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Envejecimiento y memoria: efectos de la restricción calórica

M. Martí-Nicolovius, R. Arévalo-García   Revista 66(12)Fecha de publicación 16/06/2018 ● RevisiónLecturas 7031 ● Descargas 764 Castellano English

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[REV NEUROL 2018;66:415-422] PMID: 29897609

Introducción. El conocimiento de los mecanismos cerebrales involucrados en el proceso de envejecimiento y el deterioro mental podría ser clave para el desarrollo de pautas de conducta que garanticen alcanzar edades avanzadas con la máxima calidad de vida posible y reducir la pérdida cognitiva asociada a la senectud.

Objetivo. Describir y analizar diferentes investigaciones con animales y humanos que demuestran que una dieta con restricción calórica aminora el envejecimiento cerebral y el declive cognitivo asociados a la edad.

Desarrollo. Desde hace más de 100 años se conoce que la restricción calórica incrementa la longevidad de los animales de laboratorio. Este efecto parece derivar de la disminución de algunos síntomas que acompañan al envejecimiento, como la obesidad, la aparición de tumores cancerígenos y algunas enfermedades metabólicas. Sin embargo, mientras las consecuencias de la restricción calórica sobre la salud están bien determinadas, su capacidad para frenar el declive cognitivo que acompaña al envejecimiento sigue siendo un tema controvertido. La investigación de los efectos de la restricción calórica en animales de laboratorio proporciona los primeros avances para la comprensión de sus efectos beneficiosos en la neurobiología de los procesos cognitivos durante el envejecimiento.

Conclusiones. La restricción calórica atenúa el envejecimiento normal o patológico del cerebro y reduce los problemas de memoria asociados a la vejez. La intervención dietética podría convertirse en un método muy eficaz para fomentar una mejor calidad de vida y prevenir el déficit cognitivo que acompaña a la ancianidad.

Aprendizaje Déficit cognitivo Enfermedades neurodegenerativas Envejecimiento cerebral Intervención dietética longevidad Neurogeriatría Neuropsicología

Introducción


Uno de los problemas más importantes a los que se enfrenta la sociedad actual es el progresivo envejecimiento de la población y el incremento del gasto económico que supone el mantenimiento de su salud y bienestar. Asimismo, una mayor esperanza de vida y el rápido aumento de personas con edades superiores a 65 años conllevan una incidencia preocupante de trastornos neurodegenerativos, como las enfermedades de Alzheimer o Parkinson, que se acompañan de deterioro de las funciones mentales. El conocimiento de cómo los hábitos adquiridos a lo largo de la vida pueden influir sobre los mecanismos cerebrales durante el envejecimiento puede abrir nuevas vías de intervención para mejorar la salud de las personas mayores y, en consecuencia, buscar nuevas fórmulas para prevenir el déficit cognitivo derivado del proceso normal de la vejez o resultado de enfermedades neurodegenerativas. El impulso de estilos de vida saludables podría ser la clave para garantizar una senectud más activa y satisfactoria. En este sentido, en los últimos años ha habido un incremento considerable de publicaciones sobre determinados hábitos saludables y sus posibles efectos beneficiosos en la salud y la longevidad. Los más estudiados en relación con el envejecimiento han sido los efectos de la práctica regular de ejercicio físico, la estimulación cognitiva y la restricción calórica (RC) [1-3].

La RC, definida como la reducción de la ingesta de calorías sin malnutrición y con un aporte normal de vitaminas, minerales y biomoléculas esenciales, es uno de los medios para incrementar la longevidad y mejorar la salud durante el envejecimiento que ha suscitado mayor interés en las últimas décadas [4,5]. Hace unos 100 años ya se observó que la reducción en la ingesta podía incrementar la expectativa de vida de los animales de laboratorio [6], resultados que fueron confirmados por el equipo de McCay en 1935 [7]. Recientemente, las publicaciones relativas a los efectos favorables de la RC en la salud y el envejecimiento se han multiplicado exponencialmente. Los beneficios de la RC en la salud y la longevidad se han verificado en muchas especies de animales tanto invertebrados como vertebrados [1]. Los estudios en primates no humanos aún no han permitido afirmar que la RC sea capaz de prolongar la vida de esta especie, aunque sí mejora extraordinariamente su salud [8]. En los seres humanos tenemos el ejemplo de los habitantes de la isla de Okinawa, en Japón, que tienen la esperanza de vida más larga del mundo, fenómeno de longevidad que se ha relacionado, al menos en parte, con su dieta tradicional baja en proteínas [9].

La RC ha sido un procedimiento muy eficaz para reducir la mortalidad de los animales de laboratorio y facilitar con ello la investigación del envejecimiento del sistema nervioso central y las funciones cerebrales [10]. Los resultados experimentales parecen indicar que los beneficios de una dieta hipocalórica en la salud derivan de su capacidad para reducir la temperatura corporal y la tasa metabólica, el consumo de oxígeno y los niveles de glucosa en sangre, la modulación de la sensibilidad a la insulina, la reducción de las especies reactivas del oxí­geno y el mantenimiento de las funciones del sistema inmunitario en condiciones óptimas [2,4,5,11]. Se han planteado numerosas hipótesis para explicar cómo la RC podría incrementar la salud y la longevidad de los organismos. Entre los mecanismos propuestos se incluyen cambios inmunológicos y hormonales, modificación de la expresión de determinados genes, promoción de los procesos de autofagia y apoptosis celular, y reducción de los factores de crecimiento como el insulínico de tipo 1. Estos cambios podrían contribuir a pasar de un estado celular activo de crecimiento y proliferación a otro que favorecería el mantenimiento y la reparación (hormesis) [4,12]. Por ello, si la RC es capaz de mejorar la salud y prolongar la vida, es de esperar que tenga efectos beneficiosos en los procesos mentales como el aprendizaje y la memoria, que se ven mermados por el proceso normal o patológico del envejecimiento cerebral. Sin embargo, esta hipótesis, aunque parece muy plausible, ha sido mucho menos investigada.

