TOPICOS

ESPECIALESAo De La Diversificacio Productiva Y Fortalecimiento De La EducacionUNIVERSIDAD NACIONAL DE LA AMAZONIA PERUANAFACULTAD DE INGENIERIA DE INDUSTRIAS ALIMENTARIASESCUELA DE BROMATOLOGA Y NUTRICIN HUMANA

NUTRICION MOLECULAR, INTERACCION ENTRE DIETA Y GENOMA, NUTRIGENETICA Y NUTRIGENOMICA

ESTUDIANTES:- AGUSTIN VASQUEZ JUAN DIEGO- DEL AGUILA VASQUEZ, ANA PAULA- VILLACORTA CURINUQUI, JUNIOR

DOCENTE: Lic. Jean Pierre Castillo

SEMESTRE: VIIIIV NIVEL

FECHA DE ENTREGA: 28-05-2015

IQUITOSPER2015

"QUE TU ALIMENTO SEA TU MEDICINA, Y QUE TU MEDICINA TU ALIMENTOHIPOCRATES

INDICEContenidoINTRODUCCION4CAPITULO I: NUTRICION, GENES Y SALUD5POLIMORFISMOS (SNPS) Y MUTACIONES7VARIANTES GENTICAS Y SU RELACIN CON LA ENFERMEDAD8CAPITULO II: GENOMICA NUTRICIONAL9CAPITULO III: NUTRIGENETICA10INTERACCIONES GEN-DIETA11CAPITULO IV: LA NUTRIGENMICA13EXPECTATIVAS PARA EL FUTURO14TECNOLOGAS EN LA NUTRIGENMICA16ALIMENTOS FUNCIONALES Y DIETAS INTELIGENTES17LAS INTERACCIONES GEN-NUTRIENTE EN LA SALUD Y EN LA ENFERMEDAD19GRADOS DE INTERACCIN19ENFERMEDADES MONOGNICAS FRENTE A ENFERMEDADES MULTIFACTORIALES19INTERACCIONES GEN-DIETA EN LAS ENFERMEDADES CRNICAS MULTIFACTORIALES RELACIONADAS CON LA EDAD20CONCLUSIONES:21BIBLIOGRAFIA23ANEXOS23

INTRODUCCION

La genmica nutricional estudia la interaccin de los alimentos y sus componentes con el genoma a nivel molecular, celular y sistmico; el objetivo es utilizar la dieta para prevenir o tratar la enfermedad. En la genmica nutricional se utilizan dos trminos: Nutrigenmica y Nutrigentica. La Nutrigentica estudia el efecto de la variacin gentica en la interaccin entre la dieta y la enfermedad. Esto incluye la identificacin y caracterizacin de las variantes gnicas asociadas a las diferentes respuestas frente a los nutrientes o responsables de ellas. El objetivo de la Nutrigentica es formular recomendaciones concernientes a los riesgos y a los beneficios de dietas concretas o de componentes dietticos aislados. Tambin se le ha llamado nutricin personalizada o nutricin individualizada. La Nutrigenmica aborda el efecto de los nutrientes sobre el genoma, proteoma y metaboloma. Dado que se trata de una nueva rea de conocimiento. La genmica nutricional ha suscitado ya un gran inters y un alto grado de expectacin, y algunos investigadores advierten de que en la definicin del perfil genmico y su interaccin con los factores ambientales, como la dieta, no estn todava lo suficientemente desarrollados como para ser presentados al gran pblico. Es cierto que no hay pruebas basadas en tal examen que permitan defender que tiene beneficios para la salud y, por tanto, antes de que este enfoque sea vlido y clnicamente til, hay que llevar a cabo estudios epidemiolgicos y evaluaciones clnicas de tratamientos recomendados, basados en el genotipo, bien diseados.La aplicacin de las tcnicas de la biologa molecular y el xito del proyecto Genoma Humano han abierto una nueva era tanto en medicina como en nutricin. Hasta la fecha, al menos se han identificado y caracterizado parcialmente 1.000 genes humanos causantes de enfermedades; se sabe que el 97% de ellos causa enfermedades monognicas. Sin embargo, otras enfermedades, como la obesidad, la enfermedad cardiovascular, la diabetes o el cncer, se deben a interacciones complejas entre diversos genes y a factores ambientales. En este sentido, las ciencias de la nutricin estn descubriendo las que se han denominado ciencias micas. Impulsados por las recientes revelaciones del proyecto Genoma Humano y los desarrollos tecnolgicos asociados, el genotipado, la transcriptmica, la protemica y la metabolmica ahora estn disponibles para utilizarlos en la investigacin en nutricin. En el futuro se ver la utilizacin de nuevas herramientas para la seleccin de nutrientes bioactivos, nuevos marcadores para definir in vivo la eficacia de los nutrientes, adems de un mejor conocimiento de la influencia de los polimorfismos genticos en el metabolismo de los nutrientes. As pues, la industria alimentaria tiene la oportunidad de utilizar los componentes bioactivos de los alimentos para mejorar la salud y evitar enfermedades, teniendo en cuenta la constitucin gentica de los consumidores.CAPITULO I: NUTRICION, GENES Y SALUD

