El rol del β -hidroxi β metilbutirato en la función cognitiva

Erika Rosas-Gonzalez ¹, Vanessa Fuchs-Tarlovsky²

 Escuela superior de medicina, IPN. Servicio de nutrición clínica, Hospital General de México

Introducción

El envejecimiento trae consigo un deterioro en las funciones, dentro de ellas, la cognitiva. Dicho deterioro puede observarse en pacientes ancianos con demencia, pero también en quienes no la tienen por el solo proceso de envejecimiento.(1)

El β–hidroxi β metilbutirato (HMB) es un derivado de la leucina cuyo metabolismo ha sido ampliamente estudiado en las últimas dos décadas (2,3). Su suplementación ha mostrado beneficios en diversas situaciones clínicas de pacientes sanos y con algún tipo de enfermedad, así como en modelos animales, en especial en lo que se refiere a la resistencia a la insulina, cicatrización, reducción de la masa grasa y muscular. (4–7)

Se ha reportado recientemente la relación de la suplementación con HMB y el envejecimiento debido a su naturaleza química y su paso a través de la barrera hematoencefalica.(8)

Metabolismo

Únicamente una pequeña porción del HMB es producido endógenamente mediante el metabolismo de la leucina, alrededor de 0.4g/día. Este proceso se lleva a cabo mediante la oxidación de la leucina, por medio de una transaminación a cetoisocaproato el cual es metabolizado por la coenzima A por la isovaleril coenzima y entra al ciclo del ácido cítrico. Solo el 5% de cetoisocaproato se convierte en HMB por medio de la enzima  α-cetoisocaproato deshidrogenasa y, finalmente se convierte en colesterol.(9,10)

Sus vías metabólicas permiten el aumento de la síntesis proteica miofibrilar por medio de la vía mTOR, aunque un estudio reciente evidencia su influencia aguda en el cortisol sin embargo no en la síntesis proteica miofibrilar.(11) También evita la degradación muscular por la inhibición de la vía ubiquitin-proteosoma. Tiene relación con la disminución de respuesta inflamatoria.(12)

Seguridad en uso

La farmacocinética del HMB ha mostrado que tiene una vida media plasmática de 2.5 horas y regresa a los niveles basales luego de 9 horas de la ingestión, además de que hasta el 85% del HMB es retenido en el organismo para su metabolismo.(13)

La dosis recomendada de HMB es de 1.5- 3g/día. Con una dosis optima de 3g/ día en estudios relacionados a la función muscular.(14) Dosis de hasta 6g/ día durante un mes no ha mostrado daño en pacientes con deterioro de la función renal. (15)

En el paciente anciano al igual que en el joven se ha comprobado que una dosis de 3 g/día es segura para utilizarse.(16)

La función cognitiva en modelos animales

En los últimos años se ha explorado  el efecto de la suplementación con HMB en la función cognitiva en modelos animales. A pesar de los escasos estudios con referencia a este posible efecto benéfico, se ha observado, únicamente en animales de experimentación que la suplementación crónica con HMB durante 31 semanas  reduce la perdida dendrítica en la corteza prefrontal y la retracción de las neuronas.(17) Otros estudios han evidenciado que el inicio de la suplementación en la edad adulta puede prevenir la perdida de la función cognitiva por envejecimiento.(18)

Asimismo, esta suplementación a largo plazo mejora la memoria de trabajo y flexibilidad neuronal, con predominio en ratas masculinas. (19) Aunado a esto, facilita el aprendizaje y disminuye el deterioro de las neuronas.(20)

Sin embargo, de manera aguda o a corto plazo, no existe evidencia de que la suplementación mejore la neurogénesis o función cognitiva, esto se llevó a cabo en un lapso de 5.5 semanas.(21)

Es importante resaltar que se ha visto que los niveles de HMB son inferiores conforme avanza la edad, por lo que existe una asociación entre la conversión de leucina del HMB en la población adulta mayor y esto pudiera estar afectando la función cognitiva.(22)

Conclusión

La escasa evidencia no permite comprobar la aplicabilidad del efecto del HMB sobre la función cognitiva en humanos, sin embargo, los modelos animales podrían ser una pauta para explorar esta área además de la ya conocida aplicación de la suplementación en la función muscular. Su seguridad mientras se ingiera por vía oral permite alcanzar una dosis adecuada y bien tolerada que de manera crónica podría ser estudiada en su posible efecto sobre la conservación de la función cognitiva en adultos mayores.