En esta revisión pretendemos describir y analizar los avances científicos que se han realizado en el estudio de los posibles efectos beneficiosos de la RC para frenar el envejecimiento cerebral y el declive cognitivo debido a la edad en roedores y en seres humanos.
 

Envejecimiento cerebral y deterioro cognitivo


Al igual que los otros órganos del cuerpo, el cerebro experimenta una serie de cambios estructurales y funcionales durante el proceso de envejecimiento [13,14]. Los estudios de neuroimagen en personas ancianas han demostrado que el volumen cerebral disminuye de forma global, el grosor cortical se reduce y el sistema ventricular se expande [15]. Estos cambios cerebrales se han relacionado con el deterioro cognitivo que acompaña a la vejez. En general, las personas mayores muestran peor rendimiento que las jóvenes en distintas tareas de aprendizaje y memoria [16]. Sin embargo, el envejecimiento no afecta por igual a todas las formas de memoria y a todos los individuos. Mientras que algunas personas mayores muestran déficits cognitivos importantes, otras no parecen estar tan afectadas. Estas diferencias podrían atribuirse a una mejor preservación de las estructuras cerebrales relacionadas con los procesos de aprendizaje y memoria, como el hipocampo y la corteza cerebral [17].

El envejecimiento del sistema nervioso central de numerosas especies de mamíferos comparte características comunes, como la atrofia sináptica, anormalidades en el citoesqueleto y aumento de la reactividad de los astrocitos y la microglía [18,19], la reducción de las espinas dendríticas de las neuronas piramidales del hipocampo y la corteza [16], la disminución de la transmisión monoaminérgica en regiones como la corteza prefrontal, los núcleos estriados y el hipocampo [20], y la disminución en la proliferación y supervivencia de nuevas neuronas [21]. También se produce una disminución de moléculas relacionadas con la supervivencia de las neuronas y la plasticidad sináptica, como el factor neurotrófico derivado del cerebro [22] y el factor de crecimiento nervioso [23]. Todos estos cambios correlacionan con los déficits cognitivos debidos a la edad [16]. Del mismo modo, algunos estudios demuestran que el declive mental asociado al envejecimiento se relaciona con alteraciones de algunas hormonas, como el factor de crecimiento insulínico de tipo 1, que promueve el crecimiento tisular regulando los procesos celulares relacionados con la síntesis de proteínas [24] y los niveles de glucocorticoides [25] relacionados con la respuesta de estrés. Este patrón de neurodegeneración afecta especialmente al hipocampo [26], que es una región del cerebro muy vulnerable al envejecimiento y correlaciona con los déficits cognitivos observados en animales y personas de edad avanzada [27,28].

Durante el envejecimiento, los procesos cognitivos se debilitan, aunque no todos por igual y a la misma velocidad. En general, la memoria a corto plazo y la procedimental, así como la memoria semántica, se conservan bien con el paso del tiempo, de modo que el conocimiento general que se tiene sobre el mundo y el vocabulario aprendido a lo largo de la vida se mantienen sin alteraciones importantes. Por el contrario, los procesos atencionales, la flexibilidad cognitiva y la memoria de trabajo, todos ellos funciones ejecutivas asociadas a los lóbulos frontales, son los procesos mentales más afectados por el envejecimiento [29-31].

En cuanto a la memoria a largo plazo, los principales problemas aparecen en un tipo de memoria relacional, la memoria episódica, que consiste en la capacidad para recordar experiencias específicas recientes y que depende de manera crítica de la integridad del hipocampo y estructuras adyacentes del lóbulo temporal medial [32]. De hecho, los estudios experimentales sobre el envejecimiento en roedores [27] y humanos [28] revelan un deterioro de la anatomía y fisiología del hipocampo. Por ello, las tareas más utilizadas para valorar el déficit cognitivo en roedores se han centrado básicamente en modelos de aprendizaje espacial dependientes del lóbulo temporal medial, como el laberinto acuático de Morris y el laberinto radial. Sin embargo, son muy pocos los trabajos que han valorado los efectos de la RC en tareas de tipo relacional no espacial (Tablas I y II). Por lo tanto, el estudio de los efectos de la intervención dietética en el funcionamiento cerebral y sus posibles acciones beneficiosas para enlentecer el declive cognitivo que acompaña al envejecimiento normal o patológico sigue siendo relevante para encontrar las claves de una vejez saludable y satisfactoria.

 

Tabla I. Efectos de la restricción calórica en la memoria de ratas envejecidas.

Ref.