La nutricin es un proceso complejo que permite el ciclo de la vida, al que abastece de sustancias que participan como fuentes de energa en la estructura celular y para el control del metabolismo, para mantener as la funcin y la homeostasis corporal. Segn algunos autores, como Bourges, el estado nutricional es un fenotipo resultado de la interaccin entre la informacin gentica de cada persona, su medio fsico, biolgico, emocional y social. Los factores ambientales involucrados en la homeostasis de los organismos son varios, entre los que destaca la dieta, que influye en la incidencia de enfermedades crnicas comunes. Los alimentos ingeridos tienen miles de sustancias biolgicamente activas, muchas de las cuales pueden tener un potencial benfico para la salud y, en algunos casos especiales, incluso pueden ser deletreos. De esta manera, la salud o la enfermedad dependen de la interaccin entre la gentica y el medio, lo que da lugar al fenotipo. En este sentido, numerosos estudios epidemiolgicos confirman la existencia de cierta asociacin entre la dieta ingerida y la incidencia y gravedad de las enfermedades crnicas, aunque no resulta fcil distinguir cules son las molculas bioactivas de los alimentos que ejercen determinadas acciones beneficiosas. Como ejemplo de la complejidad de una comida simple, estn los cientos de compuestos del aceite de oliva, cuya variedad y concentracin de cidos grasos, triglicridos, esteroles, steres de esterol y tocoferoles garantizan una amplia diversidad de funciones, ya que estos componentes tienen destinos celulares diferentes. Los componentes de la dieta pueden alterar la expresin genmica de manera directa o indirecta. As, celularmente hablando, los nutrientes pueden: Actuar como ligando para la activacin de factores de transcripcin que favorezcan la sntesis de receptores.

Metabolizarse por rutas metablicas primarias o secundarias, y de ese modo alterar la concentracin de substratos o intermediarios.

Influir de modo positivo o negativo en las rutas de sealizacin.

Los cidos grasos, por ejemplo, se metabolizan mediante la ruta de la -oxidacin para producir energa celular. La alteracin del balance energtico intracelular puede alterar indirectamente la expresin gentica mediante cambios en la homeostasis de dinucletido de nicotinamida y adenina (NAD, en sus siglas en ingls) celular.

La reoxidacin de NAD est asociada con la actividad de la cadena de transporte electrnico de la mitocondria, y es un cofactor para protenas involucradas en la remodelacin cromosmica. Por otro lado, el proceso de remodelacin cromosmica tiene consecuencias a corto y largo plazo para la regulacin gentica mediante reacciones, como la acetilacin de las histonas o la metilacin del cido desoxirribonucleico (ADN) que altera su acceso, y, por tanto, su regulacin, en eucariotas.

Algunas molculas de la dieta pueden ser ligandos para receptores nucleares. Muchos, pero no todos los genes involucrados en el metabolismo de los cidos grasos, estn regulados por uno de los 3 miembros de la familia de receptores activados por el proliferador de peroxisomas (PPAR, PPAR, PPAR).

Un hallazgo sorprendente fue que los cidos grasos, palmtico, oleico y araquidnico, y ciertos eicosanoides, como el cido 8-(S) hidroxieicosatraenoico, eran ligandos para los PPAR, de modo que estos receptores nucleares actan como sensores para los cidos grasos. Los sensores de lpidos a menudo heterodimerizan con un receptor X retinoide, cuyo ligando se deriva de otro agente qumico de la dieta, el retinol.

Otros componentes de la dieta, como la genistena, la vitamina A, o la hiperforina, se unen directamente a los receptores nucleares y alteran la expresin gentica. Algunos factores de transcripcin son indirectamente regulados por los componentes de la dieta.

As, las proteasas de segmentacin activan las protenas de unin al elemento regulador del esterol, un hecho regulado por los valores bajos de oxiesteroles, la relacin insulina/glucosa y los valores de cidos grasos poliinsaturados. La conversin metablica de los diversos componentes de la dieta colabora como un mecanismo de control de la expresin gnica.

El ndice de hormonas esteroideas, que derivan en ltimo trmino del colesterol, se regula mediante unos 10 pasos intermediarios de la ruta biosinttica de esteroides. Las rutas catablicas influyen tambin en las concentraciones intracelulares de intermediarios y productos finales.

As pues, la concentracin de cualquier ligando depender de combinaciones especficas de alelos en genes que codifiquen protenas de las rutas enzimticas.

El nmero de individuos heterocigticos puede variar de una subpoblacin respecto a otra, lo que constituye un principio bsico en la genmica nutricional. Los componentes de la dieta tambin pueden afectar directamente a las rutas de transduccin de seales.

El t verde contiene polifenoles, como el 11-epigalocatequin- 3-galato (EGCG), que inhibe la fosforilacin de la tirosina del receptor Her-2/neu y del receptor del factor de crecimiento epidrmico, por lo que se inhibe la va de sealizacin del fosfatidilinositol 3-cinasa Akt cinasa ruta NF-B. La activacin de la ruta NF-B est asociada con algunas formas de cncer de mama.

La fosforilacin del receptor para el factor de crecimiento derivado de plaquetas est tambin inhibida por el EGCG y sus derivados. Algunos cereales, como el arroz, contienen inositol hexafosfato, capaz de inhibir la transformacin celular inducida por el factor de crecimiento celular por sus acciones en la fosfatidilinositol 3-cinasa. El resveratrol, el fenetil isotiocianato, la genistena o los retinoides tambin afectan a las rutas de sealizacin celular. El hecho de que algunos componentes de la dieta desempeen un papel clave en la regulacin de la expresin gentica est fuera de dudas.

El genoma humano es sensible al entorno nutricional, de modo que algunos genes pueden modificarse en respuesta a los componentes de la dieta, ya sean de origen vegetal o animal.

POLIMORFISMOS (SNPS) Y MUTACIONES

Todos los humanos son idnticos en un 99.9% en lo que se refiere a la secuencia gentica; sin embargo variaciones del 0.1% en la secuencia, ocasionan las diferencias en los fenotipos (pelo,colordepiel, altura, peso, etc.) y una susceptibilidad individual para la enfermedad o para la salud. Las alteraciones en el fenotipo son resultado de diferencias en la expresin gentica o de procesos moleculares alterados.

