GENÓMICA NUTRICIONAL - SEMCCsemcc.com/diplome/files/Nutrigenomica - Dr. Lao.pdfFrecuentemente, las...

GENÓMICA NUTRICIONAL

- NUTRIGENÉTICA

- NUTRIGENÓMICA

Dr. Med. Jose I. Lao VilladónigaEmail: [email protected]

OBJETIVOS

‐Familiarizarse con el concepto de Nutrigenómica

‐Conocer ejemplos de nutrigenómica

‐Familiarizarse con el concepto de Nutrigenética

‐Ejemplos de Nutrigenética

‐La Nutrigenética en la práctica clínica

‐Epigenética: conceptualización

Independientemente de que reconozcamos determinados hábitos dietéticos que son NEGATIVOS o POSITIVOS de forma UNIVERSAL


INTOLERANCIAS

La intolerancia alimentaria afecta al metabolismo, pero no al sistema inmunológico del cuerpo.

a. Intolerancia a la lactosa: Déficit de la lactasa, frecuencia de aprox. 5% en caucásicos y 50-80% en otras etnias (causa primaria o genética).

Genética: Polimorfismos C/T-13910 y G/A-2201 del gen de la lactasaTolerantes: TT, CT, AA, GA Deficientes CC y GG respectivamente.

Suecos 1%

Ingleses 6%

Rusos 15%

Españoles 15%

Árabes 80%

Esquimales 83%

Mejicanos 83%

Africanos centro

83%

Tailandeses 98%

Adaptación evolutiva en poblaciones ganaderas

b. Intolerancia al gluten: una proteína que se encuentra en el trigo, el centeno, la cebada y las avenas. Esta afección se da entre 1 de cada 350 personas y una de cada 1000 en la población europea, y se denomina a veces enfermedad celíaca o enteropatía por gluten.

Genética: HLA-DQ2 (DQA1*0501 y DQB1*0201) óHLA-DQ8 (DQA1*0301 y DQB1*0302)


ALERGIAS ALIMENTARIAS

La alergia alimentaria es una forma específica de intolerancia a un alimento o uno de sus componentes, que activa el sistema inmunológico.

Un alergeno (proteína del alimento causante, que en la mayoría de la gente no produce reacciones adversas) provoca una serie de reacciones en cadena en el sistema inmunológico, entre ellas la producción de anticuerpos.

Dichos anticuerpos provocan la segregación de sustancias químicas, como la histamina, que produce varios síntomas, como picor, moqueo, tos o trastornos respiratorios.

Frecuentemente, las alergias a los alimentos o a sus componentes se heredan, y normalmente se identifican en los primeros años de vida.

La frecuencia de alergias alimentarias en la población adulta es aproximadamente de un 1-2% mientras que en niños pequeños se estima en un 3-7%. Afortunadamente entre el 80% y 90% superan estas alergias antes de los 3 años.

La alergia a la proteína de la leche de vaca es más común en bebés y niños, especialmente cuando hay antecedentes familiares de alergia. Se da en un 0,5-4% de los bebés y su prevalencia disminuye con la edad.

Mientras que las alergias al huevo y la leche de vaca pueden desaparecer, las alergias a los frutos secos, las legumbres, el pescado y el marisco suelen permanecer durante toda la vida del individuo.


Dr. Med. Jose I. Lao VilladónigaEsp. Genética Clínica

RESPUESTA DIFERENCIAL A LOS NUTRIENTES

RESPUESTA DIFERENCIAL A LOS NUTRIENTES

Dieta restrictiva en grasas y carbohidratosEjercicio moderado

Mª Carmen P. M.Mujer de 38 añosIMC=38,7 kg/m2

Colesterol 240 mg/dlTriglicéridos 460 mg/dl

Paula V.PMujer de 35 añosIMC=38,7 kg/m2

Colesterol 200 mg/dlTriglicéridos 350 mg/dl


Three months later………

También nos encontramos con respuestas PARADÓJICAS cuya explicación reside en nuestra ESENCIA individual:


TIPOS DE RESPUESTAS

NEG (-) POS (+)

ALIMENTOS FUNCIONALESSustanciación de declaraciones de propiedades saludables


Ratios de muerte causadas por infarto de miocardio, otras enfermedades isquémicas del corazón y arterioesclerosis en Hombres (45‐65 años)

TASA

ANUAL DE MUER

TES

(X10

0M HABITA

NTES)

EEUU JAPÓN


Vs.

