Proyecto3 12/6/08 13:00 Página 1 Genética, Nutrición y ... · Amelia Martí Alfredo Martínez J....

Genética, Nutricióny Enfermedad

Proyecto3 12/6/08 13:00 Página 1

COORDINADORA

Mª Pilar Vaquero

con el patrocinio de

Genética, Nutricióny Enfermedad

AUTORES

Lluís Arola

Eduardo Arroyo

Isabel Baiges

Marta Bermejo Bermejo

Jordi Boada

Susana Belmonte

María Josep Bellmunt

Ángel Carracedo

Dolores Corella

Sabina Día

Juan Antonio Gómez Gerique

Carlos A. González

Hugo Gonzalo

Emilio Herrera

Mariona Jove

Meritxell Nus

Rosa Moreno Alonso

José María Ordovás

Rosa María Ortega Anta

Amelia Martí

Alfredo Martínez J.

Mª Jesús Moreno-Aliaga

Reinald Pamplona

Manuel Portero-Otín

Olga Portolés

Antonio Salas

Baltasar Ruiz-Roso Calvo de Mora

Francisco J. Sánchez-Muñiz

Mª Pilar Vaquero

Gregorio Varela Moreiras

Carolina Zúñiga Gil

© 2008 Instituto Tomás Pascual Sanz y Consejo Superior de Investigaciones CientíficasISBN: 978-84-00-08662-6 NIPO: 653-08-095-0Catálogo general de publicaciones oficiales: http://www.060.es

Editado por: EDIMSA. Editores Médicos, s.A.Alsasua, 16. 28023 MADRID. Depósito legal: M-27131-2008

Reservados todos los derechos.

Esta publicación no puede ser reproducida o transmitida total o parcialmente por cualquier medio, electrónicoo mecánico, ni por fotocopia, grabación u otro sistema de reproducción de información sin el permiso por escritode los titulares del Copyright.

Prólogos: Carlos Martínez | Ricardo Martí Fluxá | Rafael Rodrigo 7

Presentación: Mª Pilar Vaquero 15

Conferencia La revolución del genoma humano. ¿Qué significa genómica,inaugural: epigenética, nutrigenética, nutrigenómica, metabolómica?

José María Ordovás | Dolores Corella 17

Capítulo 1: Importancia de la nutrición y hábitos de vida en la prevención.Estrategias de educación nutricional en la Comunidad de MadridSusana Belmonte 31

Capítulo 2: Avances en el conocimiento de las bases genéticas de la obesidadDolores Corella | Olga Portolés 51

Capítulo 3: Resistencia a la insulina: factores desencadenantesReinald Pamplona | Jordi Boada | Mariona Jove | Hugo Gonzalo Maria Josep Bellmunt | Manuel Portero-Otín 67

Capítulo 4: Avances en la prevención de enfermedades cardiovasculares. Nuevos marcadores bioquímicosJuan Antonio Gómez Gerique 79

Capítulo 5: Buscando el componente genético de las enfermedades complejas: estudios de asociaciónÁngel Carracedo | Antonio Salas 103

Capítulo 6: De las ingestas recomendadas a la nutrición personalizadaRosa María Ortega Anta 113

Capítulo 7: Importancia de la interacción dieta-genética en la prevención cardiovascularFrancisco J. Sánchez-Muniz | Meritxell Nus 125

Capítulo 8: Metabolismo del tejido adiposo y sensibilidad insulínica en la gestaciónEmilio Herrera 145

Sumario

Capítulo 9: Ácido fólico: vitamina versus marcador de riesgo en enfermedadGregorio Varela Moreiras 157

Capítulo 10: Ferropenia y otras alteraciones del metabolismo del hierro. Un problema de salud pública y su impacto actual en la población laboralMarta Bermejo Bermejo | Rosa Moreno Alonso | Carolina Zúñiga Gil 171

Capítulo 11: Detección de mutaciones y su implicación en estados patológicos del metabolismo del hierroEduardo Arroyo | Mª Pilar Vaquero 187

Capítulo 12: Fibra dietética y saludBaltasar Ruiz-Roso Calvo de Mora 199

Capítulo 13: Factores desencadenantes de la obesidadJ. Alfredo Martínez | M. Jesús Moreno-Aliaga | Amelia Martí 209

Capítulo 14: Las contribuciones del estudio europeo EPIC al conocimiento de la relación entre nutrición y cáncerCarlos A. González 221

Capítulo 15: Nutrigenómica y alimentosSabina Día | Isabel Baiges | Lluís Arola 235

Sumario (continuación)

Prólogos

La relación entre genética, hábitos alimen-tarios y estado de salud, constituye el hilo conductor de este libro, que recoge laexperiencia de un conjunto de investigadoresde varias universidades, públicas y privadas,españolas y extranjeras, de hospitales y deorganismos públicos de investigación.

El Consejo Superior de InvestigacionesCientíficas impulsó, durante el año de laCiencia 2007, iniciativas como ésta, quedifícilmente se encuadran en un área oinstituto concretos, por su diversidad deenfoques y su carácter multidisciplinar.

La situación de todo ser vivo, y por supuestodel ser humano, es el resultado de la interacciónentre su individualidad y su entorno. Comoparte intrínseca de esa individualidad, es preciso destacar el genotipo, ya que el ser humano del siglo XXI es el resultado demilenios de evolución que han conseguido lasupervivencia de aquellos individuos que hanmutado en el sentido más favorable, que mejorhan respondido a situaciones de cataclismos,sequías extremas, glaciaciones, así como a la escasez de alimento y al tipo de alimentodisponible. Así, al ambiente también pertenecela dieta, y la selección de alimentos no siemprees posible en todas las edades y en todos losgrupos poblacionales.

Para averiguar por qué unos individuosdesarrollan unas enfermedades y otros no,debe tenerse en cuenta si todos ellos viven

en un idéntico entorno -y por tanto el condi-cionante fundamental es genético- o bien silos hábitos de vida inadecuados de algunosles sitúan en una situación de mayor riesgorespecto a otros. Enfermedades degenerativascomo el cáncer, las enfermedades cardio-vasculares, o las neurodegenerativas, cuyaevolución se produce durante décadas, sonprecisamente el desencadenante de multitudde factores que han estado interactuando.

En el caso del factor genético, se trata detodo un conjunto de genes que mutan o se expresan en función de la dieta y delambiente. El individuo mutante, en términosevolutivos, en ocasiones es el que se haadaptado y sobrevive más y con mejor estado de salud.

En este sentido, cito el ejemplo de la granepidemia mundial que constituye la obesidad,y los hallazgos científicos que apuntan a quelos individuos más conservadores mantienenun genotipo ancestro, muy útil en los iniciosde la humanidad, porque permitió asimilar almáximo la escasa ración de alimento quehabía disponible, pero que en la actualidad,con la excesiva ingesta de alimentos y laescasa actividad física que caracteriza anuestra sociedad desarrollada, les coloca en el grupo poblacional con más riesgo deobesidad, diabetes, síndrome de resistencia a la insulina, enfermedades cardiovasculares,etc., con el consiguiente coste social yeconómico.

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Prólogo: Carlos Martínez

En estas circunstancias, resulta un imperativomoral de las instituciones que se dedican a la investigación científica el hacer públicoslos conocimientos que se van adquiriendo de estas interconexiones entre la Genética, la Nutrición y la Enfermedad, con el fin de proteger a los individuos y grupos depoblaciones más vulnerables y de contribuir

a establecer las pautas personales o de grupomás útiles en cada caso, para mantenerla vida con mejor estado de salud en todaslas edades.

Carlos MartínezSecretario de Estado de Investigación

G E N É T I C A , N U T R I C I Ó N Y E N F E R M E D A D1 0

Nuestra sociedad está más preocupada quenunca por su bienestar. Cualquier noticia sobrenuevos avances en medicina y nutrición tieneun alto calado social e impacto mediático.Términos como Alimentos Funcionales, Nutri-genómica, Nutrición personalizada y otrosaparecen en los medios de comunicaciónoriginando expectativas y promesas sobre saludy bienestar en las que, a veces, habría queponer un toque de realidad y rigor científico.

Paradójicamente, al mismo tiempo la sociedadoccidental envejece y el hábito sedentario y una nutrición incorrecta, tanto en cantidadcomo en calidad, han disparado el aumentode enfermedades degenerativas asociadas ala llamada sociedad del bienestar, alarmandoa las administraciones que preocupadas porel enorme esfuerzo social que supondrá la creciente atención de las enfermedadesdel bienestar y sus secuelas, se esfuerzan enprevenirlas difundiendo y promoviendo losmejores hábitos nutricionales y de vida que la ciencia va aconsejando. La industria ha de cooperar en este esfuerzo y para ello debe empezar conociendo, comprendiendoy compartiendo los conocimientos generadospor la ciencia.

Esta década ha traído importantes cambiosen nuestra visión sobre Nutrición y Salud. En el 2003 se completó, tras trece años de esfuerzo, la secuencia completa delgenoma humano. La potencia de las técnicasexperimentales, el conocimiento científicogenerado y el trabajo en cooperación han

abierto nuevos campos y expectativas en lamedicina, la farmacia y también en la modernaindustria alimentaria.

Nutrigenómica, proteómica y metabolómicason ciencias emergentes que estudian lasrelaciones entre salud, nutrición y herenciagenética desde enfoques distintos. El caudalde información suministrado por estas nuevasciencias es inmenso, pero por cada respuestaobtenida surgen cien nuevas preguntas.Cada día nos vamos conociendo más anosotros mismos y ese conocimiento pone de manifiesto las interrelaciones entre dieta y salud o enfermedad, justificando la famosafrase de Hipócrates que tanto nos gusta ennuestro Instituto: “Deja que el alimento seatu medicina y la medicina tu alimento”.

Pero la Ciencia también nos indica que sibien la Humanidad en lo global es una, en loparticular, los individuos que la componenson plurales, resultado de siglos de deriva yselección genética que han introducido dife-rencias entre ellos y estas diferencias explicano pueden ayudar a explicar los numerososresultados contradictorios o no concluyentesobservados en los estudios poblacionales y las diferentes respuestas individuales o de grupo ante unos determinados medica-mentos, dieta alimentaria o hábitos de vida.Los hallazgos de la Nutrigenética parecenindicarnos que dotaciones genéticas que hacemiles de años fueron óptimas y posibilitaronla supervivencia, en las circunstancias actualesse han vuelto inadecuadas o adversas.

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Prólogo: Ricardo Martí Fluxá


Aprovechando el pensamiento de Scheller y Heidegger, parecería que nunca hemossabido tantas cosas sobre el hombre y nuncahemos sabido menos de cada hombre.

El Instituto Tomás Pascual Sanz para la Nutricióny la Salud no puede estar ajeno a este cono-cimiento emergente y por ello aceptó congran placer la iniciativa de la doctora PilarVaquero del Consejo Superior de Investiga-ciones Científicas de organizar el seminario

cuyo fruto final es este libro. Nuestro agra-decimiento al CSIC, a la Comunidad deMadrid y a la Universidad Complutense,el esfuerzo conjunto de todos ha hechoposible aprender y compartir.

Ricardo Martí FluxáPresidente Instituto Tomás Pascual Sanz

para la Nutrición y la Salud

Prólogos

Las disciplinas científicas son, en definitiva,parcelaciones arbitrarias de la realidadcognoscible, que hemos ido levantando a lolargo del tiempo, con el fin de poder trabajarcon mayor detalle y, por lo tanto, más eficaz-mente, el de otra forma inabarcable campodel conocimiento.

Incluso las grandes áreas académicas, comola Química, la Física, la Biología, la Matemática,que escribo con mayúsculas a conciencia, nodejan de ser sino diferentes vías de accesopara la comprensión de la realidad.

Sin embargo, a la hora de plantearnos temasde investigación de cierta complejidad,observamos cómo nos vemos obligados, con frecuencia, a romper las costuras de lasdisciplinas tradicionales, para que el trajeresultante se adapte mejor a nuestras necesi-dades epistemológicas.

El hecho es que el Consejo Superior de Inves-tigaciones Científicas tiene incorporado esteplanteamiento transdisciplinar a su propiaorganización y de este modo, sus áreas deconocimiento no reproducen los esquemasdisciplinarios clásicos, tradicionales de las facul-tades universitarias, sino que se han establecidosobre ejes temáticos como “alimentos”,“recursos naturales” o” ciencias agrarias”.

Este libro que el lector tiene en sus manos es un ejemplo de este acercamiento trans-disciplinar a un tema complejo, a saber, el de las interacciones que se producen enmuchas patologías entre la base genética,

las dietas alimentarias, la bioquímica delmetabolismo y sus implicaciones para lasalud pública.

El Acuerdo Marco suscrito el pasado añoentre el CSIC, la Universidad Complutensede Madrid y la Dirección General de SaludPública y Alimentación de la Consejería de Sanidad de la Comunidad de Madrid, a través de su Instituto de Salud Pública, para realizar actividades de investigación,formación y divulgación en la temática de lainteracción Genética-Nutrición-Enfermedad,ya ha comenzado a dar sus frutos. Así, serecogen en este texto las ponencias presen-tadas en el Workshop celebrado en octubrede 2007, y tanto para aquellas jornadascomo para la edición del presente libro se hacontado con la financiación e impulso delInstituto Tomás Pascual, que entre sus obje-tivos incluye promover la investigación ydivulgación en Nutrición y Salud.

El carácter multifactorial del libro, así como el hecho de que sus autores procedan dediferentes instituciones, constituyen unejemplo de la cultura institucional del CSIC,que aspira a seguir manteniendo su políticade puertas abiertas, de superación de verdadesestablecidas y de compartimentos estancos.

Rafael RodrigoPresidente del Consejo Superior

de Investigaciones Científicas

Prólogo: Rafael Rodrigo

Prólogos

El siglo XX constituyó la gran revolución deldescubrimiento de las vitaminas que resolvierongraves problemas carenciales. También ladistinción entre aminoácidos esenciales y noesenciales, tipos de ácidos grasos y susfunciones, identificación de nuevos elementostraza y ultratraza, concepto de fibra y susfracciones, y la asociación de todos estosnutrientes con el desarrollo de enfermedades.Otro gran avance del pasado siglo fue eldescubrimiento de la doble hélice del ADN y el código genético. Pero Nutrición y Genéticason ciencias que empiezan a comprenderse yconvivir en el actual siglo XXI. Los términosgenética nutricional, nutrigenética y nutri-genómica afloran. Se trata de entender porqué unos individuos responden a una dieta yotros no, lo que en la jerga científica señalamoscomo sujetos “respondedores” y “no respon-dedores”, y cuál es el mecanismo molecularque subyace en esa diferente respuesta.

Superados los t iempos de escasez dealimentos, y cuando tenemos todo un abanicode recomendaciones dietéticas, pirámides,guías para la población, nos damos cuentade que para determinados individuos unpatrón de dieta puede no ser efectivo. Las enfermedades de la civilización moderna-obesidad, osteoporosis, arteriosclerosis,diabetes, cáncer, etc.- son trastornos multi-factoriales. Los genes del pasado y nuestrasociedad actual ¿son compatibles? ¿cómointeraccionan los hábitos de vida con losgenes? ¿qué genes predisponen a enfer-medad cardiovascular? ¿cuáles a obesidad?.