Cepa

Edad (meses)

Dieta

Tarea

Resultado

[52]

Wistar

6, 22, 35

Ad libitum, ayuno intermitente

Laberinto en T

Efectos positivos

[48]

Sprague-Dawley

3, 21

Ad libitum, ayuno intermitente

Laberinto radial de ocho brazos

Sin efectos

[50]

Wistar
 
Ad libitum, restricción calórica

Laberinto radial de ocho brazos, tarea de memoria olfatoria

Sin efectos

[60]

Fischer344

8, 16, 24, 30

Ad libitum, restricción calórica

Laberinto radial de ocho brazos, laberinto acuático de Morris

Efectos positivos en el
laberinto acuático de Morris

[45]

Sprague-Dawley derived CD-COBS

4, 12, 24

Ad libitum, restricción calórica

Laberinto acuático de Morris

Efectos positivos

[42]

Sprague-Dawley derived CD-COBS

4, 12, 24

Ad libitum, restricción calórica

Evitación pasiva

Efectos positivos

[42]

Sprague-Dawley derived CD-COBS

12, 24, 30

Ad libitum, restricción calórica

Laberinto acuático de Morris

Efectos positivos

[47]

Sprague-Dawley derived CD-COBS

3, 11, 25

Ad libitum, dieta hipocalórica

Laberinto radial de ocho brazos, laberinto acuático de Morris

Efectos positivos

[44]

Sprague-Dawley

6, 12, 19, 24

Ad libitum, ayuno intermitente, restricción calórica

Laberinto acuático de Morris

Efectos positivos de la restricción calórica en el test y el reversal

[58]

Fischer344, Brown-Norway

6, 12, 18, 24

Ad libitum, restricción calórica

Laberinto acuático de Morris

Sin efectos

[59]

Fischer344xBrown-Norway, Brown-Norway

9, 18, 30

Ad libitum, restricción calórica

Laberinto acuático de Morris

Efectos positivos en Fischer344xBrown-Norway

[49]

Sprague-Dawley

5, 10, 18

Ad libitum, restricción calórica

Laberinto acuático de Morris

Sin efectos

[53]

Wistar

12, 17

Ad libitum, restricción calórica

Laberinto acuático de Morris, aparejamiento demorado con el lugar, discriminación espacial

Efectos negativos de la restricción calórica en todas las tareas

[43]

Sprague-Dawley

18

Ad libitum, restricción calórica durante seis meses

Laberinto acuático de Morris

Efectos positivos

[57]

Fischer344xBrown-Norway

3, 36

Ad libitum, restricción calórica

Laberinto acuático de Morris

Ligero efecto positivo en la adquisición

[55]

Fischer344xBrown-Norway

10-12, 18-20, 29-32

Ad libitum, restricción calórica

Laberinto acuático de Morris

Efectos positivos

[56]

Fischer344xBrown-Norway

8, 12-15, 25-27, 35-38

Ad libitum, restricción calórica

Reconocimiento de objetos, laberinto acuático de Morris

Efectos positivos en el
laberinto acuático de Morris

[51]

Wistar

6, 15, 24, 30

Ad libitum, restricción calórica

Tarea demorada de alternancia
en el laberinto acuático en T

Sin efectos

[54]

Wistar

3, 15

Ad libitum, ayuno intermitente

Rueda de rotación

Efectos positivos

 

Tabla II. Efecto de la restricción calórica en la memoria de ratones envejecidos.

Ref.

Cepa

Edad (meses)

Dieta

Tarea

Resultado

[71]

C57BL6N

15

Ad libitum, restricción calórica

Laberinto radial

Efectos positivos

[72]

C3B10RF1

11-15, 31-35

Ad libitum, restricción calórica

Laberinto complejo

Efectos positivos

[67]

C57BL6N

22, 25

Ad libitum, restricción calórica desde los 14 meses

Laberinto acuático de Morris

Sin efectos

[63]

C57BL6N

4, 19

Ad libitum, restricción calórica

Laberinto acuático de Morris

Sin efectos

[66]

C57BL6N

2, 6, 20

Ad libitum, restricción calórica

Laberinto acuático de Morris

Efectos positivos en el grupo de 20 meses

[70]

C57BL6N

3, 12, 20

Ad libitum, restricción calórica

Laberinto acuático de Morris

Efectos positivos

[65]

C57BL6N

5-6, 18-20

Ad libitum, restricción calórica

Laberinto radial, laberinto acuático de Morris

Efectos positivos

[64]

C57BL6N

12

Ad libitum, restricción calórica, incremento calórico

Laberinto acuático de Morris

Efectos positivos

[69]

C57BL6N

6

Ad libitum, restricción calórica, suministro de resveratrol

Laberinto acuático de Morris

Efectos positivos con restricción calórica

[68]

C57BL6N

6, 20

Ad libitum, restricción calórica

Laberinto radial, laberinto acuático de Morris

Efectos positivos


 

