20130919 Jornada Nutrición JE Gutiérrez: Estudio DRECE, nutrición y ecv
20130919 Jornada Nutrición JE Campillo: ¿Por qué comemos lo que comemos?
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José Enrique Campillo Álvarez Catedrático de Fisiología Universidad de Extremadura ¿Por qué comemos lo que comemos? Fundamentos evolutivos de la nutrición humana. [email protected]
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José Enrique Campillo Álvarez Catedrático de Fisiología
Universidad de Extremadura
¿Por qué comemos lo que comemos?
Fundamentos evolutivos de la nutrición humana.
En 80 años
Más de
100 Tm
ALIMENTACION Y SALUD:
La alimentación a lo largo de nuestra vida.
Alimentos sólidos
y bebidas
¿Se imaginan cuantas sustancias perjudiciales pueden
circular por nuestro organismo durante toda una vida?
3-4 kg/día
¿Cuál es la alimentación natural
para el ser humano?
¿Cómo y qué debemos comer a
lo largo de la vida para no
enfermar y procurarnos salud y
longevidad?
“No hay parte de la medicina
más mudable, ni asentada en
cimientos más movedizos que la
ciencia de la dietética. No pasa
año en que no cambie algo
fundamental”.
Y la cosa sigue igual…
G. Marañón, 1920
Piramide Ovolacto
vegetariana
La respuesta
puede estar en la
perspectiva
evolucionista
Incompatibilidad entre el
diseño evolutivo de nuestro
organismo y el uso que hoy le
damos.
MEDICINA DARWINIANA O EVOLUCIONISTA
ENFERMEDAD
Oxford University Press, 1999
Oxford University Press, 1999
Hoy se publican más
de 1000 artículos
recogidos en PubMed
Impacto de la Medicina Darwiniana en la literatura
científica internacional.
¡Dejad de seguidme!
¡Malditos muertos de
hambre!
Muchas enfermedades son la consecuencia del choque
entre nuestro diseño evolutivo y la forma de vida y de
alimentación en las sociedades desarrolladas y
opulentas
Nuestro organismo está diseñado para
adaptarse a las condiciones de vida que
soportaron nuestros ancestros:
Escasez de alimentos
Elevada actividad física
Somos hijos del hambre
Savanas secas
y arbustivas.
Mayor sequía y
crecimiento del
cerebro.
La revolución
neolítica.
Principales etapas nutricionales en la
evolución de la especie humana.
Junglas calidas
y húmedas del
Mioceno.
8 4 2 0.02 Million years b.p.
Hay tres aspectos importantes en
relación a los lípidos:
1.Son las biomoléculas menos conocidas.
En comparación con polinucleótidos, proteínas o azúcares, los
lípidos permanecen como una especie de caja negra.
J.B. German. Maternal and Child Nutrition; 2011
2. Estan relacionados con las llamadas
enfermedades de la opulencia.
Alteraciones inflamatorias y autoinmunitarias, síndrome metabólico,
obesidad, aterosclerosis, enfermedades cardiovasculares, transtornos
mentales degenerativos.
C.E.Ramsden. British Journal of Nutrition; 2010
3. Nos han hecho humanos
Primera etapa:
La vida en la selva
Pérdida de la
L-Gluconato
Oxidasa
Perdimos la capacidad de sintetizar vitamina C
Jonhson R.J., Endocrine Reviews 2009
L-gluconato oxidasa
O2 H2O2
La función principal de la vitamina C es como dador
de electrones, como ANTIOXIDANTE
Jonhson R.J., Endocrine Reviews 2009
Casi todos los animales pueden sintetizar el ácido ascórbico a partir de glucosa.
Gran colon fermentativo
FRUTAShojas, tallos, raíces
El principal metabolito que ingería era la FRUCTOSA
Polisacáridos complejos
Pocas proteínas y muy poca grasa
Los vegetales acumulan las reservas energéticas en forma
de corbohidratos. Los animales, en forma de grasa.
FRUCTOSA
TG
TG
hepáticos
TG-VLDL DEPÓSITOS
GRASOS
FA
GP
Tappy L., Physiol Rev, 2010
Efecto lipogénico mayor que el
de la glucosa
Nuestros ancestros acumularon mutaciones genéticas que proporcionaban una gran eficacia para transformar la fructosa en grasa.
Johnson R.J., Am J Clin Nutr, 2007
Year
Prevalencia de
obesidad (%)
Consumo de azucar
(kg / persona/ año)
Los azúcares son los nutrientes que más
grasas acumulan en nuestro organismo.
Límite de tolerancia
Datos de United Kingdom and U.S.A.
El abuso de fructosa en las sociedades
desarrolladas.
10 m.y. b.p.
La capacidad de
convertir fructosa en
grasa permitió
evolucionar a
nuestros ancestros.
El monosacarido que más se
consume en el mundo desarrollado
es la FRUCTOSA
Pero hoy es la causa
de obesidad y las
enfermedades de la
opulencia.
Pérdida del gen de la URICASA.
Scientific American 1989;260:76–82.
