Novel implications of human nutrition on antiaging and cardiometabolic health: molecular Insights

Abstract

Life expectancy gains have slowed markedly due to the contribution of agerelated diseases. Among age-related diseases, cardiometabolic diseases are the leading cause of death worldwide, accounting for more than 70% of all deaths. Lifestyle strategies (e.g., diet) are promising to slow aging and prevent and treat cardiometabolic diseases. The present International Doctoral Thesis aimed to examine the relationship between dietary factors and novel anti-aging (Section I) and cardiometabolic risk markers (Section II), as well as to investigate the relationship between novel molecular nutritional biomarkers and cardiometabolic risk and the influence of acute cold exposure and exercise training on these novel molecular nutritional biomarkers (Section III). The studies included in Section I revealed that different dietary factors (i.e., anti/pro-inflammatory dietary pattern, dietary energy density, alcoholic drinks, nuts, and wine) are related to the novel anti-aging marker S-Klotho in young adults (Study I) and middle-aged adults (Studies II, III, IV, and V). Moreover, Section II revealed that specific dietary factors are associated with basal fat oxidation (BFox) and maximal fat oxidation during exercise (MFO) in sedentary adults (Study VI) and with brown adipose tissue (BAT) volume and/or 18F-FDG uptake after personalized cold exposure in young adults (Study VII). Section III uncovered that omega-6 and omega-3 oxylipins might be novel molecular biomarkers of cardiometabolic health in middle-aged adults (Study VIII). Additionally, 2 hours of cold exposure influence the plasma lipidome in young adults, and cold-induced changes in omega-6 and omega-3 oxylipins are related to a healthier cardiometabolic profile but not to BAT in young adults (Study IX). Lastly, the observed cold-induced changes in plasma lipidome are not modified after a 24-week exercise intervention in young adults (Study IX). In summary, the present International Doctoral Thesis suggests that diet influences both the aging process and cardiometabolic health, partially through its influence in novel anti-aging and cardiometabolic markers (i.e., S-Klotho, BFox, MFO, and BAT). Additionally, novel nutritional biomarkers (i.e., oxylipins), which can be influenced by cold exposure, might be considered cardiometabolic markers.

El incremento en la esperanza de vida se ha ralentizado notablemente debido a la contribución de las enfermedades relacionadas con la edad. Entre ellas, las enfermedades cardiometabólicas son la principal causa de muerte a nivel mundial y representan más del 70% de todas las muertes. En este sentido, estrategias de estilos de vida entre las que se incluye la dieta, son prometedoras para retrasar el envejecimiento y prevenir y tratar las enfermedades cardiometabólicas. La presente Tesis Doctoral Internacional tuvo como objetivo estudiar la relación entre factores dietéticos y marcadores noveles de antienvejecimiento (Sección I) y de riesgo cardiometabólico (Sección II), al igual que investigar la relación entre nuevos biomarcadores nutricionales moleculares y el riesgo cardiometabólico, y estudiar la influencia de la exposición aguda al frío y el ejercicio en estos marcadores (Section III). Los estudios incluidos en la Sección I mostraron que distintos factores dietéticos (i.e., patrón dietetico anti/pro-inflamatorio, densidad energética de la dieta, bebidas alcohólicas, frutos secos y vino) se relacionan con SKlotho, un marcador novel de anti-envejecimiento en adultos jóvenes (Estudio I) y adultos de mediana edad (Estudios II, III, IV, y V). Además, la Sección II mostró que distintos factores dietéticos se asocian con la oxidación de grasas en reposo (BFox) y durante el ejercicio (MFO) en adultos sedentarios (Estudio VI) y con el volumen y/o captación de 18F-FDG del tejido adiposo pardo (TAP) tras una exposición al frío personalizada en adultos jóvenes (Estudio VII). La Sección III descubrió que las oxilipinas omega-6 y omega-3 podrían ser biomarcadores moleculares nóveles de la salud cardiometabólica en adultos de mediana edad (Estudio VIII). Además, 2 horas de exposición al frío influencia el lipidoma plasmático en adultos jóvenes, y los cambios inducidos por el frío en los niveles de oxilipinas omega-6 y omega-3 se relacionan con perfil cardiometabólico más saludable pero no con los nieveles de TAP en adultos jóvenes (Estudio IX). Por último, los cambios inducidos por el frío en el lipidoma plasmático no se modificaron tras una intervención de ejercicio físico de 24 semanas en adultos jóvenes (Estudio IX). En resumen, la presente Tesis Doctoral Internacional sugiere que la dieta podría influenciar el proceso del envejecimiento y la salud cardiometabólica, parcialmente a través de su influencia en marcadores nóveles anti-envejecimiento y de la salud cardiometabólica (es decir, SKlotho, BFox, MFO, y TAP). Además, biomarcadores noveles nutricionales (oxilipinas), los cuales pueden ser influenciados por la exposición al frío, podrían ser considerados marcadores cardiometabólicos