Estas preguntas, a modo de titulares deperiódico, son las que se puede hacer cualquierpersona interesada en mantener su salud.Los factores genéticos interaccionan con losambientales, entre los que se incluyen loshábitos alimentarios. Además, en la mayoríade las ocasiones las enfermedades de altaprevalencia tienen una base poligénica, lo queobliga a todo un despliegue de herramientasmetabólicas y bioinformáticas para asociar losmúltiples polimorfismos genéticos con otrosfactores ya conocidos del riesgo de enfermedad.

En este libro recogemos los temas presentadosen el Workshop Genética-Nutrición-Enfer-medad, celebrado en la sede central delConsejo Superior de Investigaciones Científicas,en octubre de 2007, año de la Ciencia.Incluye temas candentes como la disyuntivaentre recomendaciones dietéticas y nutriciónpersonalizada; la implicación de la Nutriciónen la Salud Pública y la necesidad de fomentarla educación nutricional; las bases gené-ticas de las enfermedades cardiovasculares,obesidad y anemia ferropénica; la interaccióngenotipo-dieta-actividad física; los factoresdesencadenantes del cáncer, de la resistenciaa la insulina, y en definitiva los conocimientospara discernir entre los factores modificablesy no modificables que condicionan la apariciónde estas enfermedades.

La posibilidad de recopilar este material y reunir a expertos de prest igio inter-nac ional , ha s ido pos ib le grac ias a lacolaboración de instituciones y personas.

Introducción: Mª Pilar Vaquero


Desde estas líneas agradezco sinceramente al Consejo Superior de InvestigacionesCientíficas, a la Dirección General de SaludPública y Alimentación de la Comunidad de Madrid, y a la Universidad Complutensede Madrid, porque este libro y el Workshopque lo precedió se han realizado bajo elamparo del acuerdo marco suscrito entre los tres organismos públicos, con el objetivode estimular la investigación, difusión yformación en la interacción Genética-Nutrición-Enfermedad (GENUTREN). Además,el mencionado encuentro y este volumenhan contado con la financiación y el impulsodel Instituto Tomás Pascual que apuesta por e l fomento de la inves t igac ión y divulgación en todos los temas de Nutrición y Salud.

Respecto a las personas, este libro no habríasido posible sin el esfuerzo y dedicación de MarcoAntonio Delgado y Alfonso Perote, del InstitutoTomás Pascual, y el apoyo de Eduardo Arroyo dela Universidad Complutense de Madrid, y SusanaBelmonte de la Comunidad de Madrid. Tambiénagradezco sinceramente la labor desinteresadade los miembros de la secretaría científico-técnica: Carlos Baeza, Beatriz Ceacero, Ana López-Parra, Dolores Martín de Santa-Olalla,Jorge Martínez, Santiago Navas-Carretero,Ana Mª Pérez-Granados y Miriam Tirado.

Mª Pilar VaqueroCoordinadora Científica

CONFERENCIA INAUGURAL

La revolución del genoma humano. ¿Qué significa genómica, epigenética, nutrigenética,nutrigenómica, metabolómica?

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Resumen

Desde hace décadas es conocida la existenciade una distinta respuesta inter-individual a la misma dieta. Sin embargo, los factoresimplicados en esta diferente respuesta no son bien conocidos, hipotetizándose una importante modulación genética. Los nuevos conocimientos derivados de la secuenciación del genoma humano, y detoda la tecnología asociada, posibilitan suintegración en la nutrición clásica, dandolugar al auge de una nueva discipl ina, l a Genómica Nut r i c iona l o Nut r i c iónMolecular, que promete una mayor perso-nal ización de las dietas. Sin embargo, para que estas promesas se hagan realidadson todav ía necesar ios más estud ios que aporten un mayor nivel de evidenciacientífica. Tanto es así, que en esta disciplinatan reciente, todavía existe confusión acercade la delimitación de sus conceptos. En estesentido, dos términos están emergiendo con fuerza: nutrigenética y nutrigenómica.

La nutrigenética se centraría en el estudio de ladistinta respuesta fenotípica a la dieta, mientrasque la nutrigenómica estudiaría los mecanismosmoleculares que explican la distinta respuestafenotípica a la dieta en función del genotipo,interrelacionando estos cambios con aspectosproteómicos y metabolómicos. Con esta deli-mitación de conceptos, el término GenómicaNutricional supondría una mayor generalización,y englobaría tanto nutrigenética como nutri-genómica. También se revisarán los conceptosde epigenética, metabolómica y otras ómicasrelacionadas.

Introducción

Frecuentemente se afirma que la nutrición esuna ciencia muy reciente ya que, aunque la rela-ción entre el consumo de alimentos y la salud hasido observada desde la antigüedad, la palabra“nutrición” no fue utilizada con frecuenciahasta la segunda mitad del siglo XVIII, cuandoel químico francés Lavoisier estableció lasbases científicas de la nutrición moderna.

La revolución del genoma humano. ¿Qué significa genómica,epigenética, nutrigenética,nutrigenómica, metabolómica?José María Ordovás y Dolores CorellaNutrition and Genomics Laboratory, JM-USDA Human Nutrition Research Center on Agingat Tufts University, Boston, MA, Estados Unidos y Genetic and Molecular Epidemiology Unit,Valencia University and CIBER Fisiopatología de la Obesidad y Nutrición, Valencia, Spain

Conferencia inaugural

Desde entonces, los progresos en esta cienciase han sucedido de manera paulatina,avanzando desde la focalización en el estudiode las enfermedades carenciales, que centróel interés de los investigadores en la primeramitad del siglo XX, a la exhaustiva investigaciónsobre nutrición y enfermedades crónicas, que dominó la segunda mitad del siglo XX.También frecuentemente se afirma que lanutrición es una disciplina muy compleja enla que todavía no se dispone de los instrumentosni herramientas metodológicas suficientespara estudiar el aporte e inter-relación de todoslos componentes de la dieta con la suficienteprecisión, por lo que frecuentemente se incurreen sesgos en los estudios epidemiológicosque contribuyen a incrementar la confusión delos nuevos en la relación entre dieta y salud (1).Además, a esta dificultad en la medida de ladieta, se suma otra complejidad frecuente-mente observada que es la distinta respuestainter-individual a la misma dieta en funciónde las características específicas de cadapersona (2-4). Múltiples estudios han obser-vado la distinta respuesta inter-individual a la dieta determinando diversos fenotipos(obesidad, aumento de colesterol plasmático,concentraciones de vitaminas o minerales enplasma, etc.), y han clasificado a los individuosen normo-respondedores, hipo-respondedoreso hiper-respondedores en función de si surespuesta fenotípica a la dieta era la esperada,menor a la esperada o superior a la esperada,respectivamente. Sin embargo, a pesar delconocimiento de esta distinta respuesta, losmecanismos que la explican no se conocen.Por ello, se hipotetiza que el conocimiento delgenoma humano puede ser muy importantepara ayudar a descifrar los mecanismos molecu-lares que determinan la respuesta inter-individualy generar así una serie de bio-marcadores derespuesta que permitan conocer con antelacióna la intervención dietética, el éxito de la misma.Así, tras la publicación de la finalización delProyecto Genoma Humano y la realización de supublicación conmemorativa en abril de 2003 (5),

se afirma que en el siglo XXI la nutriciónentra en la nueva era de la Genómica Nutri-cional (6). La integración en la nutriciónclásica de los conocimientos derivados de la secuenciación del Genoma Humano, y de toda la tecnología paralela, ha dadolugar al auge de una nueva disciplina, laGenómica Nutricional o Nutrición Molecular,que promete un mejor tratamiento y preven-ción de las enfermedades a través de dietasmás individualizadas (7). Para comprendermejor las realidades y promesas que nos ofreceesta disciplina es necesario tener un buenconocimiento tanto de nutrición como degenética y de biología molecular. Ya que enlos últimos años, los avances más espectacu-lares se han producido en el ámbito delgenoma humano, revisaremos brevementelos orígenes de este proyecto, sus objetivos,los conocimientos generados, las tecnologíasdesarrolladas y el estado actual y previsionesfuturas de la genómica y de otras ómicasparalelas así como su integración en lanutrición clásica.

La revolución del genoma humano

El 1 de junio de 2007 se publicó en Naturenews que se había presentado, almacenadaen dos DVDs, la primera secuencia completadiploide de una persona. Esta secuencia,presentada en Houston por Richard Gibbs,Director del “Human Genome SequencingCenter” en el “Baylor College of Medicine”,y por Jonathan Rothberg, fundador de la compañía biotecnológica denominada“454 Life Sciences”, se había conseguido porun coste inferior a un millón de dólares.Además, dicha secuencia tenía el valor simbó-lico añadido de pertenecer a James D. Watson.El Dr. Watson nacido en Chicago, Illinois, en 1928, recibió en 1962 el premio Nobel deFisiología y Medicina por su descubrimientode la doble estructura helicoidal del ADN,descubrimiento que fue crucial para losavances posteriores en el estudio de su función.


Watson publicó este descubrimiento juntocon Francis Crick, investigador del laboratorioCavendish en Cambridge, Reino Unido, el 25de abril de 1953 en la revista Nature (8). Sus hallazgos se basaron en los trabajosprevios del bioquímico Erwin Chargaff, quienen 1950 demostró que en el ADN, el númerode bases adenina (A) era igual al de timinas(T) y el de citosinas (C) al de guaninas (G) (9).También fue fundamental para la publicaciónde Watson y Crick la contribución de lagenial investigadora Rosalind Franklin, quientrabajaba en King´s College de Londres encolaboración con Maurice Wilkins. En mayo de1952, Rosalind Franklin, con un difractómetrode rayos X obtuvo la excelente fotografía(denominada foto número 51) del ADNhidratado que permitía ver una perfecta X enel centro, a partir de la cual dedujo la formahelicoidal, en forma de escalera de caracol dela macromolécula de ADN. Dicha foto fuemostrada por Wilkins a Watson y Crick antes desu publicación por Rosalind. Wilkins compartióel premio Nobel de 1962 junto con Watson yCrick, Rosalind falleció de cáncer en 1958 a los 38 años, posiblemente por la intensaexposición a los rayos X en su trabajo.

Con los descubrimientos de estos investi-gadores comenzó una época dorada en labiología molecular. Se descifró el código gené-tico y se descubrieron nuevas tecnologíasque permitían avanzar en el conocimiento delas funciones del gen. Sin embargo, se seguíadesconociendo la localización de los genesen los cromosomas humanos, la secuencia dela mayoría de ellos y la posible asociación delas alteraciones en la secuencia con los distintosestados de salud-enfermedad. Ante esta limi-tación de conocimientos, Robert Sinsheimer,rector de la University of California, en SantaCruz, Estados Unidos, organizó en 1985 elprimer congreso para discutir los aspectostécnicos de la secuenciación del genoma, ideaque fue madurando en los años posteriores,en los que surgieron distintas iniciativas (10).

Tras superar algunos enfrentamientos inicialesentre investigadores del Departamento de Energía (DOE) y los Institutos Nacionalesde la Salud (NIH), de los Estados Unidosacerca del liderazgo en el proyecto, en 1990,presentan una propuesta conjunta para sufinanciación. En esta propuesta, plantean la creación de grupos de trabajo para lasecuenciación, mapeo, creación de bases de datos, y estudio de las implicacioneséticas, legales y sociales derivadas de lasecuenciación del genoma humano. Con ello,el 1 de octubre de 1990 se inicia oficialmenteel Proyecto Genoma Humano como proyectopúblico de investigación internacional al que se suman otros países (10). Aunqueinicialmente se fijó el año 2005 como fechade finalización del Proyecto Genoma Humano,gracias al espectacular desarrollo de labiotecnología y de la bioinformática, asícomo de la competencia privada, la finali-zación oficial del Proyecto pudo llevarse acabo mucho antes. Aunque la presentaciónoficial de la finalización del Proyecto GenomaHumano se realizó en abril de 2003 (5),coincidiendo con el 50 aniversario de lapublicación de la estructura de la doble hélice de ADN por Watson y Crick (8), y supublicación final en octubre del 2004 (11), ya en febrero de 2001 se realizaron lasprimeras publicaciones de los borradores delgenoma humano. A la iniciativa del consorciopúblico internacional, se sumó la compe-tencia privada en la secuenciación del genomaa través de la empresa denominada CeleraGenomics, dirigida por Craig Venter, quienunos años antes había liderado el proyectopúblico. Durante la misma semana de febrerode 2001, se publicaron los dos borradoresdel genoma humano en dos de las revistascientíficas internacionales más prestigiosas.En Nature, se publicó la versión preliminar del genoma humano a la que había llegadoel denominado consorcio público interna-cional (12); y en Science, se publicó la versiónde Craig Venter (13).

2 1La revolución del genoma humano. ¿Qué significa genómica...Conferenciainaugural

Es precisamente la secuencia completa delgenoma diploide individual de Craig Venter,la primera que ha sido publicada en unarevista científica, en septiembre de 2007 (14).Recordemos que la secuencia individual de Watson, que se hizo pública en junio de 2007, no fue editada. Curiosamente, de los miles de millones de pares de basesexistentes en las secuencias de los genomasde Watson y Venter, ambos han hechocomentarios de su secuencia centrados en elgen de la APOE, reflejando de esta maneraanecdótica la relevancia de esta proteína y su variación genética. El gen APOE está loca-lizado en el cromosoma 19 y codifica unaproteína con diversas funciones que ha sido implicada en el metabolismo lipídico,determinando fundamentalmente lasconcentraciones plasmáticas de colesterolunido a lipoproteínas de baja densidad (c-LDL). Este gen presenta variacionescomunes en su secuencia que dan lugar a cambios de aminoácido en la proteína enposiciones 112 y 158 (15, 16). En función de estos cambios, se distinguen tres alelos en la población, denominados: E2, E3 y E4. El alelo E2 posee el aminoácido cisteína en lasdos posiciones, el E3 posee cisteína en el aminoácido 112 y arginina en el 158 y el alelo E4 posee arginina en ambas posi-ciones. La frecuencia de dichos alelos varíasegún el origen geográfico de la población.En general, para población caucásica se haestimado en: E2 7%, E3 78% y E4 15%. En general, los portadores del alelo E2presentan menores concentraciones plasmá-ticas de c-LDL que los homocigotos E3/E3;mientras que los portadores del alelo E4,presentan concentraciones de c-LDL máselevadas que los anteriores. Además, el aleloE4 se ha asociado a un mayor riesgo de enfer-medad cardiovascular y de enfermedad deAlzheimer. En relación con este polimorfismo,el comentario de Watson al hacerse públicasu secuencia fue que se omitiera la infor-mación referente a este genotipo concreto,

puesto que no quería conocer si se encon-traba en una situación de mayor riesgogenético de enfermedad de Alzheimer. Por elcontrario, Venter, no ha tenido inconvenienteen hacer pública dicha información, comen-tando en varios foros que es un portador delalelo E4, y asume ese mayor riesgo genético.Queda todavía por conocer cuáles son losfactores ambientales que pueden modular el mayor o menor riesgo genético conferidopor el genotipo de la APOE. En el ámbito de la genómica nutricional hay que destacarque el genotipo de la APOE fue uno de los primeros en los que se centraron losinvestigadores en el estudio de las deno-minadas interacciones gen-dieta. A pesar de varias décadas de estudio, todavía no se conoce bien la modulación dietética de los fenotipos determinados por este gen, sirviéndonos de reflexión acerca del incipiente nivel de conocimientos en esta nueva disciplina y la necesidad de seguirprofundizando en la misma antes depretender aplicaciones inmediatas en saludpública.