Beneficios de la dieta con restricción calórica en los procesos cognitivos


Restricción calórica y envejecimiento cerebral


En general, la RC parece ser una intervención muy efectiva para enlentecer el progreso del envejecimiento y los trastornos neurodegenerativos asociados a la edad [33,34]. Los resultados experimentales han mostrado que la RC reduce la expresión de genes relacionados con la respuesta inflamatoria e incrementa la expresión de neurotrofinas, como el factor neurotrófico derivado del cerebro, la autofagia [35] y la neurogenia en el giro dentado del hipocampo [36], una de las pocas áreas cerebrales de los roedores que continúa produciendo neuronas posnatalmente, incluso hasta la edad adulta tardía. Precisamente, esta capacidad conlleva beneficios en el aprendizaje y la memoria de tareas que dependen de la formación hipocámpica. Por otra parte, se ha observado que la RC es capaz de reducir los efectos adversos de la edad sobre la transmisión glutamatérgica en el cerebelo, la corteza y el hipocampo [37]. El glutamato es el neurotransmisor excitador por excelencia del sistema nervioso central, y se ha relacionado ampliamente con la formación de la memoria y los procesos de plasticidad sináptica, como la potenciación y la depresión a largo plazo [38]. También se ha observado que la RC por un corto período es capaz de reducir la acumulación de placas de β-amiloide en ratones transgénicos, modelos animales de la enfermedad de Alzheimer, que muestran depósitos tempranos de esta proteína [39]. De forma similar, en otros modelos animales de la misma enfermedad triple transgénicos (3×TgAD mice) mantenidos con RC hasta los 17 meses de edad se observaron niveles más bajos de β-amiloide y de proteína tau hiperfosforilada en el hipocampo en relación con los ratones alimentados con una dieta habitual [40]. Estos resultados parecen indicar que la RC podría ser beneficiosa para retrasar el envejecimiento cerebral y, en consecuencia, el declive cognitivo que acompaña a la senectud, así como aminorar la aparición de enfermedades neurodegenerativas.

Restricción calórica y memoria durante el envejecimiento


Los antecedentes experimentales expuestos hasta el momento sugieren que la RC podría ser un buen procedimiento para retardar y reducir la variabilidad del declive cognitivo que se produce durante el envejecimiento. Sin embargo, esta cuestión se ha investigado poco, y los escasos resultados obtenidos son, hasta el momento, contradictorios [41]. Los estudios en ratas (Tabla I) muestran discrepancias en relación con los efectos de la RC en el aprendizaje y la memoria. Por ejemplo, cuando se han utilizado ratas de la cepa Sprague-Dawley, la RC ha sido capaz de mejorar la memoria de las ratas envejecidas comparado con animales alimentados ad libitum [42-47], con algunas excepciones [48,49]. Sin embargo, en el caso de las cepas Wistar [50-54], Fischer 344 (F344), Brown-Norway (BN) y el híbrido F344xBN [55-60], los resultados han sido más discordantes. Estas diferencias podrían atribuirse a factores como la utilización de animales de cepas y edades diferentes, ya que podrían tener distintas sensibilidades a los efectos de una dieta hipocalórica [61].

Otro factor importante es el tipo de dieta y la diversidad en los porcentajes de restricción de la ingesta o la utilización del ayuno intermitente como procedimiento de intervención dietética. Por lo general, la RC es más efectiva para mejorar la memoria en ratas viejas que el ayuno intermitente [44], aunque éste también puede ser beneficioso para preservar la memoria durante el envejecimiento [52,54]. Los porcentajes de reducción de la ingesta también son variables y oscilan entre un 25-40% del total de comida consumida sin limitaciones. En algunos casos se han utilizado dietas especiales hipocalóricas o con complementos vitamínicos añadidos [42,45-47,58], lo que dificulta la comparación entre los resultados obtenidos.

Finalmente, otra variable a tener en cuenta para evaluar los efectos de la RC en la memoria durante el envejecimiento es el tipo de tarea utilizada. La mayoría de estudios se ha basado casi exclusivamente en las de tipo espacial, como el laberinto acuático de Morris y el laberinto radial de ocho brazos, ambas dependientes del lóbulo temporal medial para su adquisición y recuerdo posterior. Si bien existe un trabajo anterior [46] en el que se observaron efectos beneficiosos de la RC en el recuerdo de una tarea de evitación pasiva, los resultados obtenidos en otras tareas, como la de reconocimiento de objetos [56] y la de alternancia demorada en un laberinto acuático en T [51], han cuestionado los posibles efectos beneficiosos de la RC en la memoria obtenidos con el laberinto acuático de Morris, ya que la mejoría en la ejecución podría atribuirse al incremento de la respuesta motora de los animales sometidos a la intervención dietética y no a la mejora de su capacidad cognitiva. Asimismo, la utilización de tareas reforzadas positivamente con alimentos [48,50,52,62] tiene el inconveniente de que los animales son sometidos a un programa de privación de comida para incrementar su motivación por la ingesta, por lo que se cuestiona si el nivel de restricción alimentaria modifica el valor del refuerzo positivo de forma equivalente en ambos grupos de animales, los que siguen una dieta hipocalórica y los alimentados ad libitum [53,58].

En ratones (Tabla II), el número de investigaciones que se han realizado es mucho menor, y los datos obtenidos han sido más homogéneos, probablemente porque la cepa utilizada ha sido casi siempre la misma, la C57BL6N. En esta especie, las únicas tareas empleadas han sido básicamente de tipo espacial, el laberinto acuático de Morris y el laberinto radial [63-70], con algunas excepciones en las que se han utilizado laberintos reforzados positivamente [71,72]. En general, los resultados obtenidos parecen confirmar los efectos beneficiosos de la RC en la memoria de los animales envejecidos.