Referencias

1. Hoogendam YY, Hofman A, van der Geest JN, van der Lugt A, Ikram MA. Patterns of cognitive function in aging: the Rotterdam Study. Eur J Epidemiol. febrero de 2014;29(2):133-40.
2. Engelen MPKJ, Deutz NEP. Is β-hydroxy β-methylbutyrate an effective anabolic agent to improve outcome in older diseased populations? Curr Opin Clin Nutr Metab Care. febrero de 2018;1.
3. Holeček M. Beta‐hydroxy‐beta‐methylbutyrate supplementation and skeletal muscle in healthy and muscle‐wasting conditions. J Cachexia Sarcopenia Muscle. 2017;8(4):529-41.
4. Yonamine CY, Teixeira SS, Campello RS, Gerlinger-Romero F, Rodrigues CF, Guimarães-Ferreira L, et al. Beta hydroxy beta methylbutyrate supplementation impairs peripheral insulin sensitivity in healthy sedentary Wistar rats. Acta Physiol (Oxf). septiembre de 2014;212(1):62-74.
5. Jones MS, Rivera M, Puccinelli CL, Wang MY, Williams SJ, Barber AE. Targeted amino acid supplementation in diabetic foot wounds: pilot data and a review of the literature. Surg Infect (Larchmt). diciembre de 2014;15(6):708-12.
6. Stout JR, Fukuda DH, Kendall KL, Smith-Ryan AE, Moon JR, Hoffman JR. β-Hydroxy-β-methylbutyrate (HMB) supplementation and resistance exercise significantly reduce abdominal adiposity in healthy elderly men. Exp Gerontol. abril de 2015;64:33-4.
7. Slater GJ, Jenkins D. Beta-hydroxy-beta-methylbutyrate (HMB) supplementation and the promotion of muscle growth and strength. Sports Med. agosto de 2000;30(2):105-16.
8. Santos-Fandila A, Zafra-Gómez A, Barranco A, Navalón A, Rueda R, Ramírez M. Quantitative determination of β-hydroxymethylbutyrate and leucine in culture media and microdialysates from rat brain by UHPLC-tandem mass spectrometry. Anal Bioanal Chem. mayo de 2014;406(12):2863-72.
9. Van Koevering M, Nissen S. Oxidation of leucine and alpha-ketoisocaproate to beta-hydroxy-beta-methylbutyrate in vivo. Am J Physiol. enero de 1992;262(1 Pt 1):E27-31.
10. Fitschen PJ, Wilson GJ, Wilson JM, Wilund KR. Efficacy of β-hydroxy-β-methylbutyrate supplementation in elderly and clinical populations. Nutrition. enero de 2013;29(1):29-36.
11. Tinsley GM, Givan AH, Graybeal AJ, Villarreal MI, Cross AG. β-Hydroxy β-methylbutyrate free acid alters cortisol responses, but not myofibrillar proteolysis, during a 24-h fast. Br J Nutr. marzo de 2018;119(5):517-26.
12. Fitschen PJ, Biruete A, Jeong J, Wilund KR. Efficacy of beta-hydroxy-beta-methylbutyrate supplementation in maintenance hemodialysis patients. Hemodial Int. 2017;21(1):107-16.
13. Vukovich MD, Slater G, Macchi MB, Turner MJ, Fallon K, Boston T, et al. Beta-hydroxy-beta-methylbutyrate (HMB) kinetics and the influence of glucose ingestion in humans. J Nutr Biochem. noviembre de 2001;12(11):631-9.
14. Nissen S, Sharp R, Ray M, Rathmacher JA, Rice D, Fuller JC, et al. Effect of leucine metabolite beta-hydroxy-beta-methylbutyrate on muscle metabolism during resistance-exercise training. J Appl Physiol. noviembre de 1996;81(5):2095-104.
15. Gallagher PM, Carrithers JA, Godard MP, Schulze KE, Trappe SW. Beta-hydroxy-beta-methylbutyrate ingestion, part II: effects on hematology, hepatic and renal function. Med Sci Sports Exerc. diciembre de 2000;32(12):2116-9.
16. Nissen S, Sharp RL, Panton L, Vukovich M, Trappe S, Fuller JC. beta-hydroxy-beta-methylbutyrate (HMB) supplementation in humans is safe and may decrease cardiovascular risk factors. J Nutr. agosto de 2000;130(8):1937-45.
17. Kougias DG, Nolan SO, Koss WA, Kim T, Hankosky ER, Gulley JM, et al. Beta-hydroxy-beta-methylbutyrate ameliorates aging effects in the dendritic tree of pyramidal neurons in the medial prefrontal cortex of both male and female rats. Neurobiol Aging. abril de 2016;40:78-85.
18. Munroe M, Mahmassani ZS, Dvoretskiy S, Reid JJ, Miller BF, Hamilton K, et al. Cognitive function is preserved in aged mice following long-term β-hydroxy β-methylbutyrate supplementation. Nutr Neurosci. 19 de junio de 2018;1-13.
19. Kougias DG, Hankosky ER, Gulley JM, Juraska JM. Beta-hydroxy-beta-methylbutyrate (HMB) ameliorates age-related deficits in water maze performance, especially in male rats. Physiol Behav. 2017;170:93-9.
20. Hankosky ER, Sherrill LK, Ruvola LA, Haake RM, Kim T, Hammerslag LR, et al. Effects of β-hydroxy-β-methyl butyrate on working memory and cognitive flexibility in an animal model of aging. Nutr Neurosci. septiembre de 2017;20(7):379-87.
21. Munroe M, Pincu Y, Merritt J, Cobert A, Brander R, Jensen T, et al. Impact of β-hydroxy β-methylbutyrate (HMB) on age-related functional deficits in mice. Exp Gerontol. 2017;87(Pt A):57-66.
22. Shreeram S, Ramesh S, Puthan JK, Balakrishnan G, Subramanian R, Reddy MT, et al. Age associated decline in the conversion of leucine to β-Hydroxy-β-Methylbutyrate in rats. Exp Gerontol. 2016;80:6-11.