Promedio de consumo de Omega‐3 EPA/DHA :

Dosis diaria recomendada de Omega‐3 EPA/DHA: 500‐1000 mg/día

1. AHA and ISSFAL 2. 2. Kris‐Etherton, et al. Am J Clin Nutr 2000;71(suppl):179s‐88s. 3. 3. Hibbeln. J Affect Disorders 2002;69(1‐3):15‐29.

EEUU: 150mg/ día

Europa: 300mg/día

Japón: 700mg/día


FENOTIPO CLÍNICO EN DOS ETAPAS

FENOTIPO FINAL

FENOTIPO INTERMEDIO

Colesterol T

LDLc

HDLc

Triglicéridos

Glucemia


NUTRIENTESGENES

NUTRIGENÉTICA

Polimorfismos

NUTRIGENÓMICA

Expresión de genes

NUTRICIÓN MOLECULARInteracciones Genes-Nutrientes


NutrigenéticaAnálisis retrospectivo de las variantes genéticas de los individuos que condicionan la respuesta clínica a los nutrientes.

Nutrigenómica Análisis prospectivo de las diferencias entre los

nutrientes con respecto a la regulación de la expresión de genes.


Según la combinación genética será la respuesta

Según la naturaleza del nutriente tendremos la expresión de genes que determinarán la respuesta

Interacciones entre GENES - NUTRIENTES

¿Estamos condicionados irremediablemente por nuestro genoma?

DETERMINISMO?

¿Puede la dieta cambiar el efecto de la genética sobre la salud?


Interacciones entre GENES - NUTRIENTES

¿Estamos condicionados irremediablemente por nuestro genoma?

DETERMINISMO?

¿Puede la dieta cambiar el efecto de la genética sobre la salud?

• CC: 32% población mediterránea• CT: 52% población mediterránea• TT: 16% población mediterránea




HOMOCISTEINA

HOMOCISTEINA NORMAL


Ejemplo de NUTRIGENÉTICA

Ejemplo de NUTRIGENÓMICA

La dieta (como factor modificable) es capaz de actuar sobre los genotipos (factores no modificables) determinando la forma en que se expresan estos últimos.

NO HAY DETERMINISMO:

Hom

ocisteína Plasmática

Genotipo C677T

consumo ácido fólico

<

consumo ácido fólico

>

CC CCCT CT TTTT

15 micromoles por litro400 µg/día


NUTRIGENÓMICA SOBRE NUTRIGENÉTICA

La Apolipoproteína humana A1 (APOA1) constituye el mayor componente proteico de las lipoproteínas de alta densidad (HDL, por sus siglas en inglés).

Niveles bajos en suero de APOA1/HDL son causa de riesgo de enfermedad coronaria arterial.

El polimorfismo del gen de la APOA1 humana tiene tres genotipos: tres resultados diferentes.

AA: Se favorece con dieta RICA en AGPIAG: Se favorece con dieta RICA en AGPI

GG: NO Se favorece con dieta RICA en AGPI

Cada genotipo requiere una dieta concreta, para mejorar los niveles de HDL.

Am J Clin Nutr 2002;75:38–46. dieta RICA en AGPI


¿Puede el genotipo determinar la forma en que responderemos a la dieta?


GENOTIPO AHORRADOR (The Thrifty Genotype )

Término acuñado en 1962 por el genetista estadounidense James Neel (Universidad de Minesota) para explicar porquéen la actualidad determinados grupos étnicos como los nativos de las islas de Polinesia o los indios Americanos presentan un aumento exagerado de obesidad y diabetes.

Actualmente, en un medio donde abunda la comida hipercalórica, su “genotipo ahorrador” (adquirido por sus ancestros durante millones de años de evolución para permitirles la supervivencia en condiciones de escasez de alimentos), es un factor negativo que actúa como promotor de obesidad, diabetes,. síndrome metabólico y enfermedad cardio y cerebrovascular.

En este concepto encontramos la explicación de cómo la misma cantidad de alimentos consumidos puede resultar contraproducente para algunas personas (genotipo ahorrador) mientras que para otras no ocasionan problemas.