La forma ms comn de variabilidad gentica son lospolimorfismose un solo nucletido (SNP por sus siglas eningls"Single Nucleotide Polymorphism"), que hace referencia a la variacin que afecta a un solo nucletido en la secuencia deADNentre los individuos de unapoblacin. Este tipo de variaciones debe darse al menos en 1% de la poblacin para considerarse como un SNP.

Existe cierta confusin a la hora de caracterizar las distintas variantes genticas identificadas en los distintos estudios como SNPs o mutaciones. Las mutaciones implican algncambioen el material gentico, que puede ir desde un simple nucletido a una prdida importante del material gentico, por tanto engloban tambin a los SNPs. Normalmente las mutaciones son consideradas patolgicas o anormales, mientras que los SNP se pueden considerar variaciones normales en la secuencia de ADN entre unos individuos y otros. Se podra decir que la mayora de los SNP proceden de mutaciones silentes, representando ms del 90% de todas las variaciones genmicas humanas. Estas aparecen cada 100 a 300 bases de promedio, estimndose que el Genoma Humano contiene sobre los 10 millones de SNPs.VARIANTES GENTICAS Y SU RELACIN CON LA ENFERMEDAD

La progresin desde un fenotipo sano a un fenotipo con una enfermedad crnica debe producirse por cambios en la expresin o por diferentes actividades de protena y enzima. Dado que los componentes de la dieta son regularmente ingeridos y participan directa e indirectamente en la regulacin de la expresin gentica, ungrupode genes regulados por la dieta pueden estar involucrados en el inicio, progresin y severidad de la enfermedad.

El ejemplo ms claro de las interacciones entre genotipo y dieta en enfermedades crnicas es la diabetes tipo II, una condicin que frecuentemente ocurre en individuos obesos y sedentarios y en algunas minoras. Una vez diagnosticados de Diabetes tipo II, algunos individuos pueden controlar los sntomas incrementando la actividadfsicay reduciendo elconsumodecaloras, la expresin de la informacin genmica se modifica por el cambio de lasvariablesdeestilo de vida.

Otros individuos son difciles de tratar mediante intervenciones y requieren tratamientos con frmacos. Muchas enfermedades crnicas no muestran la plasticidad del fenotipo vista en algunos casos de DM II, es decir, los sntomas no son reversibles despus del algn evento iniciador.

Sin embargo, las interacciones del genotipo con la dieta contribuyen a la incidencia y severidad de la obesidad, ateroesclerosis, muchos tipos de cnceres,asmay enfermedades crnicas.

Muchos laboratorios caracterizan la expresin de genes candidatos en los diversostejidosdeanimalesdelaboratoriosometidos a dietas variables y/o restriccin calrica. Las tecnologas del DNA han extendido esta aproximacin a mltiples genes cuyosproductosparticipan en las rutas metablicas.

El estudio de la regulacin de genes nicos o mltiples por la dieta requiere:

Determinar las causas del cambio de expresin de cada gen Cul o cules son los subgrupos de genes responsables de un fenotipoconcreto?

Es el patrn de expresin de genes nico para ese genotipo?

Lasinvestigacionessugieren que los sujetos tienen patrones de expresin de genes nico en funcin de la dieta y del genotipo. Las diferencias individuales cuantitativas, cualitativas- complican los intentos de encontrar patrones en la expresin de genes modificados por la dieta.Adems conocer la dieta de los sujetos es difcil, ya que ha de ser recordada y con frecuencia el recuerdo puede ser impreciso. Por otro lado es poco factible controlar la dieta en estudios poblacionales de gran tamao, por lo que la identificacin entre la dieta y la expresin de los genes es todo un reto.Unaestrategiaconsiste en separar los factores de confusin en elanlisisde los cambios inducidos por la dieta sobre los patrones de expresin gnica en animales de laboratorio o humanos. Tambin la presencia de enfermedad puede considerarse una influencia ambiental que afecta el patrn de expresin de genes.CAPITULO II: GENOMICA NUTRICIONAL

Los datos mundiales indican que la incidencia y la prevalencia de enfermedades crnicas varan entre individuos, familias y pases. En el noroeste de Europa, la frecuencia de fenilcetonuria es aproximadamente 1/10.000 nacidos vivos, pero es mucho menor en africanos e indios americanos. La enfermedad celaca ocurre en 1/3.000 nacidos vivos en Estados Unidos, sin embargo, en Irlanda se presenta con una frecuencia de 1/200. Estas diferencias se dan por interacciones y variaciones de los factores ambientales y la predisposicin gentica. Ahora, con el proyecto Genoma Humano, la gentica y la nutricin se integran en el cuidado de la salud. Este desarrollo emergente de la genmica nutricional es prometedor en el contexto teraputico de las enfermedades, y ms an en la prevencin. En el genoma humano hay cerca de 35.500 genes, entre los que hay varios alelos y millones de pares de bases diferentes entre individuos; algunas de estas diferencias pueden afectar la respuesta individual frente al ambiente nutricional. Las diferencias fenotpicas del ser humano en salud y enfermedad se deben principalmente a esta diversidad e individualidad gentica propia de todos los miembros de la especie, y de forma tambin importante a las diferentes experiencias ambientales de cada uno. La variabilidad gentica interindividual es un determinante crtico de los distintos requerimientos nutricionales.

El uso de diferentes tcnicas moleculares ha permitido la identificacin de marcadores de diferente tipo (polimorfismos del largo de los fragmentos de restriccin, marcadores de microsatlites, polimorfismos de un solo nucletido) que frecuentemente se utilizan para el desarrollo de la cartografa cromosmica, y que van a permitir seleccionar individuos susceptibles a dietas especficas.

La informacin para los procesos fisiolgicos involucrados en la nutricin se encuentra en el genoma, y determina qu nutrientes y en qu cantidades son necesarios para las respuestas homeostticas, teniendo como determinante de su expresin final la interaccin con la dieta.