En humanos, la investigación de los efectos de la RC en los procesos cognitivos es muy escasa y la mayoría de los trabajos ha evaluado o bien los efectos de las dietas con alto contenido calórico, o bien la ingesta de determinados componentes nutricionales [73]. En general, la dieta alta en ciertas grasas se ha relacionado con un incremento del riesgo de padecer demencia en la edad adulta [2,74,75]. Por el contrario, las dietas enriquecidas con sustancias antioxidantes, como los polifenoles, los flavonoides, las vitaminas o los ácidos grasos tipo omega-3, también parecen ser efectivas para mejorar la salud y enlentecer el progreso de las enfermedades neurodegenerativas durante el envejecimiento [2]. Asimismo, las sustancias miméticas de la RC [76], es decir, compuestos que reproducen los efectos metabólicos, hormonales y fisiológicos de este tipo de intervención dietética, como la rapamicina o el resveratrol, han despertado mucho interés entre los investigadores, conscientes de que en humanos es muy difícil mantener voluntariamente dietas hipocalóricas durante toda la vida [5,77,78].

Los beneficios de una dieta sana en los procesos cognitivos se han confirmado en un estudio [79] realizado con miles de personas con edades superiores a los 55 años de más de 40 países distintos, en el que se observó que los que habían seguido una dieta de mayor calidad (dieta mediterránea) tenían menos riesgo de presentar deterioro cognitivo a lo largo de los cinco años que duró el estudio que los que habían seguido una dieta menos sana. En relación con los efectos de la RC en la memoria, hay un estudio [80] que parece confirmar los resultados obtenidos en animales de laboratorio. En este experimento se entrenó a un grupo de hombres y mujeres con una edad media de 60 años y de peso entre normal o ligero sobrepeso para memorizar una lista de palabras. Posteriormente se dividieron en tres grupos. El grupo control siguió con su dieta habitual, a un segundo grupo se le suministraron suplementos de omega-3 y el tercer grupo siguió una dieta con un 30% de reducción de la ingesta habitual. A los tres meses, en una prueba de memoria, el grupo sometido a RC presentó un mayor recuerdo verbal que los otros dos grupos. Esta mejora en la memoria correlacionó con una disminución de los niveles de insulina en sangre y una reducción en la actividad inflamatoria. Además, se ha observado que la dieta hipocalórica también ejerce efectos neuroprotectores en el desarrollo de la enfermedad de Alzheimer, una patología neurodegenerativa que se caracteriza por problemas en el aprendizaje, la memoria y las funciones ejecutivas [2].

Conclusiones


La intervención dietética parece influir positivamente en la longevidad y la salud de los organismos. Especialmente, la RC se ha mostrado como un procedimiento muy eficaz para favorecer el envejecimiento saludable y enlentecer la aparición de las enfermedades neurodegenerativas. Sin embargo, los mecanismos por los cuales la reducción en la ingesta de calorías parece capaz de frenar el declive cognitivo siguen siendo poco conocidos. Los trabajos con animales parecen sugerir que este tipo de intervención dietética podría beneficiar la memoria durante el envejecimiento, aunque en ninguno de ellos se ha planteado que los efectos pudieran depender precisamente de la variabilidad entre sujetos, es decir, que no todos se beneficiarían por igual. Por lo tanto, la capacidad de la RC para mejorar las capacidades cognitivas sigue siendo un tema debatido, pero prometedor. En este sentido, la investigación de sustancias miméticas de la RC ha despertado con fuerza el interés de muchos investigadores, conscientes de que una dieta baja en calorías mantenida durante toda la vida es un reto difícil de asumir por la mayoría de las personas. Conseguir una vejez saludable y plena es actualmente no solo un deseo, sino también una necesidad a medida que aumenta la esperanza de vida en las sociedades desarrolladas.

 

Bibliografía
 


 1.  Fontana L, Partridge L. Promoting health and longevity through diet: from model organisms to humans. Cell 2015; 161: 106-8.

 2.  Murphy T, Dias GP, Thuret S. Effects of diet on brain plasticity in animal and human studies: mind the gap. Neural Plast 2014; 2014: 563160.

 3.  Phillips C. Lifestyle modulators of neuroplasticity: how physical activity, mental engagement, and diet promote cognitive health during aging. Neural Plast 2017; 2017: 3589271.

 4.  Gillespie ZE, Pickering J, Eskiw CH. Better living through chemistry: caloric restriction (CR) and CR mimetics alter genome function to promote increased health and lifespan. Front Genet 2016; 7: 142.

 5.  Van Cauwenberghe C, Vandendriessche C, Libert C, Vandenbroucke RE. Caloric restriction: beneficial effects on brain aging and Alzheimer’s disease. Mamm Genome 2016; 27: 300-19.

 6.  Osborne TB, Mendel LB, Ferry EL. The effect of retardation of growth upon the breeding period and duration of life of rats. Science 1917; 45: 294-5.

 7.  McCay CM, Crowell MF, Maynard LA. The effect of retarded growth upon the length of life span and upon the ultimate body size. 1935. Nutrition 1989; 5: 155-72.

 8.  Balasubramanian P, Mattison JA, Anderson RM. Nutrition, metabolism, and targeting aging in nonhuman primates. Ageing Res Rev 2017; 39: 29-35.

 9.  Le Couteur DG, Solon-Biet S, Wahl D, Cogger VC, Willcox BJ, Willcox DC, et al. New horizons: dietary protein, ageing and the Okinawan ratio. Age Ageing 2016; 45: 443-7.