La Apolipoproteína humana A1 (APOA1) constituye el mayor componente proteico de las lipoproteínas de alta densidad (HDL).Niveles bajos en suero de APOA1/HDL son causa de riesgo de enfermedad coronaria arterial (ECA). El polimorfismo del gen de la APOA1 humana tiene tres genotipos: tres resultados diferentes.AAAGGG

La nutrigenética permite mayor precisión en las recomendaciones

AA: Se favorece con dieta RICA en AGPIAG: Se favorece con dieta RICA en AGPI

GG: NO Se favorece con dieta RICA en AGPI

APOA1


ε2ε3ε4

Frente a la misma dieta se observará una respuesta diferente en función del alelo de APOE presente:

ε2

ε3

ε4

Hiporespondedores

Normorespondedores

HiperrespondedoresAsociación del alelo apoE4 con valores elevados de colesterol es mayor en poblaciones que consumen dietas ricas en grasa saturada y colesterol, como sucede en el norte de Europa y EE.UU. Mayor reducción en los valores de CT y cLDL cuando se modifican el tipo y la cantidad de grasa de la dieta sobre todo en varones.Ejercicio: os que más se benefician respecto a niveles de colesterol y TG.

Asociación entre el consumo de hidratos de carbono y los TG plasmáticos.Mayor beneficio al tratamiento con estatinas y fibratos


ACTTCGTAGAT

ACTACGTAGAT

GSTM1glutathione S-transferase M1

Presente/Nulo

GSTM1 es una enzima que interviene en la detoxificación de metabolitos electrofílicos que pueden actuar con efectos carcinogénicos, por ello que el alelo nulo se asocie con riesgo carcinogénico. Además, aquellos sujetos con genotipo nulo tienen mayor riesgo carcinogénico si son portadores de otros alelos también asociados a este riesgo (alelo 105Val de GSTP1).

GSTT1glutathione S-transferase theta 1

Presente/Nulo

GSTT1 se encuentra involucrado en la detoxificación de diversos metabolitos, entre los que se incluyen ciertos carcinógenos. En este gen, el polimorfismo presente/nulo está asociado a riesgo carcinogénico. Los individuos fumadores y portadores de la variante nula podrían tener un mayor riesgo de padecer cáncer de pulmón o de vejiga debido a una disminución de la capacidad metabólica de los carcinógenos asociados al tabaco.

GSTP1glutathione S-transferase pi

Ile105ValAla114Val

GSTP1 es un enzima involucrada en procesos de detoxificación. Por ello, los alelos 105Val y 114Val que se han asociado con una disminución de la actividad de GSTP1 se relacionan con mayor riesgo carcinogénico.

NUTRIGENÉTICA PARA PREDECIR

N-acetil cisteina

L- glutation

Selenio Metionina

NUTRIGENÓMICA PARA PREVENIR


INTERACCIÓN GEN-NUTRIENTES

Nutriente

Gen Expresióngen

NUTRIGENÓMICA


Según la naturaleza del nutriente tendremos la expresión de genes que determinarán la respuesta


NUTRIGENÓMICA

Los AGPI, al ligar PPARa promueven la beta oxidación en peroxisomas y mitocondrias, activando las enzimas claves peroxisoma Acil-CoA oxidasa, carnitin palmitoil transferasa, y la termogénesis.

Los Isoprenoides, en particular los relacionados con la vitamina A activan la expresión de proteínas desacoplantes y favorecen la movilización de las reservas grasas en modelos animales.

Se ha reportado que los polifenoles del té verde estimulan los sistemas de defensa frente al estrés oxidativo.

MCCANN Susan E y cols.Changes in 2-hydroxyestrone and 16α-hydroxyestrone metabolism with flaxseed consumption : Modification by COMT and CYP1B1 genotype.American Association for Cancer Research, Philadelphia, USACancer epidemiology, biomarkers & prevention 2007, vol. 16, no2, pp. 256-262

Intervention among 132 healthy, postmenopausal women, ages 46 to 75 years. Participants consumed 10 g ground flaxseed daily for 7 consecutive days. Blood and urine samples were collected at baseline and after the 7-day intervention.

IC3Bradlow HL, Sepkovic DW, Telang NT, Osborne MP. Multifunctional aspects of the action of indole-3-carbinol as an antitumor agent. Ann NY Acad Sci 1999; 889: 204-13.

SOY INTERVENTIONMaskarinec G, Franke AA, Williams AE, et al. Effects of a 2-year randomized soy intervention on sex hormone levels in premenopausal women. Cancer. Epidemiol Biomarkers Prev 2004;13:1736 – 44.


ESTRUCTURA DE ANÁLISIS SEGÚN DATOS ACTUALES

¿Qué tenemos en la actualidad respecto a lo que promete la NUTRIGENÉTICAy lo que realmente podemos hacer?