La genmica nutricional establece como principal objetivo aportar el conocimiento que permita hacer un diagnstico y establecer un tratamiento nutricional basado en el genotipo individual, mediante 2 ramas principales: la nutrigentica y la nutrigenmicaCAPITULO III: NUTRIGENETICA

La nutrigentica es una ciencia aplicada marcada por los paradigmas de la farmacologa nutricional en relacin con los polimorfismos y la experiencia clnica. As como la farmacogentica busca mejorar el diseo de frmacos, segn la influencia de las variaciones genticas en el metabolismo de los xenobiticos y en las dianas de frmacos en el paciente, la nutrigentica ofrece la posibilidad de personalizar la nutricin de acuerdo con la constitucin gentica de los consumidores, teniendo en cuenta el conocimiento de las variantes genticas que afectan al metabolismo de los nutrientes y a las dianas de stos.

En definitiva, la nutrigentica hace referencia al anlisis de variaciones genticas entre individuos y su respuesta clnica a nutrientes especficos. Un ejemplo seran los individuos con diferentes valores de colesterol srico y presin arterial por variaciones genticas, aun con dieta estndar. Estas variaciones individuales se dan como polimorfismos, definidos como la diferencia en la secuencia del ADN en individuos, que pueden determinar el estado de salud y que se presentan en ms del 1% de la poblacin.

El tipo ms comn de estos polimorfismos es el polimorfismo de un solo nucletido, que adems ha demostrado ser una herramienta til para investigar el papel de la nutricin en la salud o enfermedad y su integracin en estudios epidemiolgicos, metablicos y clnicos, que puede contribuir a definir una dieta ptima en poblaciones, grupos o individuos. La evidencia de interacciones gen-nutriente se identific por primera vez en los errores innatos del metabolismo. Un ejemplo de stos es la fenilcetonuria, que es un modelo monognico. Sin embargo, en las enfermedades polignicas, la expresin gentica se determina por varios genes en combinacin con otros factores no genticos; esta ltima situacin es la que se da en la hipertensin arterial. Se han identificado varios polimorfismos de importancia para la nutricin; as, por ejemplo, aqu se incluyen los polimorfismos en genes que controlan el metabolismo del folato, los polimorfismos en genes asociados al metabolismo lipdico y los polimorfismos en genes asociados al remodelado seo.

A medida que se incremente la informacin sobre estos polimorfismos y su relacin con condiciones mrbidas, la informacin nutricional y las recomendaciones se centrarn en poblaciones ms especficas. 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 tamao corporal, la edad, el sexo, la actividad fsica y la presencia de embarazo o lactancia.

No obstante, aun cuando se lograse homogeneizar estos factores, permanece una variabilidad residual que se ha atribuido a diferencias genticas. Las recomendaciones de ingestin de nutrientes pretenden cubrir las necesidades del 95% de la poblacin sana; sin embargo, para la realizacin de recomendaciones individualizadas, la complejidad aumenta y se requiere de informacin de subgrupos con perfiles genticos diferentes y sus interacciones con las dietas.

Estos resultados estn actualmente disponibles en relacin con algunos genes y slo para pocos nutrientes. En resumen, la nutrigentica ofrece la promesa de personalizar la nutricin en funcin de la constitucin gentica del individuo, a partir del conocimiento de las variaciones en los genes y del metabolismo del nutriente. INTERACCIONES GEN-DIETA

La existencia de un componente gentico responsable de las diferencias en la respuesta diettica fue propuesta por primera vez hace ya varias dcadas, pero slo recientemente se ha empezado a examinar las interacciones gen-nutriente a escala molecular y, en su mayora, los estudios destinados a elucidarlas han sido controvertidos y no concluyentes.

Estas interacciones son dinmicas comienzan en la concepcin y continan a travs de la vida adulta. El concepto de ambiente es extremadamente complejo y amplio, y va desde el hbito de fumar, al consumo de drogas, la exposicin a toxinas y los estatus educativos y socioeconmicos. En realidad, la ingesta alimenticia es el factor ambiental al que todos estamos permanentemente expuestos desde la concepcin hasta la muerte. Por ello, los hbitos dietticos son un factor ambiental clave para la modulacin de la expresin gnica a travs de los diferentes estadios vitales.

El concepto de interaccin gen-dieta describe la modulacin del efecto de un componente diettico sobre un fenotipo especfico (por ejemplo, la concentracin plasmtica de lpidos, la obesidad o la glucemia) por un polimorfismo gentico. De manera alternativa, la nocin se refiere a la modificacin diettica del efecto de una variante gentica sobre un rasgo fenotpico.

En trminos de interacciones gen-dieta para enfermedades comunes, multifactoriales, el desarrollo ms rpido se ha dado en el rea del riesgo de enfermedades cardiovasculares, que puede cuantificarse fcilmente midiendo, por ejemplo, las concentraciones de colesterol plasmtico. El impacto de las interacciones gen-dieta sobre el metabolismo lipdico ha sido objeto de revisiones recientes.

Los beneficios potenciales de utilizar el poder de la genmica para la prevencin diettica de las enfermedades es enorme, y este enfoque se ha considerado representativo del futuro de la investigacin nutricional en la era posgenmica. En el futuro, la genmica basada en el conocimiento ser utilizada para recomendar cambios del comportamiento personalizados, lo que debera traducirse en una mejor prevencin y un mejor tratamiento de la enfermedad.

La revolucin genmica se basa en las diversas y nuevas tecnologas que ya describimos en una publicacin previa y que tienen aplicaciones en las ciencias nutricionales Unidas, la genmica, la transcriptmica, la protemica y la metabonmica, junto con la bioinformtica y la quimiomtrica, que proporcionan las herramientas para el manejo y la interpretacin de conjuntos complejos de datos, constituyen lo que conocemos como genmica funcional o biologa de sistemas.