Concepto de interacción gen-ambientey su relevancia en nutrición

La realización de análisis genéticos cada vez más rápidos y sofisticados nos permiteconocer las variaciones en cualquier lugar del genoma. Queda por saber la relevanciade dichas variaciones genéticas determinandoel riesgo de enfermedad. Muchas de lasvariantes genéticas ocurren en intrones, o noimplican cambio de aminoácido aunquetengan lugar en zonas exónicas. Otras veces,ocurren variaciones en el número de copiasde un gen, para las que todavía no se conocebien su significado. Cuando las variaciones enel genoma implican cambios de aminoácidoso se encuentran en la región promotora afec-tando la transcripción, es más fácil estudiarsu funcionalidad y ligarlas con un mayor nivelde causalidad a los fenotipos resultantes.


De todas formas, sea cual sea la naturaleza dela variación genética producida, si ésta está rela-cionada directa o indirectamente con algunaenfermedad, la primera reflexión es si esta aso-ciación con el riesgo de enfermedad se producede manera determinista (genotipo=fenotipo),o cabría la posibilidad de que existiera lo que sedenomina modulación o interacción ambiental.El ambiente (o factores ambientales) estaríaconstituido por todos aquellos factores nogenéticos e incluiría: los estilos de vida (dieta,ejercicio físico, consumo de tabaco, alcohol,estrés, etc.), el medio ambiente (contaminantesquímicos, contaminantes físicos, microorga-nismos, etc.) y la asistencia sanitaria (fármacos,intervenciones quirúrgicas, otros cuidados desalud, etc.). Para algunas enfermedades serácuantitativamente más importante la influenciagenética, mientras que para otras lo será laambiental, pero en ambas tiene que producirsedicha interacción para llegar al resultado finalen forma de fenotipo expresado (17). Cobranasí un nuevo protagonismo las denominadasinteracciones gen-ambiente en la etiología yprevención de la enfermedad. De esta forma,la información aportada por un análisis gené-tico, tan sólo nos indicaría una situaciónprovisional de riesgo que podríamos modularen función de los factores ambientales a los queestuviéramos expuestos. De entre todos losfactores ambientales, la dieta es el cuantitativa-mente más importante, ya que continuamentese está expuesto a la misma y ofrece grandesposibilidades de modificación y de adaptacióna los requerimientos concretos de cada persona.Existen ejemplos clásicos de interaccionesgen-dieta en las denominadas enfermedadesmetabólicas clásicas (18) como la galactosemia,fenilcetonuria, hiperhomocisteínemia congé-nita, etc. en los que se puede modificar el feno-tipo de enfermo conferido por alteraciones enalgún gen, con una dieta adecuada y compatiblela actividad enzimática que ha resultado dañadapor la mutación genética (por ejemplo dietasbajas en galactosa, dietas bajas en fenilalaninao dietas ricas en ácido fólico, respectivamente).

A partir de este modelo de interacción gen-dieta y de los ejemplos aportados por las enfermedades monogénicas, se quiereampliar el conocimiento a las enfermedadesmás complejas y prevalentes, como son lasenfermedades cardiovasculares, el cáncer, las demencias, la diabetes, la obesidad, etc.Para ello son necesarias todavía más inves-tigaciones, y conseguir también un mejorconocimiento del genoma. Por otra parte, es necesario mejorar también la medida de la dieta y todas las variables asociadas en losestudios epidemiológicos. Un mayor detallede todos estos aspectos se puede encontraren una amplia revisión sobre el tema llevadaa cabo por Ordovás et al (18).

A pesar de la dificultad del estudio del genomay de la dieta, cada día se va avanzando en estosdescrubrimientos, no sólo desde la disciplinadenominada genómica, sino desde todas lasdemás ómicas (el sufijo -oma tiene un origenlatino que significa “conjunto de”, por tantola anteposición de este sufijo a diferentesestudios en biología cubre las nuevas aproxi-maciones de análisis masivo específico en lasque se está enfocando la biología actual).Según el nivel de análisis, podemos encontrardistintas ómicas entre las que se encontraríanlas genómica, transcriptómica, proteómica,metabolómica, etc. (Tabla I en página siguiente).Todas estas ómicas se están incorporando ala investigación nutricional clásica para generarnuevo conocimiento en genómica nutricional.Seguidamente se comentarán brevementelos aspectos más destacados de estas ómicasy sus principales aportaciones.

Genómica

Tras la finalización oficial del Proyecto GenomaHumano, parecía sencillo abordar el estudiode la implicación del genoma en el riesgo de enfermedad. Sin embargo, estos cincoaños de nuevos descubrimientos e investi-gaciones han demostrado un mayor gradode complejidad que el inicialmente previsto.


Las variaciones en el genoma no sólo selimitan a los polimorfismos de un solonucleótido, conocidos por sus siglas en inglésSNP (single nucleotide polymorphism), y entre los que se encontraría por ejemplo el polimorfismo -1131T>C en el promotordel gen APOA5, sino que existe un amplioespectro de las mismas, cuya función no esbien conocida. En la Figura 1, se presenta unesquema conteniendo el nombre de dichasvariaciones y el rango de los tamaños de losfragmentos implicados (19). Además de los SNP, podemos encontrar inserciones ydelecciones de pequeñas secuencias de ADN en cualquier lugar del genoma quepueden dar lugar a cambios de las pautas de lectura, etc. Un ejemplo de este tipo sería el del polimorfismo +2138InsCAGACCen el gen del receptor 3 de la melano-cortina (MC3R). Este polimorfismo consisteen la inserción de seis nucleótidos CAGACCe n p o s i c i ó n + 2 1 3 8 d e l g e n M C 3 R . En algunos estudios este polimorfismo se haasociado con medidas antropométricas yriesgo de obesidad, ya que dicha inserciónpodría influir en la expresión del gen y en las subsiguientes concentraciones de mela-nocortina, la cual actuaría induciendo unadisminución de la ingesta de alimentos (20).

Otras variaciones en el genoma son las deno-minadas secuencias cortas repetidas entándem, que consisten en repeticiones una al lado de otra, de secuencias cortas (entre 2 y 100 pares de bases), un número variablede veces. Estas secuencias pueden estarrepetidas 5 veces en un individuo, 13 vecesen otro, etc. y este número asociarse a algúnfenotipo. Son de uso frecuente en enferme-dades neurológicas, un ejemplo clásico seríanlas repeticiones del trinucleótido CAG en elcromosoma 4, gen 1T15, en la enfermedadde Huntington. El gen codifica la proteínahuntingtina, que se encuentra en todas lasneuronas del cerebro. La expansión del trinu-cleótido repetido (CAG)n origina la enfermedadde Huntington por su efecto sobre la expresióno estructura de la proteína codificada por elgen 1T15. En los individuos normales existenentre 15 y 34 repeticiones de CAG, en cambio,el gen en los pacientes con enfermedad deHuntington contiene desde 35 hasta más de 66 repeticiones. Como el trinucleótido CAGcodifica para glutamina, esto hace que seproduzcan huntingtinas con una cadenaanormalmente larga de glutaminas (21).Queda por determinar el efecto de la influenciade modulaciones dietéticas en distintas etapasde la vida en la expresión de estas proteínas.


Tabla I. Nivel de análisis, definición y disciplinas integradas en la Genómica Nutricional

Nivel de análisis

GENOMA

TRANSCRIPTOMA

PROTEOMA

METABOLOMA

SER VIVO COMPLETO

Disciplina

GENÓMICA

TRANSCRIPTÓMICA

PROTEÓMICA

METABOLÓMICA

BIOLOGÍA DE SISTEMAS

Definición

Conjunto completo de genes de un organismo

Conjunto completo de moléculas de ARN mensajero presentes en una célula, tejido u órgano

Total de moléculas proteicas presentes en una célula, tejido u órgano

Conjunto completo de metabolitos en una célula, tejido u órgano

Ciencia que integra a todas las cienciasdenominadas “ómicas” en el contexto de un ser vivo

Otra forma de variaciones en el genoma son las inserciones de retroelementos. Los retrotransposones son secuencias que se han dispersado en el genoma después de una transcripción inversa a partir de ARN. Un ejemplo son las secuencias Aluhumanas, llamadas así por contener gene-ralmente en su interior una diana para laendonucleasa de restricción Alu. El genomahumano cont iene c ientos o mi les desecuencias completas o parciales Alu que se localizan en el interior de intrones y entre genes.

Sin embargo, en los dos últimos años, las varia-ciones que más interés han despertado hansido las denominadas variaciones en el númerode copias (CNVs, por sus siglas en inglés),

y que consisten en variaciones en el númerode copias de segmentos específicos de cadagen, con un tamaño mínimo de 1000 pares debases. Investigadores del Wellcome Trust SangerInstitute, en Cambridge, Inglaterra (22), encon-traron aproximadamente 2.900 genes -más del10 por ciento de los genes del genomahumano- con variaciones de este tipo. En total,el grupo identificó 1.447 CNVs distintas, con un tamaño promedio de 250.000 paresde bases, que de forma colectiva cubríancerca del 12 por ciento del genoma humano.Sorprendía pues, que existieran variacionestan grandes en el genoma, muchas de lascuales eran polimórficas y a pesar de implicargrandes fragmentos de ADN no parecíanasociarse a enfermedades importantes.


FIGURA 1 | En escala logarítmica, en función del número de nucleótidos involucrado en loscambios: desde 1 par de bases (pb) hasta más de 100 megabases (Mb), se indica el rangoaproximado en tamaño y el nombre con el que se designan las variaciones. Las variaciones másestudiadas son los polimorfimos de un sólo nucleótido y recientemente están cobrando interéslas variaciones en el número de copias. Todas estas variaciones en el ADN se estánincorporando en los estudios de genómica nutricional.

Ya que hasta entonces, la mayoría de lasinvestigaciones sobre la variabilidad genéticase habían centrado en los SNPs, se han reali-zado algunos trabajos para investigar elimpacto de las CNVs en comparación con losSNPs en la expresión génica. Así, Stranger et al (23) realizaron un análisis de asociaciónentre los niveles de expresión de 14.925transcritos en 270 individuos que participaronen el proyecto internacional HapMap, y determinaron SNPs y CNVs en estos indi-viduos. Llegaron a la conclusion de que losSNPs capturaban el 83,6% y las CNVs, el 17,7% de la expresión genética, pero lasseñales de los dos tipos de variación, teníanun porcentaje de superposición muy pequeño,situado en el 1,3%. Por ello se concluyó que es necesario estudiar ambos tipos devariaciones y no sólo los SNPs para profundizaren el estudio de la variabilidad genética. La importancia de las CNVs, así como deotras variaciones estructurales, se va incre-mentando exponencialmente, ya que amedida que se están obteniendo secuenciasindividuales completas del genoma, se estácomprobando la importancia de ta lesvariaciones, hace años atribuidas muchasveces a posibles errores de secuenciación.

En relación con las CNVs y su interés ennutrición, recientemente se ha publicado unartículo (24) que asocia, el número de copiasdel gen de la amilasa de la saliva (AMY1) conla cantidad de la proteína amilasa en la saliva.Este grupo de investigadores también haencontrado que los individuos de las pobla-ciones que consumen dietas ricas en almidón,poseen un mayor número de copias del gen AMY1 que los individuos de aquellaspoblaciones que consumen tradicionalmentedietas pobres en almidón. Por ejemplo, los yakutos -un grupo de etnia turca- delÁrtico, cuya dieta tradicional consiste enpescado, tienen menos copias de AMY1 quelos japoneses, cuya dieta incluye comidas conalto contenido de almidón como el arroz.

Estos hallazgos se han relacionado con laevolución humana, de forma que la habilidadhumana para digerir alimentos con altocontenido de almidón como las patatas,podría explicar el éxito del homo sapienssobre otras especies. Los investigadores creenque nuestros primeros ancestros humanoscomenzaron a buscar nuevas fuentes dealimento más allá de las frutas maduras quecomían los primates. Estas nuevas fuentesfueron alimentos con alto contenido dealmidón, que se encontraban en plantas en la forma de tubérculos y bulbos, esto favore-cería el desarrollo de genes AMY1, un rasgoaún más valioso, ya que facilitaría la digestióny el aprovechamiento de nutrientes permi-tiendo comer menos cantidad de alimentos y contribuyendo a un mayor desarrollo delcerebro (24).

Transcriptómica, proteómica, metabolómica y biología de sistemas

Si compleja es todavía la situación de lagenómica, requiriendo todavía más años de invest igac ión para comprender la variabilidad genética y su incorporación en los estudios nutr ic ionales, todavía existen más interrogantes y mayores lagunasmetodológicas en las ómicas derivadas de la misma. La transcriptómica puede serdefinida como el estudio del conjunto demRNAs que hay en un tejido u organismodeterminado en un momento determinado(el transcriptoma). Los microarrays o chips deADN son el principal exponente de estatecnología y se basan en el principio decomplementariedad de las cadenas de ácidosnucleicos. En un soporte se depositan enáreas micrométricas secuencias conocidas de ADN, lo que permite la representación demiles de genes en un solo chip. Cada uno de los mRNAs de la muestra a estudio, que es marcado previamente con moléculasfluorescentes, se hibridará de forma espe-cíf ica a su secuencia complementaria.


De este modo, la intensidad de la fluorescenciadetectada mediante un escáner será unamedida indirecta de la cantidad de mRNAs decada uno de los genes. Midiendo la expresiónde genes en distintas condiciones, podemosconocer qué hace que se sobre-exprese o se infra-exprese un gen y relacionarlo concaracterísticas fenotípicas (25). Sin embargo,uno de los principales problemas de estosestudios es la falta de reproducibilidad, ya que todavía hay muchas variables que no se conocen bien y que pueden influir en los niveles de expresión. Para minimizarestos probemas, se han elaborado unosestándares básicos para realizar los experi-mentos de expresión con microarrays, entreellos destacan los denominados MIAME (“Minimum Information About a MicroarrayExperiment”).

En el ámbito de la nutrición, existen algunosestudios en los que se ha demostrado dife-rencias en el nivel de expresión de distintosgenes en función de los nutrientes consumidos,entre ellos podemos citar el publicado porvan Erk et al (26) en el que estudiaron cómoun desayuno alto en proteínas o alto encarbohidratos influía en la expresión genéticaen hombres sanos. Concluyeron que estosdesayunos de dist inta composición enmacronutrientes provocaban una diferenteexpresión en 141 genes. En este conjunto degenes se encontraban sobre-representadosgenes implicados en la respuesta inmune.Además, el consumo de un desayuno rico encarbohidratos provocó una mayor expresiónde genes implicados en el metabolismo de laglucosa, mientras que el desayuno rico enproteínas se asoció con una expresióndiferencial de genes relacionados con labiosíntesis proteica.