Quin L., Cardiovas. Diabetol, 2011
Ácido úrico y manifestaciones del síndrome metabólico en
pacientes diabéticos.
Número de manifestaciones del S.M.
Ácido úrico en suero
(µmol/L)
395 hombres y 631 mujeres
Hace 4 m.a.
Cambios geológicos y
astronómicos iniciaron una gran
sequía en el Este de África.
Raíces, bayas, frutos, tallos,
hojas, insectos, roedores,
reptiles, carroñas.
Alimentación precaria, con
largos periodos de ayuno.
Alimentación precaria, con largos periodos de ayuno.
Necesidad de acumular reservas de energía
El Genotipo Ahorrador
Mutaciones genéticas
Cambios en rutas metabólicas
MONO OBESO
J.V. Neel: The thrifty genotype, 1962
Ventajas de
supervivencia
Desde el
nacimiento los
seres humanos
tenemos gran
tendencia a
acumular grasa.
Los adultos somos los animales más grasos que existen
Pond and Mattacks, 1985
Association analyses of 249,796 individuals reveal eighteen new
loci associated with body mass index
Elizabeth K. Speliotes, Nat. Genet, 2010
Se encontraron 18 nuevos loci y se confirmaron los 14 loci conocidos.
Hace 3 m.a.
1. Mayor sequía
2. El comiezo del crecimiento
exponencial del cerebro.
Turkana boy, 1,8 m.y.b.p.
El género Homo
300
600
900
1200
1500
0 2 1 3 4 5 6 7
Millones de años
Chimpanzee
Ardipithecus
ramidus
Autralopithecus
H. habilis
H. erectus
H.
heilderbergensis
H. sapiens
Capacidad craneal (cc) Evolución del cerebro
humano
Schoenemann. Ann rev Anthropol, 2006
Aumentar el tamaño del cerebro desde
400 cc a 1400 requiere dos condiciones:
1.- Proporcionar la energía necesaria: El cerebro humano es el órgano más costoso respecto al consumo
energético. Gasta del 20 al 25% en adultos y del 70 al 75% en recien
nacido, del gasto energético total.
Ben-Dor M, PLoS ONE, 2011.
2.- Proporcionar los ladrillos necesarios: El cerebro requiere grandes cantidades de ácidos grasos
poliinsaturados, sobre todo de DHA.
Crawford M.A. Nutr Health. 2012
¿Cómo se logró proporcionar toda la
energía que necesita nuestro
cerebro?
Aiello L. Ann. Rev Anthropol 2002
La solución fue recurrir a consumir alimentos de origen animal
1. Las proteínas de nuestras células están
determinadas genéticamente.
Da igual el origen de las proteínas que comamos (carne,
pescado, huevos, leche, legumbres o cereales) las proteínas de
nuestro organismo siempre son las mismas.
2. Los lípidos de nuestras células dependen solo
de la dieta.
Hay un elevado recambio de ácidos grasos en las membranas
celulares y en los depósitos grasos.
3. Hay un techo fisiológico a la cantidad de
proteínas que se pueden consumir. Tal límite no
existe para las grasas.
¿Proteínas o lípidos?
Ben-Dor M, PLoS ONE, 2011.
1.El cerebro es el segundo órgano con mayor contenido en grasa
despues del tejido adiposo.
El 60% del peso seco del cerebro son fosfolípidos con
ácidos grasos poliinsaturados.
2. El ácido graso ω-3 DHA es el mas abundante y de mayor
significación funcional en el cerebro.
3. Se ha estimado que el contenido total en DHA del cerebro
humano es de 5g (aproximadamente un 1,3 % del peso seco del
cerebro).
Bradbury J. Nutrients, 2011
La grasa animal es una buena fuente de los
ladrillos necesarios para construir un
cerebro.
¿De dónde se sacaron los ladrillos
grasos específicos para construir el
cerebro?
Dos circunstancias permitieron que
nuestos ancestros obtuvieran la grasa
poliinsaturada necesaria:
1. Circunstancias fisiológicas
2. Circunstancias geológicas
1. Las circunstancias fisiologicas.
Una solución facil fue el carroñeo que además
proporcionaba alimentos ricos en PUFA ω-3.
1. Médula ósea de los grandes herbívoros
2. Encefalos
Estos alimentos podian ser extraidos con rudimentarios
utensilios de piedra.
Debilidad
física
Carencia de
armas eficaces
La caza era casi imposible
Blumenschine R.J. Sci. Am., 1992.
Marca de cuchilla de piedra al quitar la lengua de este herbívoro, al M.E.B (2,5 m.a.)
Roturas con un martillo de piedra para extraer la médula de una tibia de un bóvido al M.E.B. (2,5 m.a.)
De Heinzelin J et al: Science 1999.
Nuestros ancestros más primitivos ya manejaban utensilios de piedra que permitían un eficaz aprovechamiento de la carne y las osamentas
2. Las circunstancias geológicas.
El Mono Acuático
Grandes lagos de
aguas someras y
abundancia de vida.