El desarrollo de la biologa de sistemas ha transformado el concepto de interaccin gen-nutriente como proceso metablico muy especfico en uno de tipo holstico, en el que una fraccin significativa de todos los genes y metabolitos regulados pueden ser cuantificados de manera concurrente. En este concepto holstico, el todo es considerado en tanto que interaccin dinmica entre las partes.

CAPITULO IV: LA NUTRIGENMICA

La nutrigenmica es una rama de la genmica que pretende proporcionar un conocimiento molecular (gentico) en los componentes de la dieta que contribuyen a la salud mediante la alteracin de la expresin y/o estructuras, segn la constitucin gentica individual. As, por ejemplo, la nutrigenmica estudia el papel de los cidos grasos poliinsaturados en la expresin gentica de su oxidacin y utilizacin de energa.

Un concepto bsico es que la progresin desde un fenotipo sano a un fenotipo de disfuncin crnica puede explicarse por cambios en la expresin gentica o por diferencias en las actividades de protenas y enzimas, y que los componentes de la dieta directa o indirectamente regulan la expresin de la informacin gentica.

En este sentido, hay varias vas por las que los componentes bioactivos de la dieta alteran la accin de los genes. Un mecanismo primario para la modulacin de la expresin de los genes es el factor de transcripcin.

Un ejemplo es la sntesis de mediadores inflamatorios que desempean un papel crtico en numerosas enfermedades crnicas; la interleucina es la primera en activarse y estimula la produccin de muchas otras molculas de la cascada de inflamacin.

En algunas personas, se dan variaciones en los alelos de los genes de la interleucina, que se relacionan con la gravedad en que se presentan algunas enfermedades, como el Alzheimer y las enfermedades cardiovasculares. Por otro lado, hay componentes bioactivos de la dieta como el -tocoferol y algunos constituyentes del t verde que disminuyen los valores de mediadores inflamatorios.

Actualmente, las investigaciones se estn centrando en la identificacin de ms componentes bioactivos de la dieta, pues a medida que se incremente la informacin disponible, sta podr utilizarse para desarrollar alimentos funcionales que prevengan o intervengan de forma especfica en las diferentes enfermedades.

Las interacciones del nutriente con el gen pueden variar dependiendo de la etapa vital del organismo, por lo que es indispensable considerar su naturaleza dinmica.

Ms an, tenemos constancia de que el ambiente prenatal puede influir en la fisiologa posnatal. En este sentido, estudios experimentales en varias especies de mamferos demuestran que la manipulacin del ambiente periconcepcional, embriolgico, fetal o neonatal puede alterar las funciones cardiovasculares y metablicas posteriores. El desarrollo de plasticidad provee a los organismos de la habilidad para cambiar su estructura y funcin 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 nutricin en mujeres en edad reproductora como un elemento importante para la prevencin de enfermedades crnicas.

La epigentica analiza la disponibilidad de nutrientes para el producto, que, aunque en perodos cortos, pero crticos, como en el desarrollo intrauterino, programa el metabolismo del individuo hacindolo susceptible de tener enfermedades comunes en el futuro.

EXPECTATIVAS PARA EL FUTURO

En el futuro, la informacin gentica podr utilizarse en el tamizaje de poblaciones o grupos de riesgo para determinar la susceptibilidad individual a desrdenes de alta prevalencia, como enfermedades cardiovasculares, diabetes y cncer, para as permitir aplicar medidas de prevencin primaria y secundaria.

En los prximos aos, tendr lugar el descubrimiento de ms polimorfismos de un solo nucletido y la identificacin de muchos genes susceptibles para desrdenes complejos, con la consiguiente implantacin de regmenes dietticos personalizados.

Otra aplicacin potencial de la genmica nutricional est en los alimentos fortificados y en los alimentos funcionales que intentan suplementar las necesidades humanas. En definitiva, los avances tecnolgicos que ocurren de manera paralela en nutricin y gentica han dado origen a una nueva rama cientfica, la genmica nutricional, encargada de las interacciones dinmicas entre los nutrientes y los genes, ya sea en su expresin o en su modulacin.

Estos nuevos conceptos, sin duda alguna, rompern paradigmas de dieta y morbilidad y darn lugar a nuevas evidencias respecto a la influencia de unos sobre otros, para producir estados de salud o de enfermedad. Pero, ms interesante an es que est cambiando la perspectiva de alimentacin ideal para la poblacin, ya que se ha definido con mayor claridad que los requerimientos poblacionales pueden no ser los ptimos 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 gentica, y que para otros podran resultar deletreos.

Aunque se requiere de un grado mayor de evidencia de causalidad para generar resultados de estudios epidemiolgicos que posteriormente puedan trasladarse a recomendaciones pblicas, en los prximos aos, la genmica nutricional incrementar este grado de evidencia y la nutricin personalizada ser posible y exitosa.

Si las actuales predicciones de futuro acerca de la Nutrigenmica se cumpliesen, podra ser que a medio plazo las pruebas genticas se convirtieran en la base de recomendaciones dietticas y de ejercicio personalizados.

Como ya se ha comentado, si bien la investigacin sobre Nutrigenmica se encuentra todava en una fase incipiente de desarrollo, existen ya empresas que comercializan (normalmente a travs de Internet) pruebas de Nutrigenmica. Estas empresas recomiendan dietas personalizadas a sus clientes, as como consejos sobre el estilo de vida que ms les conviene.

En efecto, el mercado que puede generar la Nutrigenmica es enorme, y sin duda asistiremos a lo largo de los prximos aos a un importante desarrollo de las ofertas comerciales que incluyan recomendaciones personalizadas basadas en la Nutrigenmica. No obstante, hemos de decir que, por el momento, dado el escaso desarrollo actual de la Nutrigenmica, es muy difcil realizar todava consejos personalizados y por lo tanto tales recomendaciones suelen ser ms generales que individuales.