 10.  Goto S, Takahashi R, Radak Z, Sharma R. Beneficial biochemical outcomes of late-onset dietary restriction in rodents. Ann N Y Acad Sci 2007; 1100: 431-41.

 11.  López-Otín C, Galluzzi L, Freije JMP, Madeo F, Kroemer G. Metabolic control of longevity. Cell 2016; 166: 802-21.

 12.  Ntsapi C, Loos B. Caloric restriction and the precision-control of autophagy: a strategy for delaying neurodegenerative disease progression. Exp Gerontol 2016; 83: 97-111.

 13.  Duque-Parra JE. Relaciones neurobiológicas y envejecimiento. Rev Neurol 2003; 36: 549-54.

 14.  Shivarama Shetty M, Sajikumar S. ‘Tagging’ along memories in aging: synaptic tagging and capture mechanisms in the aged hippocampus. Ageing Res Rev 2017; 35: 22-35.

 15.  Liu H, Yang Y, Xia Y, Zhu W, Leak RK, Wei Z, et al. Aging of cerebral white matter. Ageing Res Rev 2017; 34: 64-76.

 16.  Morrison JH, Baxter MG. The ageing cortical synapse: hallmarks and implications for cognitive decline. Nat Rev Neurosci 2012; 13: 240-50.

 17.  Sun FW, Stepanovic MR, Andreano J, Barrett LF, Touroutoglou A, Dickerson BC. Youthful brains in older adults: preserved neuroanatomy in the default mode and salience networks contributes to youthful memory in superaging. J Neurosci 2016; 36: 9659-68.

 18.  Prolla TA, Mattson MP. Molecular mechanisms of brain aging and neurodegenerative disorders: lessons from dietary restriction. Trends Neurosci 2001; 24: 21-31.

 19.  Shankar S. Biology of aging brain. Indian J Pathol Microbiol 2010; 53: 595-604.

 20.  Stemmelin J, Lazarus C, Cassel S, Kelche C, Cassel JC. Immunohistochemical and neurochemical correlates of learning deficits in aged rats. Neuroscience 2000; 96: 275-89.

 21.  Apple DM, Solano-Fonseca R, Kokovay E. Neurogenesis in the aging brain. Biochem Pharmacol 2017; 141: 77-85.

 22.  Zeng Y, Tan M, Kohyama J, Sneddon M, Watson JB, Sun YE, et al. Epigenetic enhancement of BDNF signaling rescues synaptic plasticity in aging. J Neurosci 2011; 31: 17800-10.

 23.  Terry AV, Kutiyanawalla A, Pillai A. Age-dependent alterations in nerve growth factor (NGF)-related proteins, sortilin, and learning and memory in rats. Physiol Behav 2011; 102: 149-57.

 24.  Aleman A, Torres-Alemán I. Circulating insulin-like growth factor I and cognitive function: neuromodulation throughout the lifespan. Prog Neurobiol 2009; 89: 256-65.

 25.  Yau JL, Seckl JR. Local amplification of glucocorticoids in the aging brain and impaired spatial memory. Fron Aging Neurosci 2012; 4: 24.

 26.  Leal SL, Yassa MA. Neurocognitive aging and the hippocampus across species. Trends Neurosci 2015; 38: 800-12.

 27.  Bettio LEB, Rajendran L, Gil-Mohapel J. The effects of aging in the hippocampus and cognitive decline. Neurosci Biobehav Rev 2017; 79: 66-86.

 28.  Nyberg L. Functional brain imaging of episodic memory decline in ageing. J Intern Med 2017; 281: 65-74.

 29.  Bizon JL, Foster TC, Alexander GE, Glisky EL. Characterizing cognitive aging of working memory and executive function in animal models. Front Aging Neurosci 2012; 4: 19.

 30.  Hernández-Ramos E, Cansino S. Envejecimiento y memoria de trabajo: el papel de la complejidad y el tipo de información. Rev Neurol 2011; 52: 147-53.

 31.  Vázquez-Marrufo M, Luisa Benítez M, Rodríguez-Gómez G, Galvao-Carmona A, Fernández-Del Olmo A, Vaquero-Casares E. Afectación de las redes neurales atencionales durante el envejecimiento saludable. Rev Neurol 2011; 52: 20-6.

 32.  Tromp D, Dufour A, Lithfous S, Pebayle T, Després O. Episodic memory in normal aging and Alzheimer disease: Insights from imaging and behavioral studies. Ageing Res Rev 2015; 24: 232-62.

 33.  Li L, Sawashita J, Ding X, Yang M, Xu Z, Miyahara H, et al. Caloric restriction reduces the systemic progression of mouse AApoAII amyloidosis. PLoS One 2017; 12: e0172402.

 34.  Pani G. Neuroprotective effects of dietary restriction: evidence and mechanisms. Semin Cell Dev Biol 2015; 40: 106-14.

 35.  Ferreira-Marques M, Aveleira CA, Carmo-Silva S, Botelho M, Pereira de Almeida L, Cavadas C. Caloric restriction stimulates autophagy in rat cortical neurons through neuropeptide Y and ghrelin receptors activation. Aging 2016; 8: 1470-84.

 36.  Park HR, Kim JY, Park KY, Lee J. Lipotoxicity of palmitic acid on neural progenitor cells and hippocampal neurogenesis. Toxicol Res 2011; 27: 103-10.

