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¿Qué es el alfa-cetoglutarato y qué beneficios tiene?

¿Qué es el alfa-cetoglutarato y qué beneficios tiene?

El alfa-cetoglutarato (AKG) ha sido durante mucho tiempo un suplemento deportivo muy usado en el mundo del culturismo, pero el interés en esta molécula ha llegado al campo de la investigación del envejecimiento debido a su papel central en el metabolismo.

Índice

¿Qué es el alfa-cetoglutarato?

AKG es un metabolito intermediario endógeno que se produce de forma natural y forma parte del ciclo de Krebs, lo que significa que nuestros propios cuerpos lo crean a partir de otras moléculas precursoras. La industria de los suplementos también produce una versión sintética que es químicamente idéntica al AKG producido naturalmente.

El alfa-cetoglutarato (AKG), también llamado ácido 2-cetoglutárico, 2-oxoglutarato, ácido 2-oxoglutárico, ácido oxoglutárico y ácido 2-oxopentanodioico, fue descubierto en 1937 por Hans Adolf Krebs y William Arthur Johnson. El descubrimiento de AKG fue parte de la identificación general del ciclo del ácido cítrico, que se conoce comúnmente como ciclo de Krebs debido a su descubridor. En resumen, el ciclo de Krebs es una serie de reacciones químicas que se utiliza para generar energía a través de la oxidación del acetil-CoA, que se deriva de los carbohidratos, grasas y proteínas, en dióxido de carbono.

¿Qué hace AKG?

AKG es una molécula involucrada en una serie de vías metabólicas y celulares. Actúa como donante de energía, precursor en la producción de aminoácidos, molécula de señalización celular y regulador de los procesos epigenéticos. Es una molécula crítica en el ciclo de Krebs y regula la velocidad general del ciclo del ácido cítrico de un organismo. Funciona en varias vías del cuerpo, especialmente para ayudar a desarrollar músculo y para ayudar a curar heridas, por eso se ha vuelto popular en la cultura del culturismo.

A veces, los médicos administran alfa-cetoglutarato por vía intravenosa para prevenir lesiones al corazón como resultado de problemas de salud de flujo sanguíneo durante una cirugía cardíaca y para prevenir la pérdida de masa muscular después de una cirugía o un traumatismo.

AKG también actúa como eliminador de nitrógeno y puede prevenir la sobrecarga de nitrógeno y la acumulación excesiva de amoníaco.

En el metabolismo celular, AKG proporciona una fuente importante de glutamina y glutamato que estimula la síntesis de proteínas, inhibe la degradación de proteínas en el músculo y constituye un importante combustible metabólico para las células del tracto gastrointestinal. La glutamina es una fuente de energía para todo tipo de células del organismo y constituye más del 60% del total de aminoácidos, por lo que AKG, como precursor de la glutamina, es una fuente principal de energía para las células intestinales. Además, el glutamato, liberado de las fibras nerviosas en el tejido óseo, se sintetiza mediante la aminación reductora de AKG en los hepatocitos peri-venosos y puede dar lugar a un aumento de la síntesis de prolina, que desempeña un papel central en la síntesis de colágeno.

En el hígado, la glutamina actúa como precursora de la ureagénesis, la gluconeogénesis y la síntesis de proteínas de fase aguda, juega un papel importante en el flujo interorgánico de nitrógeno y carbono. La glutamina se ha considerado tradicionalmente como un aminoácido no esencial para la salud, pero en estados catabólicos y de estrés, es una fuente de combustible esencial para las células del tracto gastrointestinal, dividiendo rápidamente los leucocitos y macrófagos en el sistema inmunológico y puede agotarse rápidamente a pesar de la liberación significativa del tejido muscular. Por lo tanto, AKG es una fuente importante de aminoácidos para la síntesis de colágeno en la célula y el organismo.

Otro mecanismo de influencia de AKG sobre el tejido óseo es el resultado de su impacto en el sistema endocrino del organismo. La glutamina y el glutamato se transforman en ornitina y luego en arginina. Tanto la ornitina como la arginina estimulan la secreción de la hormona del crecimiento (GH) y el factor de crecimiento similar a la insulina I (IGF-I). AKG también puede afectar la estructura ósea por la interacción de los receptores de glutamato-glutamato (GluR). Se ha confirmado la presencia de GluR en osteoblastos y osteoclastos. Además, existe una evidencia preliminar que demuestra que la AKG dietética contrarresta las pérdidas óseas en ratas con osteopenia experimental inducida por ovariectomía y fundectomía.

AKG también se denomina factor de nutrientes inmunes y desempeña un papel importante en el metabolismo inmunológico general. Ya hemos dicho que AKG es una fuente importante de glutamina y glutamato. La glutamina es un combustible importante para los linfocitos y macrófagos. Los macrófagos y neutrófilos están implicados en las respuestas tempranas de defensa del huésped no específicas y juegan un papel importante en la fisiopatología y/o protección contra la sepsis.