+ Tendencia IMC ≥30,00 kg/m2 (Riesgo obesidad mórbida)

Datos estructurales


+ Tendencia IMC ≥25,00 kg/m2Distribución grasa abdominalRiesgo cardiovascular


+ Tendencia IMC ≥25,00 kg/m2Distribución grasa abdominalRiesgo cardiovascular


+ Genotipo ahorradorValorar junto a datos de potencial de control

+ Necesidad de anorexígenos

Datos funcionales


+ Necesidad de anorexígenos

Datos funcionales


+ Genotipo ahorradorValorar junto a datos de potencial de control

Datos funcionales


Potencial de control

Respuesta positiva estándar

Dieta hipocalórica relativa

Necesidades nutricionales especiales

Válida una dieta hipocalórica estándar

Ejercicio con requerimientos especiales

Seguimientos y Modificaciones de hábitos para prevenir complicaciones de salud






Válida una dieta hipocalórica estándarNO sería válida una dieta hipocalórica estándar








Ejercicio sería esencial para el control de peso en este caso.




El ejercicio no sería eficaz para elcontrol de peso en este caso.


Buscando respuestas en la NUTRIGENÉTICA………


PLIN 11482 G >A: AA: el consumo elevado de hidratos de carbono complejos protege contra la obesidad. En este caso no vale dieta restrictiva de Carboh. Sino todo lo contrario ya que aumenta IMC a menor consumo de hidratos de carbono.



EPIGENÉTICA

Influencia de los nutrientes sobre la expresión crónica de los GENES

Epigenética se refiere al estudio de todos los CAMBIOS HEREDABLES y potencialmente REVERSIBLES en el FUNCIONAMIENTO del GENOMA que no alteran la secuencia de nucleótidos del ADN.


Cuando el ADN está muy metilado, está menos accesible a la transcripción y por tanto, su expresión está limitada. Cuando las histonas (las proteínas que empaquetan el ADN) están acetiladas, el ADN (suelto) es mucho más accesible y la expresión génica se facilita.



Influencia de los nutrientes sobre la expresión crónica de los GENES

Interacciones epigenéticas en periodos críticos del desarrolloDeterminando un FENOTIPO (ej. FENOTIPO AHORRADOR)

Diversos estudios epidemiológicos y estudios in vivo en animales muestran cómo la malnutrición materna durante la gestación desencadena una serie de adaptaciones metabólicas fetales ("fenotipo ahorrador") que en la edad adulta aumentan el riesgo de desarrollar enfermedades cardiovasculares, hipertensión arterial, obesidad, hiperinsulinemia

e hiperleptinemia y resistencia a la insulina y DM2, especialmente en condiciones de sobreaporte energético.

Hipotéticamente, el entorno nutricional fetal adapta al feto para sobrevivir a largo plazo en un entorno postnatal de similares características. Cuando este entorno difiere del de la vida adulta (predicción errónea), las adaptaciones fetales resultan inapropiadas y como consecuencia se desarrolla la enfermedad (Predictive Adaptative Response Hypothesis). Así, un feto que se desarrolla en un entorno nutricional adverso se adapta metabólicamente (programación o imprinting metabólico) de tal modo que en el futuro, en condiciones de sobreaporte energético, emergen la obesidad y el síndrome metabólico como consecuencia de una inadecuación con el entorno nutricional existente.

Predictive Adaptative Response Hypothesis

predicción errónea


La NUTRICIÓN MOLECULAR pretende proporcionar un conocimiento molecular (genético) sobre los componentes de la dieta que contribuyen a la salud mediante la alteración de la expresión y/o estructuras según la constitución genética individual.

1) NUTRIGENÉTICA: el grado en el cual la dieta influye sobre el binomio salud-enfermedad puede depender de la constitución genética individual,

2) NUTRIGENÓMICA: hay acciones de los componentes de la dieta sobre el genoma humano, que directa o indirectamente, pueden alterar la expresión de los genes;

3) NUTRIGENÉTICA y NUTRIGENÓMICA: algunos genes regulados por la dieta (y sus variantes) pueden jugar un papel en el inicio, incidencia, progresión, y/o severidad de las enfermedades crónicas;

4) Cualquier intervención dietética basada en el conocimiento de las necesidades nutricionales, el estado nutricional, y el genotipo (p.e. «la nutrición individualizada ») será útil para prevenir, mitigar, o curarlas enfermedades crónicas.

CONCLUSIONES


GENÓMICA NUTRICIONAL - SEMCCsemcc.com/diplome/files/Nutrigenomica - Dr. Lao.pdfFrecuentemente, las...

Documents

Transcript of GENÓMICA NUTRICIONAL - SEMCCsemcc.com/diplome/files/Nutrigenomica - Dr. Lao.pdfFrecuentemente, las...