 37.  Monti B, Virgili M, Contestabile A. Alterations of markers related to synaptic function in aging rat brain, in normal conditions or under conditions of long-term dietary manipulation. Neurochem Int 2004; 44: 579-84.

 38.  Bliss TV, Collingridge GL, Morris RG. Introduction. Long-term potentiation and structure of the issue. Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci 2003; 358: 607-11.

 39.  Patel NV, Gordon MN, Connor KE, Good RA, Engelman RW, Mason J, et al. Caloric restriction attenuates Aβ-deposition in Alzheimer transgenic models, Neurobiol Aging 2005; 26: 995-1000.

 40.  Halagappa VK, Guo Z, Pearson M, Matsuoka Y, Cutler RG, Laferla FM, et al. Intermittent fasting and caloric restriction ameliorate age-related behavioral deficits in the triple-transgenic mouse model of Alzheimer’s disease. Neurobiol Dis 2007; 26: 212-20.

 41.  Gallagher M, Stocker AM, Koh MT. Mindspan: lessons from rat models of neurocognitive aging. ILAR J 2011; 52: 32-40.

 42.  Algeri S, Biagini L, Manfridi A, Pitsikas N. Age-related ability of rats kept on a life-long hypocaloric diet in a spatial memory test. Longitudinal observations. Neurobiol Aging 1991; 12: 277-82.

 43.  Geng YQ, Guan JT, Xu MY, Xu XH, Fu YC. Behavioral study of calorie-restricted rats from early old age. Conf Proc IEEE Eng Med Biol Soc 2007; 2007: 2393-5.

 44.  Gyger M, Kolly D, Guigoz Y. Aging, modulation of food intake and spatial memory: a longitudinal study. Arch Gerontol Geriatr 1992; 15 (Suppl): S1185-95.

 45.  Pitsikas N, Carli M, Fidecka S, Algeri S. Effect of life-long hypocaloric diet on age-related changes in motor and cognitive behavior in a rat population. Neurobiol Aging 1990; 11: 417-23.

 46.  Pitsikas N, Garofalo P, Manfridi A, Zanotti A, Algeri S. Effect of lifelong hypocaloric diet on discrete memory of the senescent rat. Aging 1991; 3: 147-52.

 47.  Pitsikas N, Algeri S. Deterioration of spatial and non-spatial reference and working memory in aged rats: protective effect of life-long caloric restriction, Neurobiol Aging 1992; 13: 369-73.

 48.  Beatty WW, Clouse BA, Bierley RA. Effects of long-term restricted feeding on radial maze performance by aged rats. Neurobiol Aging 1987; 8: 325-7.

 49.  Hansalik M, Skalicky M, Viidik A. Impairment of water maze behaviour with ageing is counteracted by maze learning earlier in life but not by physical exercise, food restriction or housing conditions. Exp Gerontol 2006; 41: 169-74.

 50.  Bond NW, Everitt AV, Walton J. Effects of dietary restriction on radial-arm maze performance and flavor memory in aged rats. Neurobiol Aging 1989; 10: 27-30.

 51.  Del Arco A, Segovia G, De Blas M, Garrido P, Acuña-Castroviejo D, Pamplona R, et al. Prefrontal cortex, caloric restriction and stress during aging: studies on dopamine and acetylcholine release, BDNF and working memory. Behav Brain Res 2011; 216: 136-45.

 52.  Goodrick CL. Effects of lifelong restricted feeding on complex maze performance in rats. Age 1984; 7: 1-2.

 53.  Yanai S, Okaichi Y, Okaichi H. Long-term dietary restriction causes negative effects on cognitive functions in rats. Neurobiol Aging 2004; 25: 325-32.

 54.  Singh R, Manchanda S, Kaur T, Kumar S, Lakhanpal D, Lakhman SS, et al. Middle age onset short-term intermittent fasting dietary restriction prevents brain function impairments in male Wistar rats. Biogerontology 2015; 16: 775-88.

 55.  Adams MM, Shi L, Linville MC, Forbes ME, Long AB, Bennett C, et al. Caloric restriction and age affect synaptic proteins in hippocampal CA3 and spatial learning ability. Exp Neurol 2008; 211: 141-9.

 56.  Carter CS, Leeuwenburgh C, Daniels M, Foster TC. Influence of calorie restriction on measures of age-related cognitive decline: role of increased physical activity. J Gerontol A Biol Sci Med Sci 2009; 64: 850-9.

 57.  Fitting S, Booze RM, Gilbert CA, Mactutus CF. Effects of chronic adult dietary restriction on spatial learning in the aged F344×BN hybrid F1 rat. Physiol Behav 2008; 93: 560-9.

 58.  Markowska AL. Life-long diet restriction failed to retard cognitive aging in Fischer-344 rats. Neurobiol Aging 1999; 20: 177-89.

 59.  Markowska AL, Savonenko A. Retardation of cognitive aging by life-long diet restriction: implications for genetic variance. Neurobiol Aging 2002; 23: 75-86.

 60.  Stewart J, Mitchell J, Kalant N. The effects of life-long food restriction on spatial memory in young and aged Fischer 344 rats measured in the eight-arm radial and the Morris water mazes. Neurobiol Aging 1989; 10: 669-75.

