Proteína S-Klotho como biomarcador del proceso de envejecimiento: validación analítica y efecto del ejercicio físico sobre sus niveles circulantes en adultos jóvenes sanos

Abstract

ANTECEDENTES La proteína Klotho es un robusto predictor del envejecimiento y la esperanza de vida. El proceso de envejecimiento está asociado a niveles reducidos de S-Klotho en pacientes, pero no hay valores de referencia específicos disponibles para cohortes numerosas de individuos sanos según la edad y el sexo. Además, aún se desconoce si el ejercicio puede mejorar los niveles de Klotho soluble (S-Klotho) en adultos jóvenes y si esta mejora hipotética depende de la intensidad del ejercicio. OBJETIVO E HIPÓTESIS El objetivo general de la Tesis Doctoral es establecer los valores de referencia de SKlotho en adultos sanos de 18 a 85 años (Estudio I) e investigar los efectos de un programa de ejercicio supervisado de 24 semanas sobre los niveles de S-Klotho en adultos jóvenes (Estudio II). Hipotetizamos que los niveles de S-Klotho se verán afectados por la edad y el sexo en individuos sanos del sur de España (Estudio I) y que un programa de ejercicio físico supervisado de 24 semanas puede optimizar los niveles de S-Klotho en adultos jóvenes (Estudio II). MATERIAL Y MÉTODOS Estudio I: En este estudio transversal analítico, se incluyeron un total de 346 voluntarios sanos (143 hombres) de 18 a 85 años. Las muestras se procesaron según un protocolo estándar, y los niveles de S-Klotho se determinaron mediante un ensayo ELISA. Estudio II: Un total de 144 adultos jóvenes (~66% mujeres), de 18 a 25 años, participaron en este ensayo controlado aleatorizado con 3 grupos (duración 24 semanas): (i) programa de entrenamiento concurrente a intensidad vigorosa, (ii) programa de entrenamiento concurrente a intensidad moderada y un (iii) grupo de control. Se tomaron muestras de sangre antes y después de la intervención y se determinaron apropiadamente los niveles de S-Klotho. RESULTADOS Estudio I: Los adultos mayores fueron el grupo de edad que presentó los niveles más bajos de S-Klotho (p< 0.01), con una asociación negativa entre la edad y los niveles de S-Klotho (p< 0.001). No se observaron diferencias entre sexos. Estudio II: No se observaron diferencias significativas entre grupos en función del tiempo sobre los niveles de S-Klotho en plasma (p=0.497). CONCLUSIÓN En resumen, los principales hallazgos de la Tesis Doctoral ponen de manifiesto que los niveles de S-Klotho están especialmente disminuidos en adultos mayores en comparación con sus contrapartes jóvenes, independientemente del sexo, y que un programa de entrenamiento concurrente supervisado de 24 semanas no induce cambios significativos en S-Klotho, independientemente de la intensidad del ejercicio, en adultos jóvenes.

BACKGROUND The Klotho protein is a powerful predictor of the aging process and lifespan. Aging process is related with lowered circulating S-Klotho in non-healthy individuals, but no specific reference values across wide range ages are available for larger cohorts of healthy individuals by age and sex. Moreover, it still remains unknown whether exercise may improve S-Klotho levels in young adults and if this hypothetical enhancement depends on exercise intensity. OBJETIVE AND HYPOTHESIS The general objective of the Doctoral Thesis is to establish reference values for serum S-Klotho levels in healthy adults aged 18 to 85 years (Study I) and to investigate the effects of a 24-week supervised exercise program on S-Klotho levels in young adults (Study II). We hypothesize that S-Klotho levels would be affected by age and sex in healthy individuals from southern Spain (Study I) and that a 24-week supervised physical exercise program can optimize S-Klotho levels in young adults (Study II). MATERIAL AND METHODS Study I: In this analytical cross-sectional study, we included a total of 346 healthy volunteers (143 men) aged 18 to 85 years. Samples were processed according to a standard protocol, and S-Klotho levels were determined by an ELISA assay. Study II: A total of 144 young adults (~66% women), aged 18 to 25y, participated in this randomized controlled trial with 3 arms (duration 24 weeks): (i) concurrent training program at vigorous intensity, (ii) concurrent training program at moderate intensity, and (iii) a control group. Blood samples were taken before and after the intervention and S-Klotho properly determined. RESULTS Study I: Senior adults were the age-group that presented the lowest S-Klotho levels (p< 0.01), with age showing a negative association with S-Klotho levels (p< 0.001). No differences between sexes were observed. Study II: No significant differences across time were noted in S-Klotho plasma levels (p=0.497). There was no time*group interaction in S-Klotho (p>0.7). CONCLUSION In summary, the main findings of the Doctoral Thesis are that S-Klotho levels are especially decreased in elderly adults compared with their younger counterpartsregardless of sex-, and that a 24-week supervised concurrent exercise training does not induce significant changes on S-Klotho -independently of the exercise intensity- in young adults.