Además, regula las enzimas de translocación diez-once (TET), que están involucradas en la desmetilación del ADN y el dominio C de Jumonji que contiene lisina desmetilasas, que son las principales histonas desmetilasas. De esta manera, es un actor importante en la regulación y expresión génica.

¿Puede AKG retardar el envejecimiento?

Según varios estudios, así es. Por ejemplo, un estudio de 2014 mostró que AKG extiende la vida útil de C. elegans adultos en aproximadamente un 50% al inhibir la ATP sintasa y el objetivo de la rapamicina (TOR).

Durante este estudio, se descubrió que AKG no solo aumentaba la esperanza de vida, sino que también retrasaba ciertos fenotipos relacionados con la edad, como la pérdida del movimiento corporal coordinado rápido que se observa comúnmente en C. elegans envejecidos.

¿Y cómo puede AKG influir en el envejecimiento? Por medio de la inhibición de la ATP sintasa y TOR. La ATP sintasa mitocondrial es una enzima ubicua involucrada en el metabolismo energético de la mayoría de las células vivas. El ATP es una enzima unida a la membrana que actúa como portador de energía facilitando el metabolismo energético celular. El estudio de 2014 mostró que para aumentar la vida útil en C. elegans, AKG necesita la subunidad β de ATP sintasa y depende de TOR descendente.

Los investigadores encontraron que la subunidad β de la ATP sintasa es una proteína de unión de AKG. Descubrieron que AKG inhibe la ATP sintasa, lo que conduce a una reducción del ATP disponible, una disminución del consumo de oxígeno y un aumento de la autofagia en las células de C. elegans y mamíferos.

La unión directa de ATP-2 por AKG, la inhibición asociada de enzimas, la reducción de los niveles de ATP, la reducción del consumo de oxígeno y el aumento de la vida útil fueron casi las mismas que cuando la ATP sintasa 2 (ATP-2) es genéticamente eliminada directamente. A partir de estos hallazgos, los investigadores concluyeron que AKG probablemente aumenta la vida útil al dirigirse al ATP-2.

Esencialmente, lo que sucede es que la función mitocondrial está algo suprimida, en particular la cadena de transporte de electrones, y es esa supresión parcial la responsable del aumento de la esperanza de vida en C. elegans.

Por lo tanto, la clave es reducir la función mitocondrial lo suficiente sin ir demasiado lejos y resultar perjudicial.

En cuanto al otro motivo, TOR es parte de un grupo de serina/treonina quinasas de la familia de quinasas relacionadas con fosfatidilinositol quinasas (PIKK). Es una vía conservada, lo que significa que es común a múltiples especies, incluidas C. elegans, ratones y humanos, y su función es regular el crecimiento y el metabolismo. En los mamíferos se le llama diana de la rapamicina o mTOR.

Se han realizado varios estudios que muestran que la inhibición de TOR puede influir en el envejecimiento en múltiples especies, incluida la ralentización del envejecimiento en la levadura, la ralentización del envejecimiento en C. elegans, la ralentización del envejecimiento en las moscas de la fruta y la regulación de la esperanza de vida en ratones.

AKG no interactúa directamente con TOR, aunque sí lo influye, principalmente a través de la inhibición de la ATP sintasa. AKG depende, al menos parcialmente, de la proteína quinasa activada (AMPK) y de las proteínas FoxO (Forkhead-box-O1) para influir en la longevidad.

AMPK es un sensor de energía celular conservada que se encuentra en múltiples especies, incluidos los humanos. Cuando la relación AMP/ATP es demasiado alta, se activa AMPK, que inhibe la señalización de TOR activando la fosforilación del supresor de TOR TSC2. Este proceso permite que la célula ajuste su metabolismo y equilibre su estado energético de forma eficaz.

FoxO es un subgrupo de la familia de factores de transcripción de Forkhead y desempeña un papel fundamental en la regulación del impacto de la insulina y los factores de crecimiento en una amplia gama de funciones, incluida la proliferación celular, el metabolismo celular y la apoptosis. Un estudio mostró que para aumentar la vida útil mediante la reducción de la señalización de TOR, se requiere el factor de transcripción FoxO PHA-4.

Por último, la autofagia, que se activa por la restricción calórica y también la inhibición directa de TOR, aumenta significativamente en C. elegans con AKG adicional. Esto significa que la inhibición de AKG y TOR está aumentando la vida útil a través de la misma vía o mediante vías y mecanismos independientes/paralelos que finalmente convergen en el mismo objetivo aguas abajo.

Se ha demostrado un apoyo adicional para esto en estudios con levaduras y bacterias en restricción calórica y en humanos después del ejercicio, donde se ha demostrado que los niveles de AKG están elevados. Se cree que este aumento es una respuesta de inanición, en este caso gluconeogénesis anaplerótica, que activa las transaminasas asociadas al glutamato en el hígado para generar carbono derivado del catabolismo de aminoácidos.

