Articulos de interés
Nutrigenómica y nutrigenética
INTRODUCCIÓN
Desde hace décadas es conocida la existencia de una respuesta Inter-individual a la misma dieta. Sin embargo, la reciente secuenciación del genoma humano y los importantes avances producidos en este campo han puesto de manifiesto que nuestro genoma es sensible al entorno nutricional en un doble sentido: los nutrientes pueden regular los genes y, por otra parte, los genes modulan el efecto de la dieta (Carmena, 2008). De esta forma, nace una nueva disciplina, la Genómica Nutricional, que promete una mayor personalización de las dietas. En esta disciplina tan reciente, todavía existe confusión acerca de la delimitación de sus conceptos. En este sentido, dos términos están emergiendo con fuerza: nutrigenética y nutrigenómica (Ordovás y Corella, 2008).
Principios de la genómica nutricional
La genómica nutricional se basa en cinco principios básicos:
1) Bajo ciertas circunstancias y en algunos individuos, la dieta puede ser un factor de riesgo importante para varias enfermedades.
2) Las sustancias químicas comunes en la dieta alteran de manera directa o indirecta la expresión genética o la estructura genética;
3) La influencia de la dieta en la salud depende de la constitución genética del individuo;
4) Algunos genes o sus variantes son regulados por la dieta, lo cual puede jugar un papel en las enfermedades crónicas; y
5) Las intervenciones dietéticas basadas en el conocimiento de los requerimientos nutricionales, el estado nutricional y el genotipo pueden ser utilizadas para desarrollar planes de nutrición individualizados que optimicen la salud y prevengan o mitiguen enfermedades crónicas.
Estos principios se basan en el hecho de que la herencia genética confiere una amplia gama de posibles fenotipos y que las restricciones metabólicas-ambientales y la disponibilidad de nutrientes determinan el fenotipo final de un individuo;
También se basan en la suposición de que la progresión de un fenotipo saludable a un fenotipo enfermo crónico está ligada a cambios en la expresión genética o a diferencias en la actividad de enzimas y proteínas que alteran la respuesta a diferentes factores ambientales (incluida la dieta).
La constitución genética determina la respuesta a la ingesta de determinados nutrientes. Así, la genómica nutricional pretende contestar preguntas como: ¿por qué algunas personas que consumen muchas gasas no padecen enfermedad cardiovascular?, o ¿por qué hay personas que no consumen muchas grasas pero tienen niveles altos de colesterol? La respuesta a estas interrogantes probablemente se encuentre en la calidad y cantidad de enzimas y proteínas que intervienen en el metabolismo lipídico, que se encuentra determinada genéticamente en cada individuo. En personas con polimorfismos en los genes (variaciones en la secuencia de un lugar determinado del ADN entre los individuos de la población) que codifican para determinadas enzimas y proteínas involucradas en el metabolismo y almacenaje de nutrientes, la dieta puede mejorar o empeorar condiciones preexistentes o actuar como desencadenante de enfermedad en individuos con determinada predisposición genética. Los nutrientes por sí mismos pueden inducir o reprimir la expresión de genes específicos. Estudios recientes han sugerido que ciertos nutrientes pueden alterar la expresión genética mediante mecanismos epigenéticos, como la metilación. Los mecanismos epigenéticos son los cambios reversibles que se dan en el ADN y que hacen que unos genes se expresen o no dependiendo de condiciones externas. Estos cambios pueden darse desde la etapa embrionaria y están relacionados con la dieta materna.
Las modificaciones epigenéticas persisten hasta la edad adulta y podrían mantenerse en la descendencia al afectar a las células germinales. Es probable que muchos genes humanos hayan evolucionado en respuesta a la dieta. Los cambios recientes en los estilos de alimentación y la introducción de productos nuevos o extraños, podría ser un factor que influya en la aparición de ciertas enfermedades.
Una idea importante que deriva de la genómica nutricional es que se puede identificar a individuos o a segmentos de la población que requieran de ciertos nutrientes en mayor o menor cantidad que las poblacionalmente preestablecidas. Este no es un concepto totalmente nuevo, existen enfermedades causadas por deficiencias enzimáticas específicas que están determinadas por un solo gen bien identificado, como la galactosemia y la fenilcetonuria. Sin embargo, en el caso de enfermedades complejas como la obesidad, la diabetes tipo 2 y el cáncer, la relación entre predisposición genética-ambiente-fenotipo, no es tan fácil de caracterizar.
