La era de la nutrición

En un futuro se podrán realizar dietas en base a la información genética de cada individuo y así alcanzar la nutrición individualizada.

Aunque Hipócrates padre de la medicina ya desde el siglo IV a.C proclamó por primera vez  “Deja que tus alimentos sean tu medicina, y que tu medicina sean tus alimentos”, los biólogos moleculares y genetistas actuales no incluyen a los nutrimentos como una variable en estudios relacionados con el desarrollo de enfermedades. Actualmente se sabe que el exceso en el consumo de ciertos  nutrimentos son los causantes de numerosas enfermedades incluyendo la obesidad, diabetes y enfermedades cardiovasculares.

Antiguamente, los nutrimentos contenidos en los alimentos se consideraban solo como una fuente de energía y que la deficiencia de alguno de ellos podía tener consecuencias en el crecimiento óptimo del individuo. Sin embargo, con el avance de los métodos bioquímicos y fisiológicos, se empezó a conocer la función que jugaban los nutrimentos en el organismo, su valor nutricional y su papel en el metabolismo.  Entre los años 50-70’s empezó a emerger el conocimiento de la participación de algunos nutrimentos en diversas rutas metabólicas, por ejemplo la función de las vitaminas como cofactores de enzimas involucradas en rutas metabólicas. Esto fue un gran avance en el entendimiento del papel de la nutrición en la biología, que representaba un concepto muy diferente  a aquel que originalmente se pensó de los nutrimentos exclusivamente como fuente de energía.

En años más recientes (80’s), cuando la biología molecular llegó a los laboratorios de nutrición, se descubrió que los nutrimentos eran capaces de modificar fuertemente la expresión de genes y por lo tanto de proteínas. Aún el alimento más simple contiene cientos de compuestos químicos, alguno de los cuales son nutritivos, otros no nutritivos pero bioactivos, o ambos nutritivos y bioactivos.
 
Alimentación personalizada

Todos estos compuestos químicos en los alimentos pueden afectar la actividad de una proteína, receptores y rutas metabólicas.  La continua activación de una ruta metabólica por el consumo crónico de un alimento o por el exceso en el consumo de un alimento puede ocasionar el desarrollo de ciertas enfermedades como es la obesidad, enfermedades cardiovasculares e inclusive cáncer.

Las investigaciones sobre el efecto de los nutrimentos a nivel molecular dio lugar a la Nutriología molecular y esto se baso en dos observaciones:

Los nutrimentos pueden modificar la expresión de varios genes y dependiendo del genotipo (variaciones en una base nucleotídica en el DNA  de un individuo), el efecto de los nutrimentos puede variar en cada individuo dando lugar a un estado de salud diferente para cada uno de estos.

 Estas dos observaciones dieron lugar al desarrollo de la nutrigenómica y nutrigenética respectivamente.

La nutrigenómica contempla los efectos de los nutrimentos sobre la expresión de múltiples genes (genómica), proteínas (proteómica) y metabolitos (metabolómica).  La nutrigenómica estudia como los nutrimentos específicos pueden actuar sobre blancos moleculares (genes o factores de transcripción) y de esta manera tener un efecto sobre la salud. Esta nueva rama de la nutrición puede ayudar al diseño o mejoramiento de  alimentos o suplementos bioactivos o llevar a cabo modificaciones en la dieta para mantener la salud de un individuo en situaciones específicas.

Función

Es muy interesante saber que los nutrimentos pueden afectar la expresión de genes a través de diferentes mecanismos. El primero involucra un mecanismo indirecto a través del cual los nutrimentos contenidos en los alimentos pueden producir cambios en la relación de hormonas como la insulina y el glucagon que después activan factores de transcripción como SREBP-1. Por ejemplo, el tipo de proteína. Las proteínas de origen animal activan más SREBP-1 y por lo tanto estimulan más la lipogenesis y la acumulación de triglicéridos en el hígado.
 
El segundo mecanismo involucra el efecto de los nutrimentos sobre la composición de la membrana celular. Por ejemplo algunos lípidos como los ácidos grasos  Omega 3 en la dieta cambian la fluidez de la membrana y por lo tanto la distribución en la formación de  eicosanoides.

El tercer mecanismo involucra la interacción de nutrimentos con factores de transcripción que entran al núcleo y se unen a sitios específicos en el DNA. Por ejemplo, los ácidos grasos poliinsaturados que se unen al factor de transcripción PPAR y de esta manera aumenta la oxidación de estos en la mitocondria disminuyendo la acumulación  de lípidos en el organismo.

El cuarto mecanismo involucra un efecto del nutrimento sobre el equilibrio en  la oxidación-reducción que altera el estado de activación de los factores de transcripción como el NF kappa B que esta involucrado en la inflamación.

El quinto mecanismo involucra la metilación o acetilación de proteínas que rodean y se unen al DNA.

El sexto mecanismo comprende  la regulación a nivel traduccional (proceso que involucra la síntesis de proteínas a partir del RNAm) por un nutrimento. Por ejemplo, el efecto del hierro sobre la regulación de la traducción de ferritina y el receptor de transferrina.

El séptimo mecanismo involucra modificaciones covalentes de las proteínas sintetizadas. Por ejemplo, la carboxilación del ácido glutámico mediada por la vitamina K.

Conclusión

Con  la ayuda de la nutigenómica se podrán conocer los mecanismos de acción de los nutrimentos a nivel molecular y junto con la nutrigenética se podrán conocer como responden los individuos a una dieta en base a su información genética y por lo tanto se podrá en un futuro alcanzar la nutrición individualizada.

Las dietas personalizadas o dietas para grupos de individuos con una característica similar (genotipo) requerirían de una prueba genética para saber si tienen una predisposición a desarrollar una enfermedad. Con estos datos, el médico, el genetista y el nutriólogo podrán desarrollar un plan dietético personalizado basado en su análisis genético y estado de salud. Con esta información, las compañías de alimentos podrán desarrollar nuevos alimentos diseñados para grupos de individuos con genotipos similares ( susceptibilidad de los individuos a desarrollar una enfermedad específica). Por último es importante señalar que uno de los desafíos   para implementar alimentos basados en un genotipo, será analizar si estos alimentos realmente ayudan al  individuo para mantener un estado de salud adecuado.