Esto es consistente con los hallazgos del estudio de C. elegans de 2014, que mostró que los niveles de AKG están elevados en gusanos con limitación de acceso a alimentos, pero que AKG no aumentó la vida útil de los animales con restricción calórica. Esto sugiere que AKG es un metabolito clave y un jugador en la regulación de la vida útil a través de la inanición y la restricción calórica. También sugiere que AKG es un vínculo molecular entre la generación de energía celular y la restricción dietética en el contexto de la regulación de la vida útil.

Por lo tanto, significa que AKG es un objetivo potencial para el retraso del envejecimiento y el tratamiento de enfermedades relacionadas con la edad.

Sobre la base de estos hallazgos, recientemente, se ha publicado un nuevo estudio en ratones con AKG y ha demostrado su potencial para extender la vida útil y la salud. También ha ofrecido evidencia significativa de disminución de morbilidad en la vejez, regulación del sistema inmune e incluso de coloración de filamentos de pelaje (mejoras “estéticas”).

AKG no solo prolonga la vida útil, sino que también retrasa las enfermedades relacionadas con la edad.

Efectos secundarios del alfa-cetoglutarato

No se han informado efectos secundarios significativos causados por el alfa-cetoglutarato en humanos, pero al igual que con cualquier suplemento, si experimentas algún efecto adverso, debes dejar de tomarlo de inmediato y consultar a tu médico de inmediato.

AKG puede disolverse bien en agua, no muestra propiedades tóxicas y sus soluciones acuosas se caracterizan por tener una alta estabilidad.

 

 

Suplemento nutricional antienvejecimiento

Ideas clave

  • AKG es un metabolito intermediario endógeno que se produce de forma natural y forma parte del ciclo de Krebs, lo que significa que nuestros propios cuerpos lo crean a partir de otras moléculas precursoras.
  • AKG es una molécula involucrada en una serie de vías metabólicas y celulares. Actúa como donante de energía, precursor en la producción de aminoácidos, molécula de señalización celular y regulador de los procesos epigenéticos.
  • Funciona en varias vías del cuerpo, especialmente para ayudar a desarrollar músculo y para ayudar a curar heridas, por eso se ha vuelto popular en la cultura del culturismo.
  • En el metabolismo celular, AKG proporciona una fuente importante de glutamina y glutamato que estimula la síntesis de proteínas, inhibe la degradación de proteínas en el músculo y constituye un importante combustible metabólico para las células del tracto gastrointestinal.
  • En el hígado, la glutamina actúa como precursora de la ureagénesis, la gluconeogénesis y la síntesis de proteínas de fase aguda, juega un papel importante en el flujo interorgánico de nitrógeno y carbono.
  • Otro mecanismo de influencia de AKG sobre el tejido óseo es el resultado de su impacto en el sistema endocrino del organismo. AKG también se denomina factor de nutrientes inmunes y desempeña un papel importante en el metabolismo inmunológico general.
  • AKG puede retardar el envejecimiento al retrasar ciertos fenotipos relacionados con la edad. También inhibe la ATP y TOR. AKG inhibe la ATP sintasa, lo que conduce a una reducción del ATP disponible, una disminución del consumo de oxígeno y un aumento de la autofagia en las células de C. elegans y mamíferos.
  • Se han realizado varios estudios que muestran que la inhibición de TOR puede influir en el envejecimiento en múltiples especies, incluida la ralentización del envejecimiento en la levadura, la ralentización del envejecimiento en C. elegans, la ralentización del envejecimiento en las moscas de la fruta y la regulación de la esperanza de vida en ratones.
  • Por lo tanto, significa que AKG es un objetivo potencial para el retraso del envejecimiento y el tratamiento de enfermedades relacionadas con la edad.
  • No se han informado efectos secundarios significativos causados por el alfa-cetoglutarato en humanos, pero al igual que con cualquier suplemento, si experimentas algún efecto adverso, debes dejar de tomarlo de inmediato y consultar a tu médico de inmediato.

Fuente:

 
  • Chin, R., Fu, X., Pai, M. et al. The metabolite α-ketoglutarate extends lifespan by inhibiting ATP synthase and TOR. Nature 510, 397–401 (2014). https://doi.org/10.1038/nature13264
  
  • Sheaffer, K. L., Updike, D. L., & Mango, S. E. (2008). The Target of Rapamycin pathway antagonizes pha-4/FoxA to control development and aging. Current biology : CB, 18(18), 1355–1364. https://doi.org/10.1016/j.cub.2008.07.097
 
  • Shahmirzadi, A. A., Edgar, D., Liao, C. Y., Hsu, Y. M., Lucanic, M., Shahmirzadi, A. A., … & Kuehnemann, C. (2020). Alpha-ketoglutarate, an endogenous metabolite, extends lifespan and compresses morbidity in aging mice. Cell Metabolism, 32(3), 447-456. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/32877690/

Redacción: Irene García

Supervisión editorial: Tomás Duraj

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