Complementa r i a con l a t ransc r ip tó -mica, tenemos la proteómica. El término “proteoma” fue usado por vez primera en1995 para describir el conjunto de proteínasde un genoma, una célula o un tejido.

La proteómica es el estudio a gran escala de los productos génicos de un genomamediante métodos bioquímicos, con el fin deobtener una visión global e integrada de losprocesos celulares. El término proteómica se ha asociado tradicionalmente con laseparación de un gran número de proteínas deuna célula u organismo mediante 2D-PAGE(electroforesis en gen de poliacrilamida).En los años noventa, la espectrometría demasas surge como un método analítico muypoderoso, ya que elimina muchas de laslimitaciones del análisis mediante 2D-PAGE.Actualmente, la proteómica está evolucio-nando muy rápidamente y se están delimitandodistintas áreas de especialización, incluyendo:los estudios de interacciones de proteínas, de modificaciones pos-traduccionales, el análisis funcional de proteínas y estudiosde localización. También podemos distinguirla proteómica de expresión (estudio cuanti-tativo de la expresión de proteínas entremuestras que difieren en alguna variable),proteómica estructural (estudio de la locali-zación subcelular de las proteínas y de lasinteracciones proteína-proteína mediante la purificación de orgánulos o complejos y laposterior identificación de sus componentesmediante espectrometría de masas) y proteó-mica funcional, para referirse a un estudio másdinámico. La incorporación de la proteómicaen estudios nutricionales todavía es escasa,pero presenta grandes oportunidades (27).La metabolómica se centra en el análisis delas miles de moléculas que son producto delmetabolismo, como azúcares, grasas, y otrasmoléculas no protéicas. Dada la complejidadde estos análisis, se está acuñando el términode metabolómica dirigida, la cual se centraen determinadas rutas metabólicas concretaspara simplificar las interpretaciones. Máscomplejidad que la metabolómica, posee labiología de sistemas, que estudia procesosbiológicos en el organismo utilizando unenfoque sistémico y basado en la mode-lización (28).


Epigenética

Término propuesto por C. H. Waddingtonpara referirse a los cambios reversibles en elADN que hacen que unos genes se expreseno no dependiendo de condiciones exteriores.La información epigenética modula la expresiónde los genes sin alterar la secuencia de ADN.Existen diversos tipos de modulación epige-nómica, entre ellos, la metilación del ADN es el más conocido y se sabe fuertementeregulado por determinados componentes delos alimentos. La modificación de histonas,incluyendo acetilación, metilación y fosfo-rilación, es otro fenómeno epigenético muyestudiado, en cambio se conocen menos losmecanismos implicados en la denominadaimpronta genética (modificación epigenéticadel genoma que depende del origen maternoo paterno del gameto transmisor). En losúltimos años estos conceptos están siendoincorporados en los estudios nutricionales yse ha acuñado el término de epigenómicanutricional (29).

Genómica nutricional, nutrigenética y nutrigenómica

La genómica nutricional es una disciplinamuy reciente y todavía existe cierta confusiónen la delimitación de sus conceptos. Hacereferencia al estudio conjunto de la nutricióny el genoma incluyendo todas las demásómicas derivadas de la genómica (18).Dentro del marco amplio del concepto degenómica nutricional, podemos destacar dossub-conceptos denominados nutrigenética ynutrigenómica. En sus antecedentes remotos,el término nutrigenética fue empleado porprimera vez en 1975 por el Dr. R.O. Brennanen su libro titulado “Nutrigenetics: NewConcepts for Relieving Hypoglycemia” (30);mientras que el término nutrigenómica fue utilizado en 1999 por DellaPenna (31),aplicado a denominar la disciplina científicadedicada a estudiar el genoma de las plantascon objeto de producir en las mismas un

óptimo contenido en micronutrientes paramejorar su aplicación en la protección de lasalud humana. Actualmente, existe un amplioconsenso en considerar la nutrigenéticacomo la disciplina que estudia la distintarespuesta fenotípica a la dieta en función delgenotipo de cada individuo (18); mientrasque el término nutrigenómica está sujeto auna mayor varibilidad en su delimitación.Aunque muchas veces se utiliza el términonutrigenómica como sinónimo de genómicanutricional, en un sentido estricto, la nutrige-nómica se considera como la disciplina queestudia los mecanismos moleculares queexplican la distinta respuesta fenotípica a ladieta en función del genotipo. La nutrigenó-mica por tanto se centraría más en estudiarcómo los nutrientes regulan la expresión delos genes, cómo afectan los polimorfismos en la expresión y regulación, y cómo seinterrelacionan estos cambios con aspectosproteómicos y metabolómicos (32).

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Capítulo 1

Importancia de la nutrición yhábitos de vida en la prevención.Estrategias de educaciónnutricional en la Comunidad de Madrid

3 3

Resumen

La sociedad en la que vivimos va evolu-cionando y, aunque a principios del siglopasado, cuando se hablaba de alimentación,no se pensaba en la calidad ni en la segu-ridad de los alimentos, sino más bien en sudisponibilidad y cantidad, ya que éstos eranescasos y la prioridad era poder conseguirlos,actualmente en las sociedades de nuestro entorno, la situación ha cambiado de maneranotable pues disponer de alimentos ya no es una limitación y lo que preocupa es lo que comemos y cómo lo comemos,hablamos entonces de calidad y de seguridadalimentaria.

Pero además, desde comienzos del siglo XXen nuestro país, como en el resto de paísesdesarrollados, se han producido importantescambios relacionados con la industrialización,la urbanización y el desarrollo tecnológico y económico, que han dado lugar a nuevasformas de producción, procesado y distribuciónde los alimentos.

Estos cambios han modificado y ampliadoextraordinariamente los determinantes de laelección de los alimentos y, en definitiva, el comportamiento y los hábitos alimentariosde la población, con una gran repercusión enel estado nutricional de la misma.

Ciertos aspectos de esta evolución han sidorealmente positivos. Sin embargo, otros muchosrelacionados no sólo con nuestro modelodietético, sino también con nuestro estilo devida, como son la incorporación de la mujeral mercado laboral, las largas distancias delos centros escolares y laborales al domiciliofamiliar, los nuevos sistemas de organizaciónfamiliar, la existencia de menos tiempo para lascomidas durante las jornadas laborales, etc., hanpropiciado cambios en las pautas alimentariasde la población, alejándonos de nuestra dietamediterránea tradicional, basada fundamental-mente en el consumo de cereales, legumbres,aceite de oliva, patatas, frutas, hortalizas detemporada, leche, huevos, pescado y un mode-rado consumo de carne, que responde a lo quese considera dieta equilibrada y saludable.

Importancia de la nutrición yhábitos de vida en la prevención.Estrategias de educaciónnutricional en la Comunidad de MadridSusana Belmonte Dirección General de Salud Pública y Alimentación, Consejería de Sanidad,Comunidad de Madrid

Capítulo 1


Es necesario realizar intervenciones en todos losámbitos de la población, con objeto de formare informar al consumidor sobre la importanciaque una alimentación adecuada tiene sobre suestado de salud y el de su familia. Los programasde educación nutricional constituyen un buenmedio para mejorar los estilos de vida, refor-zando los hábitos saludables y modificandolos negativos, para conseguir que la sociedadcamine en la dirección correcta.

Introducción

Actualmente está ampliamente reconocida larelación entre la dieta y la salud, sin embargomuchos problemas de salud en las sociedadesdesarrolladas tienen su origen, en gran parte,en unos hábitos inadecuados. En este sentido,la conducta alimentaria representa uno de losaspectos con importante repercusión directao indirecta sobre la salud.

Sin embargo, cuando hablamos de la visiónpreventiva de la salud, es importante comenzarpor definir el concepto de salud. Utilizando elmodelo propuesto por Lalonde, definiríamosésta como una variable dependiente, influidapor los llamados factores determinantes de lasalud; éstos son:

• Factores biológicos.

• Factores dependientes del medioambiente.

• Factores que dependen del estilo de vida.

• Factores ligados al sistema sanitario.

Estos factores son modificables, al menosteóricamente, y por ello las acciones de la saludpública deben dirigirse hacia esa modificación.Lalonde en 1974, demostró que para lograrsalud había que invertir esfuerzos y recursosen los estilos de vida que tiene la gente através de la educación, de la información, a través de las políticas públicas saludables yponer recursos en los entornos, es decir,en las condiciones de vida en que vive la gente.

El informe de Lalonde introdujo por primeravez el concepto de promoción de la salud.

Posteriormente, en 1986 se realiza la PrimeraConferencia de Promoción de la Salud enCanadá, de donde emana la Carta de Ottawa,en ésta se define ya lo que es el concepto depromoción de la salud: "consiste en propor-cionar a los pueblos los medios necesariospara mejorar su salud y ejercer un mayorcontrol sobre la misma". La Carta de Ottawaestablece cinco líneas de acción, o lo que eslo mismo, cinco estrategias fundamentales.

Dice que para poder intervenir en materia depromoción de la salud es necesario:

• Promover y construir políticas públicassaludables.

• Crear un entorno saludable, entorno físico,entorno social, entorno familiar, de lascondiciones sociales, del empleo, de laeducación, etc.

• Desarrollar actitudes personales y habilidadespara la vida.

• Fortalecer la acción comunitaria en cuantoa la organización y el empoderamiento dela gente para transformar su situación.

• Reorientar los servicios de salud hacia la promoción y la atención integral y nofragmentada del ser humano.

Cuando hablamos del mantenimiento de lasalud, tenemos dos paradigmas diferentes,pero a la vez complementarios, por un ladola prevención, cuyo objetivo está dirigido adisminuir y controlar las enfermedades, y porotro la promoción, cuyo objetivo es lograr la salud y el bienestar. La prevención trata los factores de riesgo y la promoción abordalos factores condicionantes de la salud; la prevención está dirigida básicamente alnivel individual y a grupos enfermos y lapromoción está dirigida al nivel poblacional,a toda la población, sana y enferma.

Por otra parte disponemos de informaciónsobre los diez factores de riesgo identificadospor la Organización Mundial de la Salud comoclaves para el desarrollo de las enfermedadescrónicas, de ellos cinco están estrechamenterelacionados con la alimentación y el ejerciciofísico. Éstos son, además de la obesidad, el sedentarismo, la hipertensión arterial, la hipercolesterolemia y el consumo insufi-ciente de frutas y verduras.

Por tanto parece evidente que la alimentaciónpoco saludable y no practicar actividad físicacon regularidad son las principales causas delas enfermedades crónicas más importantes,pero también son susceptibles de modificarse.

Es fundamental, fomentar políticas y planesde acción destinados a mejorar los hábitosalimentarios y aumentar la actividad física enla población. Estas políticas deberán sersostenibles, integrales y buscar una ampliaparticipación de la sociedad.

En este contexto la Consejería de Sanidad yConsumo de la Comunidad de Madrid pusoen marcha el Plan Integral de Alimentacióny Nutrición. Este Plan se sustenta en tres pilares o líneas de actuación que son la Alimentación Segura, la Alimentación deCalidad y la Alimentación Saludable, esta última línea es la que contempla todas las acciones encaminadas a disminuir la tenden-cia creciente de sobrepeso y obesidad en lapoblación, y al fomento de hábitos alimentariossaludables en nuestra Comunidad.

Ámbitos de intervención

La modificación positiva de los hábitos deconsumo requiere de una política nutricionalbasada en acciones encaminadas a la infor-mación y formación de la población sobre losobjetivos nutricionales más adecuados, accionesque deben plantearse desde la infancia, yaque es en esta etapa donde se conforman loshábitos alimentarios que van a perdurar, casicon seguridad, en la edad adulta.

Sin embargo, es fundamental realizar inter-venciones en los distintos ámbitos de lasociedad de manera que se puedan reforzarlos mensajes dirigidos a la promoción de laalimentación saludable.

Ámbito escolar

Pese a que tenemos conciencia de que laescuela es la institución sobre la que desem-bocan todas las demandas de colaboraciónpara mejorar hábitos, no podemos dejar dereafirmarnos en que si queremos lograr elobjetivo de una sociedad mejor preparada enesta materia hay que trabajar en el medioescolar, tanto en las actividades realizadas enel aula como en las actividades extraescolares,ya que este entorno ofrece innumerablesoportunidades para formar a los niños sobrehábitos alimentarios saludables y constituyeuno de los lugares más eficaces para modificarlos estilos de vida de los niños y adolescentes.

3 5Importancia de la nutrición y hábitos de vida en la prevención...Capítulo 1

Plan Integral de Alimentación y Nutrición

1. Comedor escolar. Los comedores escolaresson elementos de educación para la salud,que pueden y deben aprovecharse para facilitarla asimilación de pautas alimentarias saludablespor los niños y adolescentes.

Es imprescindible conocer qué comen los niñosen la escuela y su complementariedad con losmenús que se consumen en el hogar. Ya quesi tenemos una visión clara de cómo come la población infantil y juvenil, tendremos unavisión del futuro de la alimentación en laComunidad de Madrid.

Para valorar el menú que consumen los niñosen el comedor, se utiliza una herramienta quees el Protocolo de Valoración Nutricionaldel Menú Escolar.

Este Documento tiene como finalidad, por una parte la unificación de criterios en las actividades de inspección, seguimiento y evaluación de los menús que desarrollan los profesionales (Técnicos de Área de SaludPública, Ayuntamientos que llevan a cabotareas de seguimiento de la calidad del menúescolar y Centros educativos), pero tambiénpretende ser una herramienta que facilite e incentive la necesaria cooperación de los padres, centros educativos y empresasproveedoras.

Para la valoración del menú, primeramente serecoge la información que llega a los padresy se establece la frecuencia de consumomensual de los grupos de alimentos. Poste-riormente, se hace una evaluación en base alas recomendaciones establecidas y se indicalas posibles modificaciones, correcciones o ensu caso el informe favorable de la valoración,que se envía al centro educativo.

2. Promoción del desayuno saludable.Estudios recientes llevados a cabo en Españaentre 5.000 niños y jóvenes (Estudio Enkid,1998-2000), muestran que entre un 8-9%no desayunan nada, y sólo un 25-29%, realizanun desayuno adecuado.

En la Comunidad de Madrid, la Encuesta deNutrición Infantil (2001-02) llevada a cabo enniños de 5 a 12 años, observó que el 1,6% delos niños no había desayunado nada en algunade las ocasiones en las que fueron entrevistadosy que en el 88% de los casos el desayunoproporcionó menos energía de la recomen-dada (25% de las kcal diarias).

A la luz de estos datos resulta evidente lanecesidad de realizar una adecuada educaciónnutricional, concretamente en lo relativo alhábito del desayuno, con el fin de devolver aeste momento del día la importancia y valorque tiene para el mantenimiento de la salud.

Por este motivo, a lo largo de los últimosaños y desde distintas Áreas de Salud Públicade la Consejería de Sanidad de la Comunidad deMadrid, se han venido desarrollando diferentesactividades encaminadas a fomentar el hábitodel desayuno, principalmente en la edad escolar,


Protocolo de Valoración Nutricional del Menú Escolar

por ser ésta una etapa de vital importanciapara la adquisición de hábitos saludables queacompañarán a la persona a lo largo de todasu vida.