Otro aspecto importante a tener en cuenta es el hecho de que hasta que no se produzca un desarrollo en la gentica y podamos comprender de forma ms profunda cules son los genes que causan las enfermedades ms comunes y cules son los mecanismos implicados en su gnesis, ser prcticamente imposible poder dilucidar con exactitud la forma en que determinadas dietas o determinado tipo de nutrientes pueden influir sobre un gen determinado.

Existen, no obstante, algunos ejemplos muy claros en los que s es posible un consejo nutrigenmico objetivo y basado en evidencias cientficas slidas. Uno de estos ejemplos es el caso de la fenilcetonuria y la galactosemia, enfermedades en las que se recomienda una dieta pobre en fenilalanina y rica en tirosina o bien libre de galactosa, respectivamente. En estos casos, se realiza un test gentico que pone de manifiesto la existencia de una mutacin en los genes que codifican las protenas implicadas directamente en el metabolismo de estos nutrientes.

Por otra parte, es importante mencionar que no todos los genes que son crticos para una determinada enfermedad estn implicados de forma directa en la gnesis de dicha enfermedad o en el beneficio nutricional.

TECNOLOGAS EN LA NUTRIGENMICA

La nutrigenmica utiliza las tcnicas tradicionales en metabolismo y nutricin pero tambin las nuevas tecnologas bioqumicas y, en particular, las denominadas tecnologas micas (transcriptmica, protemica, metabolmica).

Se nutre de los rpidos avances en el conocimiento de los genes que conforman el genoma, sus mecanismos de regulacin y cmo ciertos componentes de los alimentos inciden en estos sistemas; y se beneficia de los grandes progresos en el conocimiento de la bioqumica y fisiologa humana y, concretamente, del metabolismo.

As, la nutrigenmica dota de un valor aadido los conocimientos epidemiolgicos y los contenidos clsicos de la nutricin, confiriendo a esta ciencia una slida capacidad predictiva.Estas tecnologas modernas han capitalizado la gran cantidad de informacin aportada sobre todo a raz de la secuenciacin del genoma humano; el estudio de los genes, protenas y metabolitos y la relacin que mantienen con otros componentes y parmetros celulares y tisulares ha ido derivando en la adopcin de las numerosas denominaciones (ms de 50) de tcnicas o tecnologas acabadas con el sufijo-mico-au-oma(del griego, completo) que aparecen en la literatura cientfica.

El consorcio para losSNP(Single Nucleotide Polymorphisms) est localizando numerosos polimorfismos en el genoma humano que determinan diferencias en las caractersticas fenotpicas individuales que se encuentran en la poblacin.

En estos momentos es la tecnologa mica ms sobradamente utilizada y la que goza de unas mejores posibilidades de validacin y estandarizacin para, prcticamente, todos los mRNA trascritos, aunque se requiere una cantidad de muestra relativamente grande para aislar bastante cantidad del mRNA que se necesita.

La protemica pretende determinar todas las protenas de una muestra biolgica, incluyendo la abundancia relativa, distribucin, modificaciones post-traduccionales, funciones e interacciones con otras molculas biolgicas y, aunque se van obteniendo ya resultados, en estos momentos se perfilan desarrollos tecnolgicos que la convertirn en una tcnica muy poderosa.

La metabolmica (o metabonmica, menos preferible aqu por estar ms asociado al perfil de metabolitos en los estudios de frmacos) puede definirse como el anlisis cuantitativo de todos los metabolitos, endgenos y exgenos, de un determinado fluido biolgico, tejido o, en general, de un sistema biolgico determinado.

Independientemente de que la protemica y, ms an, la metabolmica requiera del bagaje de ms estudios que nos provean de estndares y procedimientos de rutina, aplicables de manera generalizada para el desarrollo completo de los objetivos de estas tcnicas en nutricin, hacen falta ms herramientas matemticas.

Hoy no tenemos tratamientos apropiados para los muchos miles de datos que generan los estudios y, aun siendo difcil de precisar, creemos que se procesa menos del 2% de la informacin obtenida; el resto se pierde. Esto obliga a aplicar estrategias de seleccin de los parmetros a analizar, que permiten abaratar el coste de los procesos, si bien no est claro que sea la opcin ms apropiada.

Una de las mayores dificultades la encontramos a la hora de analizar los conjuntos de datos y variables de manera combinada, teniendo en cuenta, adems, que corresponden a diferentes coordenadas de un espacio multidimensional, definido por campos distintos (gentico, clnico, nutricional, metablico, metabolmico, etc. y otros variables) que reflejan, cada uno con pautas y leyes particulares, la informacin sobre los procesos homeostticos y los equilibrios entre salud y enfermedad. La determinacin de fenotipos de salud nutricional (FSN), uno de los mayores retos.

ALIMENTOS FUNCIONALES Y DIETAS INTELIGENTES

La capitalizacin de los conocimientos sobre nuevos beneficios para la salud y el bienestar que se van delimitando es la base para el desarrollo de los llamados alimentos funcionales. Ciertos componentes alimentarios y dietas resultan ser capaces de decantar adaptaciones de nuestro organismo, dado que afectan al mantenimiento de equilibrios homeostticos determinantes de las condiciones de salud y bienestar, en el sentido de favorecer o prevenir determinadas enfermedades crnicas u otras condiciones de inters.

La nutrigenmica permitir mejorar tanto la seguridad como la eficacia de los alimentos porque proporcionar un nivel de comprensin ms preciso de las influencias de los alimentos y sus componentes en nuestros sistemas homeostticos, con nuevas aproximaciones para la determinacin de efectos, beneficiosos o adversos, en fases precoces; por ejemplo, anticipadamente al desarrollo de una enfermedad.