Costa del
oceano Indico
E. Morgan. The Acuatic Ape. 1982. C.L. Broadhurst C.C. BJN 1998
ACIDO
ARAQUIDONICO ACIDO
EICOSAPENTAENOICO
CYCLOOXYGENASE
5 LIPOXYGENASE LEUCOTRIENOS LTA5
LEUCOTRIENOS LTA4
Balance Paleolitico: ω-6 / ω-3 = 1
Protectinas
Resolvinas DOCOSANOIDES
ACIDO LINOLEICO ACIDO LINOLENICO
Carne, visceras, tuetano, encéfalo,
huevos, pescados, conchas, vegetales
verdes, frutas, frutos secos, bayas.
PROSTAGLANDINAS PGE2
THROMBOXANOS TXA2
PROSTACICLINAS PGI2
PROSTAGLANDINAS PGE3
THROMBOXANOS TXA3
PROSTACICLINAS PGE3
Simopoulos A.P. Mol Neurobiol. 2011; Crawford M.A. Nutr Health. 2012
Hace 15.000 años terminó la última glaciación
Cuarta etapa: La revolución neolítica.
El comienzo del disbalance ω-6 / ω-3.
AGRICULTURA
Cereales
Legumbres
GANADERIA
Grasas saturadas
Carne criada con
granos
Lacteos
CERAMICA, ARTESANIA
Cocinado
Aceites vegetales
Alcohol
Pan y bollería
Dulces
Sal Cordain L. Eur J Clin Nutr, 2002.
La revolución industrial y el desarrollo de la artesanía
alejaron aun más nuestra alimentación de nuestro
diseño evolutivo.
Máquinas que nos ahorran esfuerzos
Planificación científica de agricultura y ganadería
Nuevos alimentos muy energéticos y apetitosos
Producción de tóxicos y moléculas no naturales
Las sociedades agrícolas y ganaderas tuvieron acceso a unos alimentos completamente desconocidos para el genoma paleolítico
Azúcares de elevado I.G.
La sal
Lácteos
Etanol
Cereales y legumbres
Grasas saturadas
NÚMERO DE AÑOS
NÚMERO DE GENERACIONES (30 años)
Cordain L. Am J. Clin. Nutr. 2000
Para ser digestibles los cereales necesitan ser molidos y cocinados
Los primeros morteros y piedras de moler aparecieron en Oriente Medio hace entre 10000 y 15000 años. Se trituraban y mezclaban todos los componentes del grano.
SE CONSUMÍA EL CEREAL INTEGRAL
El disbalance ω-6 / ω-3 se ha incrementado
dramaticamente en el último siglo.
ω-6 / ω-3 = 16
Carnes y huevos
de animales
criados con grano.
Disminución
de pescados y
productos del
mar.
Exceso de lacteos,
mantequilla, margarina
y alimentos
manufacturados.
Aceites vegetales
de semillas: maiz,
girasol, soja.
Exceso de
fructosa, dulces,
jarabes y
bebidas
edulcoradas.
Escasa ingestión
de frutas y
verduras y cereales
integrales.
La raíz del problema: La competición enzimática en
la elongación y desaturación de los PUFA ω-6 y ω-3.
LINOLEIC ACID
LA C18:2 N-6
LINOLENIC ACID
ALA C18:3 N-3
ARACHIDONIC
ACID AA C20:4 N-6
EICOSAPENTAENOIC ACID
EPA C20:5 N-3
Δ4 DESATURASE
ELONGASE
DOCOSAHESAENOIC ACID
DHA C22:6 N3
Los mismos sistemas enzimáticos
son utilizados por ambas rutas, de
lo que resulta competencia de
substratos.
Δ6 Y Δ5
DESATURASES
ELONGASE
Crawford M.A. Nutr Health. 2012
ACIDO
ARAQUIDONICO ACIDO
EICOSAPENTAENOICO
CYCLOXYGENASE
5 LIPOXYGENASE LEUCOTRIENOS LTA5
LEUCOTRIENOS LTA4
Protectinas
Resolvinas DOCOSANOIDES
ACIDO LINOLEICO ACIDO LINOLENICO
PROSTAGLANDINAS PGE2
THROMBOXANOS TXA2
PROSTACICLINAS PGI2
PROSTAGLANDINAS PGE3
THROMBOXANOS TXA3
PROSTACICLINAS PGE3
Simopoulos A.P. Mol Neurobiol. 2011; Crawford M.A. Nutr Health. 2012
La alimentación actual aumenta las condiciones
proinflamatorias y proateroscleróticas y la prevalencia de
enfermedades de la opulencia y desordenes mentales.
Elevada
densidad
calórica
Exceso de
purinas
Embudo
alimentario
Exceso de
fructosa y
otros
azúcares
Exceso de
grasas
saturadas
y Trans
GENES PALEOLÍTICOS
Sedentarismo
Disbalance
ω6 > ω3
Escasez de
antioxidantes
Para tener una alimentación saludable
debemos intentar armonizar nuestros genes
de la Edad de Piedra con nuestra forma de
vida en la Era Espacial.
CONCLUSIÓN FINAL
