Nutrigenómica: Hacia la Nutrición Personalizada

Algunos individuos poseen una estructura genética que les hace resistentes a ciertos estímulos ambientales, que podrían hacer enfermar a otros individuos constitucionalmente más sensibles a esos estímulos.

Desde hace ya muchas décadas se afirma que muchas de las enfermedades que afectan al ser humano son el resultado de la interacción entre la genética y el ambiente. Esto quiere decir que las variables relacionadas con nuestro entorno (clima, contaminación atmosférica, dieta, consumo de tóxicos, actividad física, etcétera) juegan un papel crucial en el desarrollo de gran mayoría de las patologías.

Dado que hoy por no es posible modificar nuestro código genético individual (genoma), la modificación de estas variables ambientales (por ejemplo, mediante la adquisición de hábitos de vida determinados que incluyan aspectos dietéticos, de ejercicio físico, de evitación de sustancias tóxicas, etcétera) constituye nuestra única estrategia para prevenir el desarrollo de enfermedades.

Hasta ahora, las recomendaciones acerca de lo que constituye un estilo de vida saludable (por ejemplo, cantidad diaria recomendada de una determinada vitamina) se realizaban de forma genérica, sin tomar en cuenta aspectos individuales más allá de variables como la edad, sexo, nivel de actividad física, etcétera.

La nutrigenómica surge como una ciencia complementaria a la dietética que intenta adaptar las necesidades nutricionales de cada individuo a su constitución genética, con la finalidad de prevenir la enfermedad. Así, la Ciencia de la Nutrición del Siglo XXI está comenzando a incorporar el conocimiento del metabolismo, de las interacciones genes-nutrientes y de los alimentos con la finalidad de mejorar la alimentación y la salud y ofrecer, cada vez más, una nutrición personalizada.

El Dr. David De Lorenzo (profesos de Nutrigenética de la Facultad de Medicina de la Universidad de Lleida) define la nutrigenética (y más ampliamente la nutrigenómica) como: “La ciencia que estudia las complejas interacciones entre genes y dieta, y pretende así poder dar recomendaciones dietéticas para cada individuo con una carga genética concreta”. Debido a este énfasis en la particularidad de cada individuo, la nutrigenómica ha recibido también el nombre de “nutrición personalizada” o “nutrición individualizada”. A continuación se recogen los postulados de la Nutrigenómica:

• En algunos individuos con una estructura genética determinada, la dieta puede ser un factor de riesgo serio para desarrollar ciertas enfermedades.
• Existen determinados componentes moleculares en nuestra dieta que pueden actuar en el genoma humano, tanto directa como indirectamente, alterando la estructura genética o su expresión.
• El grado en el que influye la dieta en el equilibrio de la salud y enfermedad, dependerá de la estructura genética individual.
• Algunos genes regulados por la dieta son propensos a jugar un papel en el establecimiento, incidencia u progresión de las enfermedades crónicas.
• La intervención nutricional basada en el conocimiento de los requerimientos nutricionales y del genotipo puede ser utilizada para prevenir, mitigar o curar enfermedades crónicas.

Para comprender de forma sencilla el concepto de nutrigenómica y nutrición personalizada, podríamos imaginar una hipotética situación sobre un futuro, tal vez no muy lejano, en que podríamos ir a un centro especializado en donde nos realizan una serie de pruebas a partir de nuestra sangre con la finalidad de obtener nuestro perfil nutrigenómico. A continuación se nos proporcionaría una lista de recomendaciones nutricionales personalizadas, de forma que podríamos ir al supermercado a elegir aquellos alimentos más apropiados para nuestro genotipo y fenotipo concretos con la finalidad de mejorar nuestro estado de salud y bienestar y prevenir enfermedades.

Algunos conceptos sobre Genética
Inicialmente la nutrigenómica se refería exclusivamente al estudio de los efectos de los nutrientes sobre la expresión de la estructura genética de un individuo. De forma más reciente, esta definición se ha ampliado para incluir los factores nutricionales que protegen al genoma del deterioro. Así, en última instancia, la Nutrigenómica se encarga del impacto de los componentes de la dieta sobre el geoma, el proteoma, el transcriptoma y el metaboloma.

En sentido estricto, la Nutrigenómica se ocupa del estudio de la influencia de los nutrientes en la expresión de los genes. Mientras que la Nutrigenética trata de conocer la influencia de las variaciones genéticas en la respuesta de organismo a los nutrientes.