Eso incluye la alimentacin dirigida a subgrupos de poblacin e incluso la nutricin personalizada, dietas inteligentes diseadas de acuerdo con las demandas especficas de genotipos individuales y de su historia. Por ejemplo, se puede pensar (y ya ha aparecido propaganda comercial temeraria al respecto) que a partir de una pequea muestra de sangre o a partir de otro tipo de muestra fcilmente obtenible, se puede efectuar (y se podr hacer fcilmente, con rapidez y a un coste aceptable) una prospeccin nutrigenmica (transcriptmica, protemica, metabolmica), contrastar los resultados con los del DNA del individuo (igualmente mensurable) y as poder obtener una seleccin inteligente de dietas variadas, saludables (recomendables, por ejemplo, para los prximos veinte das), equilibradas en macronutrientes y micronutrientes y con la carga ptima de compuestos bioactivos, adems de gustosas.

Las principales dificultades que deberan superarse tienen la raz en la misma complejidad de los alimentos y prcticas alimentarias, y en la complejidad tambin de nuestros sistemas metablicos y sus sutiles interregulaciones, asimismo, hay que tener en cuenta los problemas de percepcin social, cuestiones ticas e implicaciones econmicas y sociales.

Actualmente se est acumulando mucha informacin; el genotipaje de los individuos que participan en estudios dietticos de intervencin se ha incorporado a muchos de los protocolos de estudio a gran escala; los estudios a gran escala observacionales de las relaciones entre dieta y enfermedad tambin van incorporando la investigacin de las interacciones entre dieta y genotipo.

El concepto de nutricin individualizada, el consejo diettico adaptado a cada individuo, ha seducido la imaginacin de los investigadores de la nutricin tanto en salud pblica como en teraputica. Pero hemos dicho imaginacin y no aplicabilidad y comercializacin inmediata.

Las oportunidades para la industria alimentaria a la hora de proporcionar alimentos funcionales y productos especficos adaptados a subgrupos segn genotipos especficos tambin han sido reconocidas, y el dogma general que dice que en una dieta caben o encajan todos los alimentos ha empezado a cuestionarse. Los atractivos que ofrece la nutricin personalizada, as como las implicaciones ticas y sociales que presenta, han atrado la atencin de los medios generales de comunicacin.

Teniendo en cuenta las tendencias actuales y la disponibilidad ya de platos preparados de todos los tipos y caractersticas, con sabores y olores que reflejan fielmente los orgenes tradicionales, reconocibles, deberamos afrontar el conocimiento de la respuesta nutrigenmica a estos preparados tan complejos, y no slo el conocimiento del perfil nutrigenmico de nutrientes o componentes individuales de los alimentos.

LAS INTERACCIONES GEN-NUTRIENTE EN LA SALUD Y EN LA ENFERMEDAD

Tratamos de resumir aqu la evidencia actualmente disponible sobre el papel de las interacciones gen-nutriente en la enfermedad humana. Las pruebas en lo que respecta a enfermedades monognicas son mucho ms convincentes que las relativas a enfermedades multifactoriales. Sin embargo, a pesar del limitado nmero de estudios y de los defectos de sus diseos experimentales, las pruebas preliminares sobre las interacciones gen-dieta para la ECV y el cncer son igualmente reveladoras y prometedoras, y ya se ha anticipado que en el curso de esta dcada conseguiremos el grado ms alto de evidencia. Actualmente, esta rea de investigacin est centrada, en primer lugar, en identificar los genes responsables de estos efectos interactivos y, en segundo lugar, en caracterizar los mecanismos responsables de las interacciones gen-nutriente.

GRADOS DE INTERACCIN

Como se ha indicado anteriormente, es importante considerar la naturaleza dinmica de estas interacciones a lo largo de la vida. En primer lugar, el desarrollo del feto y las condiciones in tero seran esenciales para producir las primeras interacciones gen-nutriente. En segundo lugar, en algunos casos, como en los de defectos metablicos congnitos, la nutricin en los primeros aos de vida es un determinante clave del estado de salud o de enfermedad. En tercer lugar, en el caso de las enfermedades multifactoriales, como la arteriosclerosis y el cncer, sera necesario un largo perodo de exposicin a las mismas pautas dietticas para desarrollar este fenotipo de enfermedad.

El ambiente hormonal podra ser tambin un determinante esencial de la interaccin, y esto es especialmente importante para la salud de la mujer, y podra ser la base de unas futuras recomendaciones especficas segn la edad y el sexo, basadas en su composicin gentica.

ENFERMEDADES MONOGNICAS FRENTE A ENFERMEDADES MULTIFACTORIALES

Tradicionalmente, las enfermedades han sido clasificadas como monognicas, cuando estn determinadas por un solo gen, o como multifactoriales, cuando su expresin est determinada por una combinacin de varios genes y otros factores no genticos. En cualquier caso, esta clasificacin es una simplificacin excesiva, y estamos lejos de tener una comprensin plena de la realidad.

Esto lo evidencia la enorme diversidad fenotpica de las as llamadas enfermedades monognicas clsicas, que reflejan la heterogeneidad de las mutaciones en el locus principal, la accin de algunos modificadores secundarios y terciarios, y la influencia de un gran abanico de factores ambientales.

Por ello, la mayora de los rasgos monognicos estn compartidos con los encontrados en las enfermedades multifactoriales. La dieta puede ser el factor ambiental modulador de los fenotipos, tanto para las enfermedades monognicas como para las multifactoriales. La genmica nutricional proporciona las herramientas y la evidencia para modular la expresin fenotpica de estas enfermedades.