2.a. La campaña de desayunos saludables:“1º DESAYUNA, DESPUÉS CÓMETE EL DÍA”,tiene los siguientes objetivos:

• OBJETIVO GENERAL

- Fomentar el desayuno saludable en lacomunidad escolar de la Comunidad deMadrid.

• OBJETIVOS ESPECÍFICOS

- Que los escolares de primer ciclo de Educación Primaria identifiquen en quéconsiste un desayuno saludable y su importancia para la salud y practiquen un desayuno saludable.

- Que los alumnos de segundo ciclo deEducación Primaria conozcan las funcionesde los nutrientes básicos aportados a travésdel desayuno saludable mediante e ldesarrollo de una actividad lúdico-física.

- Que los alumnos de tercer ciclo de EducaciónPrimaria aprendan a diseñar un desayunosaludable, evitando reproducir mitos ycreencias erróneas en alimentación.

- Que los profesores y las familias adquieranlos conocimientos necesarios para reforzaren los escolares un desayuno saludable.

• POBLACIÓN DIANA: La población diana enesta campaña son:

- Escolares de primer a sexto curso de Educa-ción Primaria de los centros educativos dela Comunidad de Madrid.

- Profesorado de los cursos de EducaciónPrimaria e Infantil de los centros educativosde la Comunidad de Madrid.

- Padres y madres de alumnos de EducaciónPrimaria y Educación Infantil de la Comunidadde Madrid.

2.b. Actividades educativas dirigidas a losalumnos.

Las actividades se han planificado según losdistintos ciclos educativos para lograr unamejor adecuación a la edad del escolar ycomplementar los conocimientos sobre elhábito del desayuno con otros conceptosrelacionados como son la práctica de acti-vidad física o la desmitificación de errores en alimentación:

• 1º ciclo: Se realizará la práctica del desayuno.

• 2º ciclo: Se realizará una sesión lúdico-formativa a través del desarrollo de unagymkhana.

• 3º ciclo: Se realizará una sesión educativaen la que los alumnos deberán diseñar supropio desayuno.


La campaña de desayunos saludables:“1º DESAYUNA, DESPUÉS CÓMETE EL DÍA”

3. Taller-exposición nutrición, actividadfís ica y prevención de la obesidad.El objetivo de esta iniciativa pedagógicadirigida a la población infantil, que se lleva a cabo en colaboración con la Fundación deIndustrias de Alimentación y Bebidas (FIAB) y los distintos Ayuntamientos de la Comunidad, es fomentar en los escolares madrileñoshábitos de vida saludables basados en unaalimentación equilibrada y en la prácticaregular de actividad física.

Se trata de una experiencia pionera en la Comunidad de Madrid con la que sepretende influir correctamente en los compor-tamientos alimentarios de los niños desde lasescuelas.

Este taller-exposición es itinerante y tienecarácter didáctico, actividades, juegos ymultimedia.

Los materiales, contenidos, metodologíay diseño de la Exposición están supervisados yavalados por un Consejo Asesor de Expertosformado por nutricionistas, educadores, psico-pedagogos y representantes de la industriaalimentaria española.

Está dirigido a los alumnos de primer ciclo deprimaria (6-9 años). El número de niños encada grupo es de 50 a 60 y la duración de lavisita entorno a 60-70 minutos.

El eje principal del tal ler-exposición loconforman unos paneles informativos através de los cuales los más pequeños apren-derán una serie de trucos divertidos que lesayudarán a vivir de una forma más sana. Unossimpáticos personajes -Alcachofi, Equilibrator,Bebo y Atlética- actúan como narradores de los mismos y conducen a los niños por lasactividades, juegos y multimedias del taller.


La campaña de desayunos saludables: “1º DESAYUNA, DESPUÉS CÓMETE EL DÍA”


Esto permite una participación interactiva de los menores, lo que los convierte en losverdaderos protagonistas de la actividad y losayuda a retener con facilidad los mensajestransmitidos.

3.a. Descripción de los paneles.

• ¿Qué es el alimento?: A través de este panel,se explica a los niños el origen y procedenciade los distintos tipos de alimentos (animales,vegetales y minerales).

• ¿De qué me alimento? y ¿cuánto mealimento?: No hay alimentos buenos yalimentos malos; lo importante es comerde todo, de forma equilibrada, sin abusarde ninguno de ellos. La pirámide nos da un ejemplo de todo lo que tenemos quecomer y en qué cantidad.

Panel “¿Qué es el alimento?” Panel “¡Vida Activa todos los días!”

Taller exposición nutrición,actividad física y prevención de la obesidad

• ¿Cómo me alimento?: En esta sección seenseña a los menores el funcionamientodel aparato digestivo y se les plantea unaactividad en la que tienen que recons-truirlo parte por parte, a modo de un puzzle.Se explica a los niños las misiones de cadaelemento del aparato y sus funciones y laimportancia de los hidratos de carbono, las grasas, las proteínas, las vitaminas y los minerales, entre otros, para estar llenosde energía y crecer fuertes y sanos.

• ¡Vida Activa todos los días!: En el panel¡Vida Activa todos los días! los escolaresaprenden lo importante que es el ejerciciofísico para equilibrar la energía que ingerimosy la que gastamos y muestra sencillos ejemplospara ser más activos cambiando algunos denuestros hábitos de vida.

• ¿Cuándo me alimento? y Buenas Costumbres:Este panel explica a los escolares la impor-tancia de realizar cinco comidas al día. A travésde relojes y dibujos, se muestra cómo llevarun orden adecuado de alimentación a lolargo del día.

Por otra parte, se recomiendan ciertas“buenas costumbres” basadas en la alimen-tación, la higiene y la práctica regular deejercicio físico.

• Diez trucos para una vida sana: En el últimopanel se presenta un mural que, a modo deresumen, incluye el siguiente decálogopara llevar una vida sana:

- Desayuna todos los días.

- Come alimentos distintos durante el día.

- Bebe un motón.

- Come 5 frutas y verduras a lo largo del día.

- Modera el consumo de grasas, azúcar y sal.

- Disfruta comiendo, ¡comer es divertido!.

- Muévete... haz ejercicio todos los días.

- Además, sé limpio.

- Y duerme lo necesario.

- El secreto: una alimentación variada, equili-brada y suficiente + ejercicio físico.


Panel “10 trucos para una vida sana”

3.b. Juegos y Actividades Multimedia.Los escolares disponen de diferentes actividadesmultimedia que les enseñan las ventajas dellevar una alimentación equilibrada y practicarejercicio físico.

Dentro de las actividades que se desarrollan hayvarios puntos multimedia en los que los esco-lares podrán informarse con sencillos juegos.Es el caso del multimedia “Día a Día”, a través del cual a nuestro protagonista“Rodrigo” se le dan distintas opciones a lolargo de la jornada, en lo referente a comida,bebida y ejercicio. Dos indicadores situadosen la pantalla, uno de ‘salud’ y otro de ‘energía’, mostrarán las opciones correctaspara finalizar la jornada de una forma sana y llena de energía.

4. Aula de salud pública. Otra de las activi-dades que se realizan en el ámbito escolar,aunque fuera del aula del centro educativo,es la participación de los escolares en el Aulade Salud Pública. Este Aula de la DirecciónGeneral de Salud Pública y Alimentación, que fue inaugurada en abr i l de 2007pretende, a través de 6 talleres lúdico-formativos, acercar distintos aspectos de la Salud Pública a niños de entre 6-10 años.De estos talleres, dos han sido diseñados desdela Subdirección General de Alimentación conel objetivo de fomentar hábitos alimentariossaludables entre los escolares:

• Taller sobre alimentación y actividad física.“Busca tu equilibrio saludable”.

• Taller sobre la importancia de un desayunosaludable.


Aula de salud pública

Juegos y Actividades Multimedia

4.a. Taller sobre alimentación y actividadfísica “busca tu equilibrio saludable”.Este taller tiene como objetivo conocer enqué consiste una alimentación saludable, los beneficios de mantener una vida activa y la importancia del equilibrio entre ambospara conseguir un buen estado de salud.

Desarrollo de la actividad.

• Breve presentación del tema y un recorridoteórico por los paneles del taller.

• Los escolares “diseñarán” uno de sus días decolegio elijiendo entre una serie de fichasque repersentarán las actividades quedesarrollan en ese día y el menú que toman.

• Objetivo del juego: lograr que las doscolumnas de fichas (la de actividades y la de comidas) queden con la misma altura, lo que significa que habrán equilibrado laingesta calórica con el gasto energético.

4.b. Taller sobre la importancia de undesayuno saludable. El objetivo es que losescolares identifiquen en qué consiste undesayuno saludable y su importancia para la salud.

Desarrollo de la actividad.

• Breve presentación del tema y un recorridoteórico por los paneles del taller.

• Tras esto, se pregunta a los niños acerca desu desayuno (si desayunan o no, qué tomanen cada desayuno, cuánto tiempo le dedican,si lo varían o no, etc.) indicándoles los erroresque puedan cometer así como los hábitosmás adecuados.

• Por último, pasarán a realizar un puzzle queles va a mostrar distintas posibilidades dedesayunos para tres días de la semana.


Proyecto “Tenemos mucho en común”Taller sobre la importancia de un desayuno saludable

Taller “Busca tu equilibrio saludable”

Ámbito familiar y comunitario

Los hábitos alimentarios de los niños se forman en la familia y posteriormente se van consolidando mediante los contactosy las relaciones en el medio comunitario.

En cualquier caso, el estilo de vida de lospadres y la forma en que ejercen su funcióntienen una gran importancia para adquirirhábitos alimentarios saludables.

Por este motivo es importante realizar inter-venciones dirigidas a informar a la poblaciónsobre el impacto positivo que, para su salud y la de su familia, tienen una alimentaciónequilibrada y la práctica regular de actividadfísica.

1. Actividades de formación: Proyecto “Cocina fácil comida sana”.

METODOLOGÍA

• El curso consta de cuatro talleres teórico-prácticos de 2 horas y media cada uno.

• En cada taller se realiza una exposición teórica de los conceptos básicos del conte-nido del taller y posteriormente actividadesprácticas y participativas que ayudan a aplicar los conocimientos aprendidos a lavida real.

CONTENIDOS DE LOS TALLERES

• Taller 1: Descubriendo los nutrientes.

• Taller 2: La cocina sana, sencilla y rápida.

• Taller 3: Utiliza la pirámide de los alimentosen tu cocina.

• Taller 4: Planificación de menús equilibradosy rápidos.

5. Tenemos mucho en común. En esteproyecto, realizado en colaboración con laFundación Pfizer y la Consejería de Educación,se plantean como objetivos generales:

1. Reflexionar, informar y promocionar hábitosde vida saludables en Educación Primaria.

2. Prevenir enfermedades, como la obesidady el sobrepeso, mediante el diálogo inter-generacional.

3. Promover la implicación de los mayores,como personas activas, en los centrosdocentes en Educación Primaria parapotenciar la vinculación familiar.

4. Extender el trabajo en común entre abuelosy niños a la comunidad aprovechando elpotencial de asociaciones de gente mayoractiva.

5. Crear un club de hábitos saludables en loscentros docentes como punto de conexiónentre niños y abuelos con el resto de lacomunidad.


Proyecto “Cocina fácil comida sana”

2. Recomendaciones nutricionales. Se handiseñado y puesto en práctica diversas activi-dades dirigidas a realizar entre la poblacióngeneral diversas recomendaciones para mejorar sus hábitos alimentarios.

• En colaboración con el Colegio Oficial deFarmacéuticos de Madrid, se ha elaborado unCartel y un folleto que se ha distribuido en las2800 oficinas de farmacia de la Comunidad.

Con este cartel, los farmacéuticos puedenpromocionar la alimentación saludable, dando a los consumidores que acuden a laoficina de farmacia, unas pautas correctaspara mejorar el estilo de vida.

• Promoción de dieta mediterránea, para ello se han editado 8.000 carteles y50.000 folletos que se han distribuido en colegios, centros de atención primaria y restauración, con el fin de promocionar ladieta mediterránea entre los consumidoresmadrileños, indicando los beneficios deésta para la salud.

En el folleto, se explica qué entendemospor dieta mediterránea, qué característicastiene, cuáles son los beneficios que aportapara nuestra salud y qué alimentos la constituyen.

Además, se incluye la pirámide nutricional y se formula lo que podría ser el decálogode la dieta mediterránea.

3. Divulgacion. Generalmente la informa-ción que la población recibe en materia de alimentación y nutrición, es superficialincluso en algunos casos aún, sin ser delibe-radamente, puede resultar engañosa. Por este motivo, desde la educación nutri-cional, es necesario realizar una tarea de información para que el consumidor informado adecuadamente decida dirigir sus actos de compra y consumo hacia aquellos alimentos que les aportan los nutrientes necesarios para mantener su salud.


Cartel ”10 Recomendaciones para unaAlimentación realmente Saludable”

Cartel “Promoción de dieta mediterránea”


Folleto “Promoción de dieta mediterránea”

Folleto “Promoción de dieta mediterránea”

En esta línea de trabajo, y para difundir losconocimientos nutricionales avalados por los consensos de las comunidades científicas,en colaboración con distintas entidades yfundaciones se ha elaborado material edito-rial, para divulgación a consumidores en general y a grupos específicos de población,algunos ejemplos de estos materiales son:

• Folleto sobre Etiquetado Nutricional:Encaminado a la promoción de una mejorcomprensión del etiquetado y más concre-tamente del etiquetado nutricional, comouna herramienta muy útil para el consu-midor a la hora de comprender lo que estácomiendo, poder diseñar su dieta en términosde nutrientes y cercana a la dieta variada,prudente y saludable o acercarse más a ladieta mediterránea.

• Guía para el control de peso de formasaludable: Esta guía pretende mostrarconocimientos básicos en nutrición, quepermitan comprender pautas y recomenda-ciones sencillas que contribuyan a mantenerun peso estable o perder peso de manerasaludable.

• Alimentación Infantil, lo que come hoydeterminará su futuro: Esta guía pretendeser una herramienta eficaz para padres,familiares y educadores responsables de laalimentación en esta etapa de la vida, que lesproporcione información y conocimientosnecesarios para llevar una alimentaciónadecuada y un estilo de vida saludable.

• Elaboración de monografías: Se hanelaborado y difundido monografías de dis-tintos grupos de alimentos para informar alconsumidor sobre el valor nutricional ylas características de ese grupo de alimentos(pan y los cereales), y en otros caso además,para informar sobre las variedades deproductos que se incluyen en esa categoría,tal es el caso de los alimentos precocinados.


Guía “Control de pesode forma saludable”

Folleto sobre Etiquetado Nutricional

Ámbito profesional

1. Profesionales de la educación. Se hapromocionado y difundido la colección“Nutrición y Salud” como monografías dereferencia para educadores en distintostemas de actualidad. Los títulos de las mono-grafías son los siguientes:

• La dieta equilibrada, prudente o saludable.

• El desayuno saludable.

• Nuevos alimentos para nuevas necesidades.

• El agua en la alimentación (en publicación).

• Las alergias a los alimentos.

• El pescado en la dieta.

• El aceite de oliva y la dieta mediterránea.

• Frutas y verduras, fuente de salud.


