subraya su papel en la regulación de la glucosa. También protege el crecimiento y la morfología de las células β bajo estrés oxidativo y modula la secreción de insulina inducida por glucosa.
Un ensayo clínico de 14 semanas mostró que 2 g diarios de carnosina redujeron la glucosa en personas con tolerancia alterada a la glucosa sin cambiar los niveles de insulina, sugiriendo un posible efecto sobre la producción hepática de glucosa. La regulación dosis-dependiente de la insulina y la glucosa también se ha observado en estudios en ratones, lo que destaca la necesidad de más investigaciones para optimizar su dosificación en humanos y maximizar sus beneficios.
Otros efectos de la carnosina
Si bien los efectos antioxidantes y antiinflamatorios de la carnosina están bien documentados, su papel directo en otros pilares de la gerociencia, como la función de células madre, aún es incierto. Se ha propuesto que la carnosina podría impactar la fisiología de las células madre, lo cual podría ayudar a mitigar el envejecimiento. En modelos de roedores bajo estrés oxidativo, el tratamiento con carnosina mejoró la capacidad proliferativa de las células madre intestinales, mejorando así la morfología y función de barrera del intestino. Este efecto se atribuye a la activación de la vía KEAP1/Nrf2, clave en la defensa antioxidante celular, lo que sugiere que los efectos de la carnosina podrían estar mediados indirectamente por sus propiedades antioxidantes.
La función de las células progenitoras está altamente influenciada por su microambiente, por lo que es probable que los efectos antiinflamatorios y antioxidantes sistémicos de la carnosina modifiquen positivamente este entorno. Además, otros sistemas fisiológicos relacionados con el envejecimiento, como el metabolismo mitocondrial, la estabilidad genética y la proteostasis, podrían beneficiarse del incremento en las concentraciones de carnosina. Por ejemplo, la suplementación con carnosina durante 10 días ha mostrado estimular la biosíntesis de Coenzima Q10 y mejorar la función mitocondrial hepática en ratones diabéticos.
Aunque los estudios en animales y en vitro son prometedores, existe una falta significativa de investigaciones en humanos que exploren estos efectos de manera integral. La ausencia de ensayos clínicos robustos limita la comprensión del potencial terapéutico de la carnosina en el envejecimiento humano y en enfermedades relacionadas con la edad, siendo necesaria una investigación más profunda en esta área
Conclusiones
Para combatir la creciente carga de salud en una población que envejece, es urgente identificar nuevas intervenciones que tengan efectos amplios sobre los cambios biológicos que impulsan el proceso de envejecimiento. La carnosina tiene un potencial significativo en este ámbito, ya que ofrece un amplio espectro de efectos terapéuticos relevantes, es segura y bien tolerada por los pacientes, y no interactúa con otros medicamentos, un punto crítico en el manejo de una cohorte de edad avanzada. En términos generales, los beneficios antioxidantes, antiinflamatorios y reguladores de la glucosa de la carnosina parecen sustentar la mayor parte de sus efectos clínicos demostrados, con impactos tanto directos como indirectos en la salud. Sin embargo, antes de recomendar su uso generalizado, es necesario realizar estudios longitudinales a gran escala en poblaciones mayores, ya que gran parte de la evidencia proviene de experimentos en animales o in vitro. Existen diferencias conocidas entre animales y humanos que dificultan la generalización de la investigación sobre la carnosina, como la presencia de carnosinasas circulantes, la distribución terapéutica amplia y las concentraciones efectivas desconocidas. Esto es especialmente importante en cohortes mayores, donde el declive fisiológico y la multimorbilidad son desafíos comunes para la traducción clínica. A pesar de esto, la carnosina sigue siendo un agente prometedor para una evaluación continua con el fin de su uso de amplio espectro en adultos mayores, mejorando la salud y la calidad de vida en la vejez.
Acceso libre al artículo original en: https://www.fisiologiadelejercicio.com/wp-content/uploads/2024/11/Theimpactofcarnosineonbiologicalageing.pdf
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Referencia completa:
Wang Q, Saadati S, Kabthymer RH, Gadanec LK, Lawton A, Tripodi N, Apostolopoulos V, de Courten B, Feehan J. The impact of carnosine on biological ageing – A geroscience approach. Maturitas. 2024 Nov;189:108091. doi: 10.1016/j.maturitas.2024.108091.