Desde un punto de vista pragmtico, los objetivos de la genmica nutricional podran ser de cumplimiento ms fcil en las enfermedades monognicas que en las polignicas. Por esto, la comprensin de las interacciones genticas que determinan el fenotipo de las enfermedades monognicas tradicionales debera ayudarnos a ganar terreno en el campo de las interacciones ms complejas entre varios genes y factores ambientales implicados en la expresin fenotpica de enfermedades multifactoriales.

INTERACCIONES GEN-DIETA EN LAS ENFERMEDADES CRNICAS MULTIFACTORIALES RELACIONADAS CON LA EDAD

Las enfermedades multifactoriales como la ECV, el cncer, la osteoporosis y las enfermedades neurolgicas se asocian habitualmente al proceso de envejecimiento. Por ello constituyen el mayor problema sanitario en un mundo en el que la poblacin est hacindose mayor.

Alrededor de un 19% de las personas en los pases desarrollados tienen ms de 60 aos, mientras que 50 aos atrs esta cifra era de slo un 8%, y las predicciones actuales estiman que hacia el ao 2050 la poblacin que sobrepase los 60 aos de edad ser ms del doble de la actual. Se considera que el declive fisiolgico es el camino normal hacia la vejez. Sin embargo, la cada vez mayor fragilidad a la que llamamos senescencia podra no ser el destino obligado del ser humano envejecido.

Aunque es una utopa la completa eliminacin del declive relacionado con la edad, esperamos realizar importantes esfuerzos para reducir la distancia entre el envejecimiento normal y el ideal. Para conseguirlo, se han de tomar medidas a edades tempranas, y deben aportarse slidas pruebas cientficas que apoyen estas acciones. Pocas dudas caben sobre que el mejor enfoque para conseguir el objetivo del envejecimiento saludable es la prevencin de la enfermedad, que para una vasta proporcin de la poblacin podra conseguirse con unos cambios dietticos y otros relacionados con el comportamiento.

CONCLUSIONES:

La genmica nutricional y la biologa de sistemas sern la fuerza conductora de la investigacin nutricional del futuro. Estos enfoques tendrn, sin duda, implicaciones para la salud pblica, porque tienen el potencial de cambiar los hbitos dietticos en orden a alcanzar una prevencin y tratamiento de la enfermedad eficaces.

Sin embargo, la consecucin de objetivos requiere romper muchos de los moldes de la investigacin tradicional, y buscar la integracin de mltiples disciplinas y laboratorios que trabajen de forma coordinada. Adems, no debemos pensar que ya se han caracterizado todos los nutrientes de los alimentos.

Muy probablemente, en los alimentos estn presentes miles de sustancias qumicas, todava clasificadas como no nutrientes, que pueden desempear un importante papel en la regulacin gnica y, as, tener un impacto significativo sobre la salud y la enfermedad. Para concluir, creemos que los datos preliminares indican claramente que el concepto de gen- mica nutricional es acertado y que en el futuro dispondremos plenamente de la informacin contenida en nuestros genomas para alcanzar un envejecimiento ptimo, haciendo uso de las herramientas del comportamiento, y considerando la nutricin como la piedra angular de este propsito.

La genmica nutricional es un rea de investigacin en rpido desarrollo con un tremendo potencial de aportar resultados que podran cambiar la manera en que se establezcan y se lleven a cabo las orientaciones dietticas y las recomendaciones personales en el futuro. La idea es que la nutrigentica proporcionar la base para unas recomendaciones dietticas personalizadas basadas en la composicin gentica de cada individuo y en la informacin derivada de otros factores ambientales.

Esto requerir, probablemente, asegurarse de manera individual de todos los SNP informativos o, como ya han predicho otros, la completa secuenciacin del genoma. Los genetistas utilizarn estos datos para predecir la predisposicin gentica futura a la enfermedad, y esto guiar la implementacin de las medidas preventivas adecuadas.

Durante varias dcadas ha ido implementndose en muchos pases una versin muy simplificada de este concepto. A travs de programas diseados para detectar defectos metablicos congnitos, millones de bebs han sido analizados para descartar la presencia de enfermedades monognicas arras y, sobre la base de esos resultados, muchos de los afectados han sido liberados de las consecuencias a veces letales de su defecto gentico.

En muchos casos, la solucin pasa por algo tan simple como proporcionarles la correcta combinacin diettica.

Desde un punto de vista gentico, todava queda mucho trabajo por hacer, incluso para los casos de enfermedades relativamente simples, pero existen pruebas excelentes de que la idea funciona. Desde el punto de vista conceptual, la situacin que implica enfermedades multifactoriales es ms compleja.

Sin embargo, el alcance y la complejidad son muy diferentes; el objetivo de la nutrigentica es el de detectar la predisposicin a todas las enfermedades que tengan un componente gentico, y proporcionar las herramientas para su prevencin dcadas antes de que puedan manifestarse, en lugar de detectar y prevenir las enfermedades monognicas con una prevalencia muy escasa.

En resumen, la genmica nutricional ser la fuerza conductora de la investigacin nutricional futura, y tiene la capacidad de cambiar la prevencin y el tratamiento de la enfermedad mediante la dieta y un enorme impacto sobre la salud pblica.

Hay que saber, sin embargo, que la complejidad de este conjunto de objetivos de la genmica nutricional es enorme y que su cumplimiento requerir romper muchos de los moldes de la investigacin tradicional y buscar la integracin de mltiples disciplinas y la colaboracin de los laboratorios entre s.

A pesar de las dificultades descritas, las pruebas preliminares apuntan claramente a que la idea funcionar y a que, utilizando herramientas del comportamiento basadas en la nutricin, seremos capaces de abordar la informacin contenida en nuestros genomas para conseguir un envejecimiento exitoso.

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ANEXOSNUTRICION MOLECULAR: NUTRIGENETICA Y NUTRIGENOMICA