La genómica nutricional establece como principal objetivo aportar el conocimiento que permita hacer un diagnóstico y establecer un tratamiento nutricional basado en el genotipo individual, mediante dos ramas principales: la nutrigenética y la nutrigenómica (Xacur-García, et al., 2008).
Nutrigenética
La nutrigenética describe las interacciones entre los nutrientes (o hábitos dietéticos) y las características de las personas, que hasta cierto punto vendrán determinadas por su dotación genética. Así, la nutrigenética se basa en la observación de las respuestas dietéticas en las personas y analiza la hipótesis de que las diferencias interindividuales en las respuestas observadas puedan estar asociadas a la presencia o ausencia de marcadores biológicos específicos para cada persona, principalmente polimorfismos genéticos, que pueden predecir la respuesta de un individuo a la dieta (Carmena, 2008).
Los polimorfismos se definen como la diferencia en la secuencia del DNA en individuos, que pueden determinar el estado de salud y que se presentan en más del 1% de la población. El tipo más común de estos polimorfismos es el polimorfismo de un solo nucleótido (SNPs), que además ha probado ser una herramienta útil para investigar el rol de la nutrición en la salud o enfermedad y su integración en estudios epidemiológicos, metabólicos y clínicos que puede contribuir a definir una dieta óptima en poblaciones, grupos o individuos.
La evidencia de interacciones gen-nutriente se identificó por primera vez en los errores innatos del metabolismo. Un ejemplo de ello es la fenilcetonuria, que si se detecta oportunamente en el recién nacido, permite prevenir las complicaciones de la enfermedad, como el retardo mental, al restringir la exposición dietética a la fenilalanina. Por otro lado, en las enfermedades poligénicas la expresión genética se determina por varios genes en combinación con otros factores no genéticos. Esto sucede en la hipertensión arterial, donde además de las variaciones genéticas también interactúan en su desarrollo la ingestión elevada de sal, el estrés y la inactividad física.
Se han identificado varios polimorfismos de importancia para la nutrición, como por ejemplo los polimorfismos en genes que controlan el metabolismo del folato, que se asocian a defectos del tubo neural, síndrome de Down, homocisteinemia y cáncer. Si el mecanismo por el cual estos polimorfismos alteran el metabolismo de folatos o el riesgo a una enfermedad logra ser dilucidado, se podrán desarrollar medidas terapéuticas nutricionales en individuos con alto riesgo. Los polimorfismos también han sido identificados en genes asociados con el metabolismo de lípidos, que determinan la concentración de colesterol LDL plasmático en forma individual, lo que se convierte en un marcador de riesgo de enfermedad cardiovascular.
Los requerimientos de los distintos nutrientes no son iguales para una persona que para otra. Parte de esta variabilidad se debe a diferencias en el tamaño corporal, la edad, el sexo, la actividad física y la presencia de embarazo o lactancia, pero aun cuando se lograra homogeneizar estos factores, permanece una variabilidad residual que se ha atribuido a diferencias genéticas. Las recomendaciones de ingestión de algunos nutrientes pretenden cubrir las necesidades del 95% de la población sana, sin embargo para la realización de recomendaciones individualizadas, la complejidad aumenta y se requiere de información de subgrupos con perfiles genéticos diferentes y sus interacciones con las dietas. Estos resultados están actualmente disponibles en relación con algunos genes y sólo para unos pocos nutrientes.
Concluyendo, la nutrigenética ofrece la promesa de personalizar la nutrición a la constitución genética de su consumidor, basándose en el conocimiento de las variaciones en los genes y del metabolismo del nutriente (Pérez et al., 2005).