Podríamos decir que la Nutrigenómica incorpora el conocimiento sobre nuestros genes y su expresión al desarrollo de la nutrición. Así, una mejora en la alimentación implica la formación de nuevos especialistas en Nutrición capaces no sólo de entender la nutrición desde un punto de vista clásico, sino capaces también de aplicar e incorporar las nuevas tecnologías de la era Post-Genómica (como la genómica funcional, la epigenómica, la transcriptómica, la proteómica y la metabolómica).

Interacción entre genes y nutrientes
Al igual que la mayoría de las especies, los seres humanos presentamos cierta diversidad genética. La fase inicial del proyecto internacional encaminado a identificar las variantes en el genoma humano (HAPMAP) mostró que los africanos presentan la mayor variabilidad genética, mientras que los asiáticos presentan menor grado de diversidad genética, lo cual es consistente con las migraciones históricas de las poblaciones humanas prehistóricas.

A pesar de que el 15% de la variación genética es exclusivamente para un determinado grupo ancestral, las diferencias en las frecuencias de los alelos se dan en la población debido a las migraciones de individuos entre poblaciones.

Hoy en día se sabe a ciencia cierta que el ambiente ejerce una presión selectiva sobre el genoma. Por otra parte, diferentes ambientes pueden producir el mismo fenotipo a través de cambios genéticos. Esto se denomina evolución convergente, y un buen ejemplo de ello es la persistencia de la lactasa. Así, en los europeos y sus descendientes, la presencia de un polimorfismo es el promotor del gen de la lactasa permite la expresión de este gen de la lactasa permite la expresión de este gen en adultos. Dicha variante (C-13910T) surgió como una mutación hace aproximadamente 9000 años en el norte de Europa. Una mutación independiente (14010 G-C) surgió hace aproximadamente 7000 años en África. En ambos casos se produjeron una serie de condiciones comunes entre los fríos inviernos del norte de Europa y los cálidos y secos climas africanos: falta de agua, escasez de nutrientes y necesidad de calcio. La leche proveniente de los animales domesticados proporcionaba agua, nutrientes y calorías. Si bien en el metabolismo de la lactosa también influyen las variaciones de otros genes, éste es un buen ejemplo de que diferentes alelos pueden ser capaces de dar lugar al mismo fenotipo (en este caso, persistencia del enzima lactasa, que permite digerir la lactosa de la leche). Este caso ilustra las complejidades de las interacciones entre los genes y los nutrientes.

En otros casos, otro tipo de presiones ambientales pueden afectar los genes involucrados en el metabolismo de ciertos nutrientes. Por ejemplo, la malaria ejerce una fuerte presión selectiva sobre el gen de la glucosa-6-fosfato deshidrogenasa. Esta enzima es el único responsable de la producción NADPH en los glóbulos rojos de la sangre. La presencia de una actividad reducida de esta enzima confiere una ventaja dado que el peróxido de hidrógeno producido por el parásito reduce la infección. No es de extrañar, por tanto, que las poblaciones con más porcentaje de deficiencia en el enzima glucosa-6-fosfato deshidrogenasa se encuentren en zonas expuestas a la malaria, como por ejemplo en el sur de China (en la población Dai el 17% de la población presenta deficiencia de esta enzima, en comparación con el 0% en el norte de China).

A) Variaciones estructurales del Genoma Humano
Además de las pequeñas variaciones entre individuos denominadas SNPs, el genoma humano también puede presentar variaciones estructurales que surgen a consecuencia de la inserción o delección de nucleótidos, reorganización de segmentos cromosómicos o aumento o disminución del número de genes. Si bien el descubrimiento de este tipo de variaciones todavía no ha sido completamente explorado desde el punto de vista de la Nutrigenómica, estudios recientes han mostrado que las alteraciones en el mundo de las copias de determinados genes pueden influir en el metabolismo de ciertos nutrientes. En uno de estos estudios, por ejemplo, aquellos individuos cuyos ancestros estaban expuestos a ambientes muy ricos o muy pobres en almidones se diferenciaban en el número de genes de amilasa que presentaban. Un aspecto interesante es que en determinados estudios se ha visto que las diferencias en el metabolismo en diferentes individuos no están necesariamente relacionadas con el color de la piel o con el fenotipo observable.

B) Interacciones Epistáticas
Las interacciones epistámicas, o interacciones gen-gen, pueden también alterar o influenciar la expresión genética de una variante genética, incluyendo algunos genes implicados en el metabolismo. Las interacciones epistáticas tienen lugar porque las proteínas y las enzimas están interconectadas, compartiendo metabolitos o presentando interacciones físicas directas. Así, la actividad de una variante genética suele ser específica de un contexto (o genoma).

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