Monografía ”Pan y cereales”

Monografía ”Alimentos precocinados”

Guía “Alimentación Infantil,lo que come hoy determinará su futuro”

2. Profesionales sanitarios.

• Los programas de atención primaria tienen,entre sus acciones, las relativas a promociónde la salud, que incorporan el consejo dieté-tico como medio informativo de protecciónfrente a la enfermedad y como instrumentoterapéutico en patologías específicas. Poreste motivo, para facilitar la tarea delprofesional sanitario, se ha elaborado unaGuía de Orientación Nutricional enAtención Primaria, orientada a profesio-nales sanitarios de atención primaria parafacilitar la divulgación de pautas nutricionalesa la población que acude a consulta.

Los profesionales de la salud tienen unclaro ascendiente sobre la población: sonescuchados, se les concede credibilidad ysus recomendaciones se producen en uncontexto muy adecuado, el centro de salud.

• Estudio sobre ingredientes más utilizadosen los productos comercializados parael control de peso, ¿realidad o ficción?

Este manual pretende dar a conocer losdiferentes tipos de ingredientes que se incor-poran a productos que se comercializanpara el control de peso y su efecto sobre elorganismo, su posible utilidad con ese fin ylos riesgos que pueden suponer para la salud.Además, se incorporan una serie de reco-mendaciones que permiten llevar una alimen-tación equilibrada y adaptada para facilitarel seguimiento de dietas hipocalóricas.

Uno de los grandes retos de la nutrición en salud pública es conseguir que lapoblación ponga en práctica, mediantesus hábitos alimentarios, los numerosos conocimientos que a lo largo de la historiaha ido acumulando la ciencia de la nutrición.


Colección “Nutrición y salud”

La dieta puede ser un valor determinanteen la reducción del riesgo de determinadasenfermedades y, por ello, es muy impor-tante que los programas de promoción de la salud y educación nutricional se impli-quen muy activamente para reforzar los hábitos de vida saludables modificandolos negativos y conseguir que la sociedadcamine en la dirección correcta

Pese a las limitaciones de los programas de educación nutricional, las posibilidadesde influir cambios son grandes y constituyenun buen medio para mejorar los estilos devida de la población.

Bibliografía

1. Educación nutricional en el medio comunitario: A propó-sito de una iniciativa en el Parque Infantil de Navidad deBilbao. Aranceta, J., Pérez, C., Viladrich, M., Santolaya, J.(1989). Evaluación de una campaña de promoción deldesayuno en el medio escolar. Arch Pediatr 40:25-8.

2. Nutrición y Salud Pública. Métodos, bases científicasy aplicaciones.Serra Majen, LL., Aranceta Bartrina, J.,Mataix Verdu, J. (1995). Ed. Masson.

3. Promoción de la Salud. Glosario. OrganizaciónMundial de la Salud. Madrid Ministerio de Sanidad yConsumo. (1999).

4. Aranceta, J., Pérez Rodrigo, C., Domínguez, I.,Gerekiz, A., Angulo, E., Urrutia, A., Ricondo, Z.,Correcher, T. (2000). Revista Española de NutriciónComunitaria 6(1); 14-16.

5. Cambios en los hábitos de alimentación durante lainfancia: una visión antropológica. Busdiecker, S.,Castillo, C. y Salas, I. (2000). Revista Chilena dePediatría; 71, 1,5-11.

6. Evaluación de un programa de información en nutriciónal consumidor. Romper, A., Zacarías, I., Olivares, S y Hertrampf, E. (2003). Revista Chilena de Nutrición;30, 1, 43-51.

7. Publicidad de Alimentos y Conductas Alimentariasen escolares de 5º a 8º básico. OLIVARES, Sonia,YANEZ, Rossana y DIAZ, Nora. Rev. chil. nutr., abr.2003, vol.30, no.1, p.36-42. ISSN 0717-7518.

8. Actualización en Nutrición. Carlos Iglesias Rosado yCarmen Gómez Candela. Nutrición en Salud Pública.(2004) Ed. Sanitaria 2000.

9. Encuesta nutrición infantil. Datos 2002.Consejería deSanidad. Comunidad de Madrid ( 2005).

10. Nutrición, Actividad Física y Prevención de la obesidad.Estrategia NAOS (2005).

11. SIVFRENT jóvenes y adultos. Consejería de Sanidad.Comunidad de Madrid (2005).

12. Hábitos Alimentarios. Documento Técnico nº 108.Datos 2006.Consejería de Sanidad. (2006).

13. Información Nutricional y Conducta Alimen-taria. XVII Semana de la Investigación Científica.Avances en la Invest igación Cient í f ica en e l CUCBA. De la Torre-Ibarra, C., López-Espinoza, A.(2006).

14. Instituto Carlos III. Ministerio de Sanidad y Consumo.(2007). Ed. Panamericana. (2007).

15. Prevención de la Obesidad y Promoción de HábitosSaludables. IV Foro de Pediatría de Atención Primaria deExtremadura. Mesa Redonda. Gutiérrez Moro, M.C.

16. Ministerio de Sanidad y Consumo. Alimentación enla Infancia. Protección de la Salud.


Manual “Estudio sobre ingredientesmás utilizados en los productoscomercializados para el control depeso, ¿realidad o ficción?”

Capítulo 2

Avances en el conocimiento de las bases genéticas de la obesidad

5 3

Resumen

Tras unos años en que la obesidad era funda-mentalmente considerada un problemaestético y no despertaba un especial interés,se asiste a una creciente preocupacióncientífico-político-social por la misma. Esteinterés ha impulsado las investigaciones sobrelos factores de riesgo que desencadenan laobesidad, con el objeto de poder actuar máseficazmente sobre la misma. Además de lasinvestigaciones sobre los hábitos alimentarios,el sedentarismo, y otros factores ambientales,se ha profundizado en el conocimiento de lasbases genéticas de la obesidad. En la mayoríade los casos, la obesidad tiene una basemultigénica compleja que dificulta las inves-tigaciones, sin embargo recientemente sehan realizado importantes avances en suconocimiento. Se revisarán los principalesgenes implicados en el desarrollo de la obe-sidad en la población general, sus variantesgenéticas, y el nivel de consistencia de losdiferentes estudios en distintas poblaciones.Entre ellos, destacamos dos genes: el genFTO (fat mass and obesity associated) situadoen el cromosoma 16, y gen INSIG2 (insulin-induced gene 2), situado en el cromosoma 2.

En el primer caso, las asociaciones delrs7566605, situado unas 10 kilobases antesdel gen INSIG2, han sido más controvertidas;mientras que en el segundo caso, las asocia-ciones del rs9939609 en el gen FTO, parecenser más consistentes. Otros ejemplos degenes y variantes genéticas para las querecientemente se han obtenido resultados de interés en el conocimiento de la genéticade la obesidad, son el gen de la perilipina ylos genes APOA2 y APOA5.

Introducción

El alarmante aumento de la prevalencia deobesidad en el mundo, unido al elevadocoste sanitario que representa debido a las enfermedades asociadas a la misma(diabetes, hipertensión, dislipemias, ateros-clerosis, cardiopatía isquémica, cáncer etc.)ha llevado a la Organización Mundial de la Salud (OMS) a considerarla no sólo laEpidemia del Siglo XXI, sino a promover estra-tegias internacionales para frenar su avance.Por ello, tras unos años en que la obesidad erafundamentalmente considerada un problemaestético y no despertaba un gran interés;

Avances en el conocimiento de las bases genéticas de la obesidadDolores Corella, Olga PortolésUnidad de Epidemiología Genética y Molecular. Departamento de Medicina Preventiva y Salud Pública, Ciencias de la Alimentación,Toxicología y Medicina Legal. CIBER Fisiopatología de la Obesidad y Nutrición.Facultad de Medicina. Universidad de Valencia, Valencia

Capítulo 2

recordemos que la obesidad no ha sidoconsiderado factor de riesgo cardiovascularindependiente por la Asociación Americanadel Corazón hasta 1998 (1), se asiste a unacreciente preocupación científico-político-social por la misma. Siguiendo las directricesde la OMS, desde el Ministerio de Sanidad seha puesto en marcha la llamada estrategiapara la Nutrición, Actividad Física y Prevenciónde la Obesidad (eNAOS) en España. Se trata deuna iniciativa multifactorial que inicialmenteestá centrando sus esfuerzos en la modificaciónde los hábitos alimentarios y aumento de laactividad física para conseguir un consumode alimentos más saludable acompañado de un aumento de la actividad física (2). Sin embargo, hay que tener en cuenta que laobesidad, como trastorno resultante de unadesproporción entre la ingestión calórica y elrequerimiento energético, es una enfermedadmuy compleja, a la que contribuyen tantofactores ambientales, entre los que se encon-trarían fundamentalmente la dieta y la actividadfísica, como factores genéticos.

Por ello, para conseguir una mejor prevencióny tratamiento de la obesidad, es necesarioprofundizar en el conocimiento de las basesgenéticas de la misma y de su interacción conlos factores ambientales. La investigación dela genética de la obesidad no es tarea fácil ya que salvo en algunos casos minoritarios de obesidad monogénica u oligogénicasíndrómica (3), en la mayoría de las situa-ciones, la obesidad parece poseer un carácterpoligénico con múltiples genes implicados,con interacciones entre ellos y con el ambiente.Tampoco de manera global se ha podidocuantif icar la contr ibución genética yambiental a la obesidad. Así, existen trabajosque valoran la contribución genética en un70%; mientras que para otros autores, la contribución genética tan sólo repre-sentaría un 30%. Ante esta diversidad deestimaciones, se acepta un 50% de contri-bución de cada uno de los factores, ya que noexiste un conocimiento preciso sobre ello (4).

En la Figura 1 se muestra un modelo deinteracción entre factores genéticos (medidosa través de variaciones en genes candidatosclave implicados en distintos procesos fisioló-gicos relacionados con la obesidad) y factoresambientales. Se entiende por factor ambientaltodo factor no genético. Entre los principalesfactores ambientales relacionados con laetiología de la obesidad se encontrarían ladieta, el sedentarismo, el consumo de tabacoy alcohol, el estrés, el consumo de fármacos,los factores socieconómicos y la asistenciasanitaria.

Todavía son necesarios muchos estudios parallegar a establecer la contribución relativa decada uno de ellos y cómo se potencian ominimizan sus efectos a través de sus posiblesinteracciones.

¿En la era de la genómica nutricional en laque se está investigando para obtener nuevoconocimiento que permita la personali-zación de las dietas según el genotipo decada individuo (5), se podrán diseñar dietaspara prevenir la obesidad o para tratar lamisma, basadas en el genoma? La respuestaa esta pregunta todavía se tiene que formularcomo una expectativa de futuro, ya queactualmente se está en una fase de gene-ración de conocimiento y de obtención de evidencia científica. Se han realizadomúltiples estudios en animales de experi-mentación en los que se demuestra que lasupresión de algún gen es capaz de conferirresistencia a la obesidad ingiriendo la mismacantidad de alimentos que el animal sinmodificación genética que se utiliza comocontrol (6-10). En una reciente revisión sobreel tema, Rankinen et al (11) han catalogado244 genes cuya modificación genética enratones es capaz de causar un aumento ouna disminución de la adiposidad o de otrasmedidas relacionadas con la obesidad enratones. En la Tabla I (página 56) se presentauna selección de dichos genes, para los cualeslos resultados han sido más consistentes.


En la Tabla se refleja el nombre del gen en elratón, su homólogo humano, su localizacióncromosómica en humanos y el efecto quetiene la supresión de dicho gen en cuanto ala aparición o no de obesidad inducida pordieta en comparación con ratones control.

En humanos, también existen múltiplesestudios epidemiológicos en los que semuestra que variaciones en algún gen candi-dato se relacionan con menor riesgo deobesidad, o un mejor perfil antropométrico(12-15). Aunque uno de los mayores problemasde los estudios epidemiológicos en humanoses la falta de replicación, debido a la mayorcomplejidad en el control de las variables a experimentar que en los ratones, estosresultados junto con la evidencia experimentalen modelos animales, contribuyen a apoyar

la hipótesis que sugiere la existencia de unadistinta respuesta a la dieta, y riesgo deobesidad, en función del genotipo de los indi-viduos en determinados genes candidatos.

Genes implicados en la obesidad monogénicaHasta ahora, unos 200 tipos de obesidadhumana se han asociado a variaciones de unsolo gen (3, 16, 17). Estos casos que presentanpatrones de herencia mendeliana estáncaracterizados por fenotipos muy severos,muchos de los cuales se suelen presentar ya desde la infancia y, frecuentemente seasocian a alteraciones del comportamiento(algunas veces se presentan de manera conco-mitante algunas formas de retraso mental), y otras alteraciones en el sistema endocrino.

5 5Avances en el conocimiento de las bases genéticas de la obesidadCapítulo 2

FIGURA 1 | Modelo de interacción entre la contribución genética y ambiental en la etiologíade la obesidad.


Tabla I. Efecto sobre la obesidad y su interacción con la dieta de supresiones de determinados genes en ratón y su homólogo humano

Gen de ratón

Acacb

Adrb3

Agtr2

Apoc3

Cart

Cav1

Cond3

Cnr1

Esrra

Fabp5

Ghrf

Il1m

Lep (ob)

Lepr

Lipe

Nr1i3

Plin

Ppard

Serpine1

Ucp1

Cromosomahumano

12q24.1

8p12-p11.2

Xq22-23

11q23.1-q23.2

5q13.2

7q31.1

6p21

6q14-q15

11q13

8q21.13

3p26-p25

2q14.2

7q31.3

1p31

19q13.2

1q23.3

15q26

6q21.2-p21.1

7q21.3-q22

4q28-q31

Genhomólogohumano

ACACB

ADRB3

AGTR2

APOC3

CART

CAV1

CCND3

CNR1

ESRRA

FABP5

GHRL

IL1RN

LEP

LEPR

LIPE

NR1I3

PLIN

PPARD

SERPINE1

UCP1

Descripción del gen

Acetilcoenzima Acarboxilasa beta

Receptor adrenérgico, β3

Receptor de la angiotensinaII, tipo 2

Apolipoproteína C-III

Cocaine- y amfetamina-regulador

Caveolina 1

Ciclina D3

Receptor canabinoide 1

Receptor relacionado conestrógenos

Proteína de unión de ácidosgrasos 5

Grelina

Receptor de la interleuquina(antagonista)

Leptina

Receptor de la leptina

Lipasa sensible a hormonas

Receptores nucleares 1,grupo I, miembro 3

Perilipina

Receptor activado porproliferadores deperoxisomas (Delta)

Serina (o cisteína) inhibidorde proteasas

Proteína desacopladoramitocondrial 1

Observaciones

Resistente a obesidad inducidapor dieta

Incremento de obesidad endieta alta en grasa











Menor adiposidad



Pérdida acelerada de tejidoadiposo bajo dietahipocalórica


Mayor desarrollo de obesidaden dieta rica en grasa



El conocimiento inicial de los genes implicadosen estas manifestaciones extremas de la obe-sidad humana, vino precedido de su estudiogenético en modelos animales. De todos estossíndromes, el más conocido y común es eldenominado Síndrome de Prader-Willi, quese caracteriza por disminución de la actividadfetal, hipotonía, retraso metal, baja estatura,hipogonadismo y obesidad (18). Su incidenciaestimada es de 1 cada 25.000 nacimientos.Este síndrome se atribuye a la ausencia de unfragmento de ADN situado en el segmento15q11.2–q12 en el alelo procedente del padre,ya sea por delección de dicho fragmentocrítico (80% de los casos), o por pérdidacompleta del cromosoma 15 paterno, con lapresencia de dos cromosomas maternos(disomía uniparental materna). Actualmentese está investigando la posible implicación delos genes que pueden estar presentes en elfragmento crítico del cromosoma 15 paterno,pero todavía no se dispone de resultadosconcluyentes (17). Otro síndrome caracterizadopor obesidad monogénica es el denominadosíndrome de Bardet-Biedl (BBS). Su incidenciaes menor de 1 cada 100.000 nacimientos, yse caracteriza por obesidad central, retrasomental, extremidades dismórficas e hipogo-nadismo. Su genética es compleja, ya que sehan localizado genes en distintos cromosomas,entre ellos los siguientes: 11q13.1 (BBS1);16q13 (BBS2); 3p13-p12 (BBS3); 15q22.3-q23(BBS4); 2q31 (BBS5); 4q27 (BBS7) y 14q32.1(BBS8). En el síndrome de Alström, carac-terizado por una transmisión autonómicarecesiva, tiene lugar obesidad en la infanciaasociada con hiperinsulinemia, hiperglucemiacrónica, déficits neurosensoriales, cardio-miopatía asociada, baja estatura y un retrasomoderado en el desarrollo. Genéticamentese ha atribuido a mutaciones en el gendenominado ALMS1, situado en 2p13.1.Existen otras muchas formas de obesidadmonogénica síndromica con genes específicosasociadas a las mismas y cuyo impacto no parecerelevante en otras formas de obesidad (3, 18).