Nutrigenómica
La nutrigenómica estudia cómo influyen los nutrientes sobre el genoma y, por tanto, sobre los posibles cambios en las vías metabólicas y la homeostasis energética. Además, la nutrigenómica estudia también la posible contribución del genoma de cada individuo a la aparición de enfermedades que están relacionadas con la dieta (Carmena, 2008). Así, por ejemplo, la nutrigenómica estudia el papel de los ácidos grasos poliinsaturados en la expresión genética de su oxidación y utilización de energía. Un concepto básico es que la progresión desde un fenotipo sano a un fenotipo de disfunción crónica puede explicarse por cambios en la expresión genética o por diferencias en las actividades de proteínas y enzimas, y que los componentes de la dieta directa o indirectamente regulan la expresión de la información genética. En este sentido, hay varias vías por las que los componentes bioactivos de la dieta alteran la acción de los genes. Un mecanismo primario para la modulación de la expresión de los genes es el factor de transcripción, mediante el cual se transfiere la información contenida en la secuencia del ADN hacia la secuencia de proteínas, utilizando diversos ARN como mensajeros.
Las interacciones del nutriente con el gen pueden variar dependiendo de la etapa vital del organismo, por lo que es indispensable considerar su naturaleza dinámica. Estudios experimentales en varias especies de mamíferos demuestran que la manipulación del ambiente periconcepcional, embriológico, fetal o neonatal puede alterar las funciones cardiovasculares y metabólicas posteriores. El desarrollo de «plasticidad» provee a los organismos de la habilidad para cambiar su estructura y función en respuesta indirecta al ambiente, lo que permite un rango de fenotipos a desarrollar a partir de un solo genotipo. Esto ha llevado a la necesidad de promover la salud y la nutrición en mujeres en edad reproductora como un elemento importante para la prevención de enfermedades crónicas.
Para las ingestas recomendadas hay que considerar, como se acaba de mencionar, en qué etapa del ciclo de vida se encuentra el individuo, ya que las variaciones en los requerimientos no sólo dependen de factores genéticos, sino que también están ligados a otros factores, como el sexo, las condiciones prenatales, el crecimiento, el embarazo y la vejez. Otras variaciones que desempeñan un papel importante son la composición corporal y la capacidad aeróbica (Gómez Ayala, 2007).
CONCLUSIÓN
Los avances tecnológicos que ocurren de manera paralela en nutrición y genética han dado origen a una nueva rama científica, la genómica nutricional, encargada de las interacciones dinámicas entre los nutrientes y los genes, ya sea en su expresión o en su modulación. Estos nuevos conceptos, sin duda alguna, romperán paradigmas de dieta y morbilidad y darán lugar a nuevas evidencias respecto a la influencia de unos sobre otros, para producir estados de salud o de enfermedad. Pero más interesante aún es que está cambiando la perspectiva de alimentación ideal para la población, ya que se ha definido con mayor claridad que los requerimientos poblacionales pueden no ser los óptimos para mantener un estado de homeostasis en el ciclo de vida de una persona, que cada individuo puede beneficiarse mejor de requerimientos individuales o «a la medida genética», y que para otros podrían resultar deletéreos.
Aunque se requiere de un grado mayor de evidencia de causalidad para generar resultados de estudios epidemiológicos que posteriormente puedan trasladarse a recomendaciones públicas, en los próximos años, la genómica nutricional incrementará este grado de evidencia y la nutrición personalizada será posible y exitosa (Gómez Ayala, 2007).
BIBLIOGRAFÍA
1. Ordovás, J. M. y Corrella, D. (2008 ). Genética, Nutrición y Enfermedad. Conferencia inaugural: La revolución del genoma humano. ¿Qué significa genómica, epigenética, nutrigenética, nutrigenómica, metabolómica? p. 19-29. Instituto Tomás Pascual y Consejo Superior de Investigaciones Científicas.
2. Carmena, R. (2008). Nutrición y alimentación. Nuevas perspectivas. Cap. 10: Nutrigenómica y síndrome cardiometabólico, p.171-183. Instituto Danone.
3. Gómez Ayala, A. E. (2007). Nutrigenómica y nutrigenética. La relación entre la alimentación, la salud y la genómica. Rev Offarm.; 26: 78-85.
4. Xacur-García, F., Castillo-Quan, J., Hernández-Escalante, V.M., Laviada-Molina, H. (2008). Genómica nutricional. Una aproximación de la interacción genoma-ambiente. Rev Med Chile; 136: 1460-1467.
5. Pérez Cruz, E. Meléndez, G., Zúñiga, A. Genómica nutricional: perspectivas para el futuro. Rev Endocrinol Nutr.;13, 190-6.