 61.  Mitchell SJ, Madrigal-Matute J, Scheibye-Knudsen M, Fang E, Aon M, González-Reyes JA, et al. Effects of sex, strain, and energy intake on hallmarks of aging in mice. Cell Metab 2016; 23: 1093-112.

 62.  Weed JL, Lane MA, Roth GS, Speer DL, Ingram DK. Activity measures in rhesus monkeys on long-term caloric restriction. Physiol Behav 1997; 62: 97-103.

 63.  Bellush LL, Wright AM, Walker JP, Kopchick J, Colvin RA. Caloric restriction and spatial learning in old mice. Physiol Behav 1996; 60: 541-7.

 64.  Dong W, Wang R, Ma LN, Xu BL, Zhang JS, Zhao ZW, et al. Influence of age-related learning and memory capacity of mice: different effects of a high and low caloric diet. Aging Clin Exp Res 2016; 28: 303-11.

 65.  Guo J, Bakshi V, Lin AL. Early shifts of brain metabolism by caloric restriction preserve white matter integrity and long-term memory in aging mice. Front Aging Neurosci 2015; 7: 213.

 66.  Kuhla A, Lange S, Holzmann C, Maass F, Petersen J, Vollmar B, et al. Lifelong caloric restriction increases working memory in mice. PLoS One 2013; 8: e68778.

 67.  Means LW, Higgins JL, Fernández TJ. Mid-life onset of dietary restriction extends life and prolongs cognitive functioning. Physiol Behav 1993; 54: 503-8.

 68.  Parikh I, Guo J, Chuang KH, Zhong Y, Rempe RG, Hoffman JD, et al. Caloric restriction preserves memory and reduces anxiety of aging mice with early enhancement of neurovascular functions. Aging 2016; 8: 2814-26.

 69.  Xu BL, Wang R, Ma LN, Dong W, Zhao ZW, Zhang JS, et al. Comparison of the effects of resveratrol and caloric restriction on learning and memory in juvenile C57BL/6J mice. Iran J Basic Med Sci 2015; 18: 1118-23.

 70.  Yang F, Chu X, Yin M, Liu X, Yuan H, Niu Y, et al. mTOR and autophagy in normal brain aging and caloric restriction ameliorating age-related cognition deficits. Behav Brain Res 2014; 264: 82-90.

 71.  Idrobo F, Nandy K, Mostofsky DI, Blatt L, Nandy L. Dietary restriction: effects on radial maze learning and lipofuscin pigment deposition in the hippocampus and frontal cortex. Arch Gerontol Geriatr 1987; 6: 355-62.

 72.  Ingram DK, Weindruch R, Spangler EL, Freeman JR, Walford RL. Dietary restriction benefits learning and motor performance of aged mice. J Gerontol 1987; 42: 78-81.

 73.  Swaminathan A, Jicha GA. Nutrition and prevention of Alzheimer’s dementia. Front Aging Neurosci 2014; 6: 282.

 74.  Gillette-Guyonnet S, Secher M, Vellas B. Nutrition and neurodegeneration: epidemiological evidence and challenges for future research. Br J Clin Pharmacol 2013; 75: 738-55.

 75.  Morris MC, Tangney CC. Dietary fat composition and dementia risk. Neurobiol Aging 2014; 35: 59-64.

 76.  Ingram DK, Roth GS. Calorie restriction mimetics: can you have your cake and eat it, too? Ageing Res Rev 2015; 20: 46-62.

 77.  Fontán-Lozano A, López-Lluch G, Delgado-García JM, Navas P, Carrión AM. Molecular bases of caloric restriction regulation of neuronal synaptic plasticity. Mol Neurobiol 2008; 38: 167-77.

 78.  López-Lluch G, Navas P. Calorie restriction as an intervention in ageing. J Physiol 2016; 594: 2043-60.

 79.  Smyth A, Dehghan M, O’Donnell M, Anderson C, Teo K, Gao P, et al. Healthy eating and reduced risk of cognitive decline: a cohort from 40 countries. Neurology 2015; 84: 2258-65.

 80.  Witte AV, Fobker M, Gellner R, Knecht S, Flöel A. Caloric restriction improves memory in elderly humans. Proc Natl Acad Sci U S A 2009; 106: 1255-60.

 

Caloric restriction and memory during aging

Introduction. To understand the underlying brain mechanisms involved in the aging process and mental deterioration could be key to the development of behavioral patterns that guarantee reaching advanced ages with the highest possible quality of life and reduce the cognitive loss associated with senescence.

Aim. To describe and analyze different animal and human studies that demonstrate that a caloric restriction diet may rescue cerebral aging and the cognitive decline associated to aging.

Development. For more than 100 years it has been known that caloric restriction extends life span in many laboratory animal. This effect seems to derive from the reduction of age-related symptoms, such as obesity, the onset of cancerous tumors and some metabolic diseases. However, while the consequences of caloric restriction on health are well-established, their ability to reverse age-dependent memory deficits remains a controversial issue. The analyses of the effects of caloric restriction on different animals provides progress for the understanding of its beneficial effects on the neurobiology of cognitive processes during aging.

Conclusions. Caloric restriction attenuates the normal or pathological aging of the brain and reduces age-related memory problems. Dietary intervention could become a very effective method to promote a better quality of life and prevent the age-related cognitive deficits.

Key words. Brain aging. Cognitive impairment. Dietary intervention. Learning. Longevity. Neurodegenerative diseases.

 

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