Sin embargo, a partir de algunas manifesta-ciones monogénicas de la obesidad, se hanconseguido identificar genes clave, que noestán solamente implicados en manifestacionesmonogénicas severas, sino que variacionesque afectan menos su funcionalidad, puedenestar presentes con elevada frecuencia en la población general y contribuir en ciertaforma a aumentar el riesgo de obesidad.Entre estos genes destacamos el gen de la leptina (LEP) y el gen del receptor de laleptina (LEPR).

En 1977, el grupo de O’Rahilly S (19) en laUniversidad de Cambridge, Reino Unido,publicó el caso de dos primos de origenpaquistaní extremadamente obesos (unaniña de 8 años con un peso de 86 kg, y unniño de 2 años, pesando 29 kg). Ninguno deestos niños tenía niveles detectables de leptinaplasmática. En ellos se encontró una muta-ción en el gen denominado inicialmente ob,al ser caracterizado en ratones. Esta mutaciónprovocaba que la proteína leptina estuvieratruncada y no se secretara (17). La leptina esun péptido de 167 aminoácidos, con unasecuencia señal de 21 aminoácidos que seescinde antes de que la leptina pase al sistemacirculatorio. Su nombre procede del griegoleptos, que significa delgado, y actúa comoseñal al cerebro, informando sobre el tamañodel tejido adiposo y actuando como factorsaciante. En los roedores, particularmente enlos ratones ob/ob, la administración central yperiférica de leptina provoca una pérdida deapetito y una disminución del peso corporalmediada por una reducción del depósito graso.En los humanos con las mutaciones severasen el gen de la leptina, también se ha obser-vado una intensa hiperfagia. El grupo de O’Rahilly S (20), también ensayó la adminis-tración de leptina en los niños con deficiencia,y observó que la inyección diaria de leptinaprovocó, tras dos años de tratamiento, unaespectacular reducción del peso y de la masagrasa, observando una importante reducciónde la hiperfagia.


Además de las mutaciones en el gen de laleptina, existen casos de obesidad mono-génica debida a mutaciones en el gen delreceptor de la leptina. Los primeros casos se identificaron en una familia de origenargelino, con tres miembros afectados. Estaspersonas tenían una mutación que truncabael receptor y lo hacía afuncional (21). Aunquelos niveles de leptina circulantes eran elevados,ésta no ejercía su función al circular unida alectodominio del receptor mutado. Por ello, el fenotipo de estas personas con mutacionesen el receptor de la leptina era similar al quepresentaban las personas con mutaciones en el gen de la leptina. Trabajos anterioreshabían demostrado que ratones con muta-ciones en el receptor de la leptina presentabaninsensibilidad a la leptina, hiperfagia, trastornosmetabólicos, obesidad mórbida y altera-ciones neuroendocrinas (18). Sin embargo,estas mutaciones que causan alteracionestan sustanciales en los genes LEP y LEPR, son muy raras en la población general, siendofrecuente encontrar polimorfismos en dichosgenes. Se han descrito distintos polimorfismos,cuya prevalencia presenta diferencias segúnlas poblaciones, tanto en el gen LEP como en el LEPR, sin embargo no está clara sucontribución en el riesgo de obesidad omedidas antropométricas. En un estudioreciente realizado en población española en el que hemos analizado el riesgo deobesidad asociado a dos variantes funcionalesen dichos genes (el polimorfismo -2548G>Aen el promotor de LEP, y el polimorfismoQ223R en el gen LEPR), no hemos encontradoasociación significativa del polimorfismo delpromotor LEP con el riesgo de obesidad, peroen cambio, sí que hemos hallado un menorriesgo de obesidad asociado a la variante en el LEPR. Este estudio sería un ejemplo decómo un gen inicialmente implicado enformas monogénicas de obesidad puedetambién tener un protagonismo en la obesidadpoligénica, contribuyendo a explicar unapequeña parte de la variabilidad en la obesidad.

Cada día se están descubriendo más genescuyas variaciones pueden asociarse a distintasvariables relacionadas con la obesidad en la población general, en el siguiente apar-tado se revisarán con profundidad algunosde ellos.

Genes implicados en obesidad poligénica

El peso, la composición corporal y las reservasde energía están fuertemente regulados en loshumanos y tienden a permanecer constantesen el tiempo a pesar de las fluctuacionesdiarias en el balance energético. Sin embargo,el desequilibrio crónico entre ingesta y gastoenergético puede conllevar a alteraciones enel peso y finalmente a obesidad. Este controlse establece a través de una red compleja desistemas fisiológicos que regulan el aporte de energía, el gasto y el almacenamiento delas reservas energéticas, que a su vez estándeterminados por la interacción entre múltiplesgenes implicados y factores ambientales. Tras unas décadas en las que las investiga-ciones genéticas de la obesidad se centrabanfundamentalmente en genes candidatoscuyas proteínas eran conocidas, las modernastécnicas de análisis genómico basadas enmicroarrays, permiten realizar estudios degenotipados a gran escala, donde cientos de miles de variantes genéticas son analizadassimultáneamente, y de esta forma, encontrarasociaciones con genes para los que previa-mente no se conocía su implicación en la etiología de la obesidad, por lo que elconocimiento del número de genes implicadosen la misma va creciendo paulatinamentedesde distintas aproximaciones.

En una amplia revisión sobre genética de laobesidad publicada en 2006 por Rankinen et al (11), recopilaban ya 416 estudioscentrados en 127 genes candidatos que habíanreportado asociaciones significativas entrevariaciones en diferentes genes y variablesantropométricas relacionadas con la obesidad.


Este número se ha ido incrementando nota-blemente, pues cada año, el número deartículos publicados sobre variantes genéticasasociadas con la obesidad crece expo-nencialmente. Dado el amplio número de genes y variantes genéticas, nos centraremossolamente en algunos ejemplos más relevantespor su interés y actualidad. Las proteínascuyos genes serán objeto de revisión conmás detalle son las siguientes: perilipina(PLIN), apol ipoproteína A-V (APOA5),apolipoproteína A-II (APOA2), fat mass andobesity associated (FTO) y gen INSIG2(insulin-induced gene INSIG2). En cada unode ellos se ha utilizado una aproximacióndiferente para llegar a la conclusión de suasociación con obesidad.

Gen PLIN

Las perilipinas son una familia de fosfopro-teínas que se localizan de manera específicaen la superficie intracelular de las gotas delípidos, localización en la que precisamentetiene lugar la lipólisis. La mayor estrategia dealmacenamiento de energía en el organismoes en forma de triacilglicéridos contenidos en el tejido adiposo blanco. En los momentosen que se requiere una gran cantidad deenergía, como puede ser durante el ejercicioo durante el ayuno prolongado, las cateco-laminas activan rápidamente la proteinquinasa (PKA) dependiente de AMPc y se obtiene como resultante la hidrólisis de los triacilglicéridos en glicerol y ácidosgrasos libres. Los ácidos grasos libres sonentonces utilizados como sustratos para la generación de ATP en diversos tejidos. Sin embargo, en distintas situaciones fisio-patológicas como la obesidad o la diabetes,los ác idos grasos l ibres c i rculantes seencuentran anormalmente elevados. Se hasugerido que este aumento mantenido de los ácidos grasos l ibres c irculantes en plasma está directamente relacionado con laresistencia a la insulina en animales obesos.

Aunque la regulación hormonal de la lipólisisha sido ampliamente descrita, los mecanismosmoleculares y celulares implicados en esteproceso son prácticamente desconocidos.Recientemente se ha demostrado una impor-tante contribución de las perilipinas en esteproceso. Las perilipinas actuarían recubriendolas células grasas e inhibiéndolas del ataquede la lipasa sensible a hormonas (LSH), enzimaque metaboliza las grasas (Figura 2-página 60).La perilipina es considerada pues como elguardián de la grasa. Si la perilipina permanecefuerte en la membrana del adipocito, actúabloqueando la salida de la grasa al impedir la hidrólisis de los triglicéridos por la LSH.

De manera independiente dos equipos deinvestigadores de diferentes laboratorios (6, 7),demostraron que ratones transgénicos queno expresaron perilipina no acumularon grasa,debido a que tan pronto como es fabricada,es degradada por lipasa hormonosensible,cuya función bioquímica queda activada enforma constitutiva. Como resultado, la tasametabólica basal de los animales fue considera-blemente superior a la de los ratones normales.Observando también que estos ratones eranmás delgados y resistentes a la obesidad indu-cida por dieta. Por otra parte, la deprivaciónde expresión de perilipina en cepas de ratonesLepr db/db (deficientes en receptor funcionalde leptina), los cuales normalmente desarrollanobesidad y diabetes mellitus, impidió laaparición del fenotipo obeso en aquellosratones a los que se le había eliminado el gende la perilipina (6). Para investigar la impor-tancia del gen de la perilipina en el desarrollode la obesidad en humanos, una estrategia a seguir es identificar las posibles variantesgenéticas que existan en dicho gen (localizadoen 15q26.1), y realizar estudios de asociaciónentre dichas var iantes genét icas y lasvariables relacionadas con obesidad. Nuestrogrupo realizó dichos análisis en poblaciónmediterránea española, y caracterizó cuatropolimorfismos en dicho gen, que se deno-minaron PLIN1, PLIN4, PLIN5 y PLIN 6 (14).


En la Tabla II, se presentan las frecuenciasgenotípicas de cada una de estas variantes enpoblación mediterránea española, así comosu desequilibrio de ligamiento. En esta pobla-ción mediterránea española pudimos observarque los polimorfismos PLIN1 (6209T>C) yPLIN 4 (11482G>A), en elevado desequilibriode ligamiento (D’=0,96; P<0,001), se asociancon un menor índice de masa corporal (IMC)en mujeres de la población general.

Al realizar un estudio de casos y controlespara estimar el riesgo de obesidad asociado a dichos polimorfismos, se encontraronasociaciones estadísticamente significativas

entre dichos polimorfismos y un menor riesgode obesidad en mujeres. Para estimar elriesgo se calculó la odds ratio (OR) y su inter-valo de confianza (IC) al 95%. Tras ajustar porposibles factores de confusión entre los quese incluyeron la edad, el consumo de tabaco,el alcohol, la actividad física y el nivel deestudios, el riesgo de obesidad asociado a lavariante A del polimorfismo PLIN 4 (11482G>A)fue de OR= 0,56; IC al 95%: (0,36-0,89);P=0,016. De esta forma, las mujeres porta-doras de la variante A en dicho polimorfismo,poseen aproximadamente la mitad de riesgo de ser obesas que las mujeres homo-cigotas para el alelo más frecuente (alelo G).


FIGURA 2 | Representación de la localización y funcionalidad de la perilipina (PLIN) en la gotade grasa. En condiciones basales (Panel A), la perilipina se encuentra situada recubriendo la membrana de la gota de grasa, mientras que la lipasa sensible a hormonas (LSH),se encuentra en el citosol, junto con otras proteínas como la “fatty acid binding protein” (FABP).En condiciones del estímulo lipolítico (Panel B), tiene lugar una fosforilación de la perilipina y dela LSH, así como una traslocación de la LSH a la membrana de la gota lipídica, con el consiguientedesplazamiento de PLIN y la hidrólisis de los triglicéridos, liberándose ácidos grasos (AG).

Fig. 2

A. Situación basal B. Situación de estimulación

Gota de grasa

PLIN

PLINPLIN

PLIN

PLIN

PLINPLIN

PLINPLIN

PLIN

PLIN

PLINPLIN

PLIN

FABP

LSH

FABP

FABP

LSH

LSHLSH

LSH

LSHLSH

FABP

Gota de Grasa

PLIN

PLIN

PLIN

PLIN

PLIN

PLIN

PLIN

PLIN

PLINPLIN

PLIN

FABP

LSH

FABP

FABP

LSH

LSH

LSH

LSH

LSH

LSH

FABP

FABP

AG

AG

A. Situación basal B. Situación de estimulación

Gota de grasa

PLIN

PLINPLIN

PLIN

PLIN

PLINPLIN

PLINPLIN

PLIN

PLIN

PLINPLIN

PLIN

FABP

LSH

FABP

FABP

LSH

LSHLSH

LSH

LSHLSH

FABP

Gota de Grasa

PLIN

PLIN

PLIN

PLIN

PLIN

PLIN

PLIN

PLIN

PLINPLIN

PLIN

FABP

LSH

FABP

FABP

LSH

LSH

LSH

LSH

LSH

LSH

FABP

FABP

AG

AG

26

Diversos estudios en otras poblaciones dedistintos continentes, también han encontradoque los polimorfismos en el gen PLIN seasocian con medidas antropométricas funda-mentalmente en mujeres y no en hombres. Unaexplicación de dichas diferencias por géneropodría ser la mayor adiposidad que en generaltienen las mujeres en comparación con loshombres. Posteriormente, nuestro grupo estudiósi dicho polimorfismo, además de contribuiral riesgo de obesidad, podría tener algunainfluencia en la predicción de las pérdidas depeso en obesos mórbidos sometidos a unadieta hipocalórica estándar durante un año.Se seleccionaron personas con un elevadogrado de obesidad de la misma poblaciónmediterránea española, que acudieron a unservicio de endocrinología para perder peso.Estos obesos fueron sometidos durante unaño a una dieta hipocalórica estándar, concontroles de pérdida de peso cada tres meses.Tras la intervención dietética se conoció el polimorfismo de cada individuo, para que elresultado no influyera en la pérdida de peso,

y se observó que el polimorfismo PLIN 4(11482G>A) influía significativamente en lapérdida de peso (22). En base a los resultadosobtenidos se puede concluir que este polimor-fismo actuaría de manera similar a un efectotampón, ya que si bien en condiciones de dietaestándar actúa en cierta forma protegiendo alos individuos de alcanzar un exceso de peso,una vez ese sobrepeso se ha alcanzado, elpolimorfismo actuaría dificultando una pérdidade peso. Son necesarios más estudios en éstay otras poblaciones para caracterizar mejor losefectos de dicho polimorfismo y su posiblerelevancia en el consejo dietético.

Gen de la APOA5

El gen de la APOA5 se descubrió en el año2001, mediante modelos bioinformáticos. A partir del análisis genómico comparado de las secuencias de distintas especies, el grupo de Pennacchio et al (23) encontródicho gen en humanos, cuya proteína no fueconocida hasta después de describir el gen.


Tabla II. Frecuencias genotípicas y desequilibrio de ligamiento entre los polimorfismos comunes en el gen de la perilipina (PLIN)

en población mediterránea española

PLIN1 (6209T>C) PLIN4 (11482G>A) PLIN5 (13041A>G) PLIN6 (14995A>T)

Hombres Mujeres Hombres Mujeres Hombres Mujeres Hombres MujeresGenotipos

n (%) n (%) n (%) n (%) n (%) n (%) n (%) n (%)

11 309 (40,8) 331(42,4) 405 (52,5) 451 (57,7) 282 (36,2) 318 (40,5) 328 (44,6) 346 (44,7)

12 334 (44,1) 342 (43,8) 307 (39,8) 271 (34,7) 380 (48,7) 345 (43,9) 321 (43,7) 333 (43,0)

22 114 (15,1) 108 (13,8) 60 (07,8) 59 (07,6) 118 (15,1) 122 (15,5) 86 (11,7) 95 (12,3)

Desequilibrio de ligamiento entre las variantes: D; D’ y (p)

PLIN1 – 0,159; 0,958 (p<0,001) 0,033; 0,149 (p<0,001) 0,085; 0,394 (p<0,001)

PLIN4 – 0,031; 0,191 (p<0,001) 0,078; 0,453 (p<0,001)

PLIN5 0,66; 0,320 (p>0,001)

PLIN6 –

D: Coeficiente de desequilibrio de ligamientoD’: Coeficiente de desequilibrio de ligamiento estandarizado

Dicho gen, localizado en el cromosoma11q23, se encuentra próximo al bien carac-terizado cluster de genes denominadoAPOA1/APOC3/APOA4. En dicho gen se handescrito distintos polimorfismos, muchos deellos formando haplotipo. Los dos polimor-fismos más estudiados, ya que se considerancomo “tag” (indicadores) SNPs (polimorfismosde un solo nucleótido) de dos haplotiposdiferentes son: el polimorfismo -1131T>C en elpromotor del gen, y el polimorfismos c.56C>G,que ocasiona un cambio de aminoácidoS19W en la proteína. La prevalencia de estospolimorfismos varía según las poblaciones,pero en caucásicos suele oscilar entre el 10 y el 15% de la población como portadores delos alelos mutados. Desde la publicación inicialde la asociación de estos polimorfismos conmayores concentraciones plasmáticas detriglicéridos (23), han sido múltiples losestudios realizados en diferentes poblacionesen los que se han replicado las asociacionesde dichas variantes genéticas con mayoresconcentraciones de triglicéridos. Actualmente,no existe ninguna duda en conceder al genAPOA5 una importante contribución en el metabolismo de los triglicéridos, e incluso se ha sugerido su participación en el alma-cenamiento y movilización de los lípidosintracelulares al ser localizada recientementela APOA5 en las gotas de grasa intracelular(24). Sin embargo, la participación de laAPOA5 en la regulación del peso corporal y la obesidad no es bien conocido. Desde hacevarios años, se han publicado decenas deestudios asociando polimorfismos en elcluster APOA1/APOC3/APOA4, junto con elque se encuentra el gen APOA5, con medidasrelacionadas con la obesidad. Sin embargo,como muchos de estos pol imorf ismospueden estar actuando como indicadores de la verdadera variante funcional, no se puedeatribuir con certeza una mayor relevancia a alguno de los genes del cluster. Reciente-mente, en los participantes en el estudioFramingham (25), hemos descrito una

interacción entre el polimorfismo -1131T>Cen el promotor del gen de la APOA5, y riesgode obesidad en función de la cantidad degrasa consumida en la dieta. Esta interacciónha sido encontrada tanto en hombres como enmujeres, y afecta tanto al riesgo de obesidadcomo al IMC considerado de manera continua.De acuerdo con ella, las personas homocigo-tas para el alelo mayoritario T, incrementaríansu IMC a medida que aumentaría su consumode grasa. Sin embargo, en los portadores delalelo minoritario C (13% de la población enel estudio Framingham), un mayor consumode grasa, no se asocia con el mismo incre-mento en el IMC que en los homocigotos TT.Si en lugar del IMC se considera el riesgo deobesidad o de sobrepeso, estas interaccionescon el consumo de grasa han seguidomanteniendo la significación estadística. Así, cuando el consumo de grasa total es alto(superior al 30% del aporte energético diario total), los portadores del alelo Cposeen un menor r iesgo de obes idad (OR: 0,61, 95%; IC, 0,39-0,98; P = 0.032) yde sobrepeso (OR: 0,63, 95%; IC, 0,41-0,96;P = 0,031). Estas asociaciones se mantu-vieron significativas incluso tras controlar porlas principales variables de confusión poten-cialmente implicadas. Además, cuando losdistintos tipos de ácidos grasos se analizaronde manera específica, la interacción mássignificativa se obtuvo con los ácidos grasosmonoinsaturados de la dieta. Dado que este estudio se ha realizado en poblaciónnorteamericana, en la que la principal fuentede ácidos grasos monoinsaturados son lascarnes, sería interesante realizar un estudiosimilar en población española, en la que laprincipal fuente de ácidos grasos monoin-saturados es el aceite de oliva.

Gen de la APOA2

El gen de la APOA2 se encuentra situadoen 1q21-q23, un lugar en el que previosestudios de ligamiento han localizado una


zona relacionada con el consumo dealimentos, fundamentalmente aporte ener-gético global y grasa total (26). La APOA2 es la segunda apoproteína mayoritaria en las lipoproteínas de alta densidad (HDL), sin embargo, su función no es bien conocida.Dado que las apolipoproteínas compartensimilares estructuras genéticas, y algunas deellas, sobre todo la APOA4 ha sido implicadaen regulación de la saciedad y riesgo deobesidad en múltiples estudios (27,28),nuestro grupo hipotetizó una posible impli-cación de la APOA2 en la regulación de laingesta de alimentos y riesgo de obesidad.

Recientemente hemos hal lado que unpolimorfismo (-265T>C) en el promotor del gende la APOA2 se asocia con distinto consumode alimentos y medidas antropométricas enlos participantes en el denominado estudioGOLDN (Genetics Of Lipid lowering Drugsand diet Network study). Dicho estudio estáintegrado por más de 1.000 participantes depoblación norteamericana en el que se analizael efecto de la dieta y del tratamiento confibratos, así como su modulación genéticasobre las variables de riesgo cardiovascular (29).Dicho polimorfismo se ha mostrado funcionalen modelos de expresión, asociándose el alelomutado a una menor expresión. En nuestroestudio, tanto en hombres como en mujeres,los homocigotos mutados CC, presentaronuna mayor ingesta de energía diaria total.Este mayor aporte calórico procedía funda-mentalmente de alimentos ricos en grasa y en proteínas. En la Figura 3-Página 64, se p resentan los da tos concre tos deconsumos diarios de grasa total en hombres(A) y en mujeres (B) en función de los tresgenotipos de este polimorfimo. Se puedeobservar el carácter recesivo de la asocia-ción genética, pues sólo los homocigotos CCdifieren de los demás genotipos. También los homocigotos CC presentaron mayoresmedidas antropométricas y riesgo de obe-sidad que los portadores del alelo másfrecuente T (29).

Genes INSIG2 y FTO

A diferencia de otras aproximaciones basadasen genes candidatos, estos genes se han aso-ciado con obesidad y variables relacionadasmediante estrategias de barrido genómico. A través de los microarrays de alta densidadde genotipado se consigue genotipar en unindividuo varios miles de variantes genéticassimultáneamente que cubren todos los cromo-somas. Tras el análisis estadístico pertinentese consiguen encontrar asociaciones entredeterminados marcadores situados dentro o alrededor de algún gen y los fenotipos deobesidad analizados, concluyendo que existeasociación entre dicho gen y obesidad. Sin embargo, estos estudios, a pesar de lascorrecciones que se introducen, no consiguenescapar del problema de los falsos positivos yson necesarios estudios de replicación. En elaño 2006, mediante la realización de unestudio de barrido genómico, aplicando elAffymetrix GeneChip Human Mapping 100Kmicroarrays para el genotipado de unos100.000 SNPs (concretamente 116.204 SNPs),en 1071 participantes en el Estudio Framingham,se encontró que el polimorfismo rs7566605,localizado en el cromosoma 2q14.1, cercanoal gen INSIG2, se asoció fuertemente con elriesgo de obesidad (30). En el mismo artículose realizó el genotipado de otras poblacionesy se concluyó que los hallazgos se replicaronen cuatro cohortes, incluyendo tanto poblaciónamericana, como europea y afroamericana.Los autores encontraron un efecto recesivo,de forma que el incremento de riesgo deobesidad tan sólo se presentaría en aproxima-damente un 10% de la población. Sin embargo,estudios posteriores en otras cohortes muynumerosas de individuos han sido incapacesde replicar los hallazgos iniciales (31, 32).

Utilizando una aproximación similar a laempleada para el descubrimiento del genINSIG2, recientemente se ha publicado queun polimorfismo (rs9939609) consistente enun cambio T>A, se asociaba con un mayorIMC y riesgo de obesidad de manera aditiva.



FIGURA 3 | Consumo promedio de grasa total en hombres (A) y en mujeres (B) según en polimorfismo -265T>C en el promotor del gen de la APOA2 los participantes del estudioGOLDN (Genetics of lipid lowering drugs and diet network study). Los valores de P indican si existen diferencias estadísticamente significativas entre las medias que se comparan. En lascomparaciones se han agrupado los portadores del alelo T y comparados con los homocigotos CC,de manera cruda (sin asterisco), o tras controlar por factores de confusión (*).Fig. 3

CC (n=75)TC (n=251)TT (n=188)-265T>C APOA2 polymorphism

120

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Tota

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CC (n=90)TC (n=261)TT (n=213)-265 T>C APOA2 polymorphism

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A) HOMBRES

B) MUJERES

P = 0,014P* = 0,007

P = 0,044P* =0,033

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7467 67

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Con

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tal (

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A) HOMBRES

B) MUJERES

P = 0,014P* = 0,007

P = 0,044P* =0,033

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A) HOMBRES

B) MUJERES

P = 0,014P* = 0,007

P = 0,044P* =0,033

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sum

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gra

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gra

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27

Fig. 3


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A) HOMBRES

B) MUJERES

P = 0,014P* = 0,007

P = 0,044P* =0,033

95

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A) HOMBRES

B) MUJERES

P = 0,014P* = 0,007

P = 0,044P* =0,033

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A) HOMBRES

B) MUJERES

P = 0,014P* = 0,007

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-265 T>C APOA2

-265 T>C APOA2

Esta asociación ha sido replicada en 13cohortes independientes incluyendo en total38.759 participantes (33). De acuerdo con las estimaciones de este artículo conjunto, un 16% de los adultos que son homocigotospara el alelo A, poseen como media de peso, 3 kg más que los homocigotos TT. En cuanto a la estimación del riesgo deobesidad, éste fue de 1,67 veces superior en los portadores del alelo mutado encomparación con los homocigotos normales.A d i ferenc ia de l caso de l gen INSG2, los resultados de las asociaciones con estegen, parecen replicarse en otras cohortesindepedientes, aunque con distintos rs anali-zados (34).

Por ello, bien sea mediante la aproximaciónde genes candidatos, o mediante los distintosalgoritmos de identificación de nuevasvariantes genéticas, lo más importante es lavalidez de los resultados y su reproducibilidadpara poder tener utilidad clínica.

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Capítulo 3

Resistencia a la insulina: factores desencadenantes

6 9

Resumen

La resistencia a insulina se asocia a defectoscelulares en la acción de esta hormona y un incremento compensatorio en la secreciónde la misma, situaciones que reflejan diversasvariables genéticas y ambientales. La combi-nación de ambos factores origina cambiosmetabólicos y cardiovasculares asociadosepidemiológica y fisiopatológicamente adislipemia, hipertensión, obesidad, diabetestipo 2 y enfermedad coronaria. En estesentido, se ha caracterizado al adipocitocomo célula endocrina, con capacidad parasecretar diversas citocinas, factores infla-matorios y otras moléculas señalizadoras.Esta producción de factores proaterogénicos,aportaría un nexo entre la obesidad y lascomplicaciones vasculares asociadas. A nivelmolecular, la resistencia a insulina incluyedefectos en la señalización celular, comodisminución en actividades tirosina quinasadel receptor de insulina, y déficits en vías defosforilación asociadas. La sobreproducciónde radicales libres mitocondriales, facilitadapor el estatus inflamatorio, modularía esasvías de fosforilación, análogamente a lo quesucede con otros receptores tirosina quinasa,contribuyendo a la resistencia insulínica.

Por último, sin embargo, factores ambientales,como los ritmos biológicos, la actividad física, laingesta calórica y nutrientes específicos, puedenjugar un papel preventivo y terapéutico relevante.

Introducción

La resistencia a insulina y la consiguientehiper-insulinemia contribuyen a un síndromeque típicamente incluye tolerancia anómala a la glucosa, obesidad, dislipemia, hiperten-sión y enfermedad coronaria. La evoluciónhasta el estadio final, el de diabetes mellitustipo 2 (DM-2), es el resultado de defectos tantoen la secreción insulínica (que se localizan enla célula ß pancreática) como en la propiaacción de la insulina –también denominadaresistencia a la insulina–. En ambas situacionescoexiste un componente genético reconocido,poligénico, multifactorial y no bien identifica-do y un componente fenotípico que integraglucotoxicidad, lipotoxicidad, función nerviosa,tejido adiposo, actividad física y edad (1).

En la historia natural de este proceso se postulaque la resistencia a insulina se compensa ini-cialmente mediante un incremento en lasecreción de insulina por parte de la célula ß,con la consiguiente hiperinsulinemia, con elfin de mantener la homeóstasis de la glucemia.

Resistencia a la insulina:factores desencadenantesReinald Pamplona, Jordi Boada, Mariona Jove, Hugo Gonzalo, Maria Josep Bellmunt, Manuel Portero-OtínDepartamentos de Medicina Experimental y Ciencias Médicas BásicasUniversitat de Lleida-IRBLLEIDA-PCiTAL, Lleida, España

Capítulo 3

Sin embargo, a medida que la situación deresistencia persiste y se inducen glucemias en ayunas del orden de 7,5 mM, la célula ßno puede generar una mayor tasa secretoriade insulina, estableciéndose la situación de tolerancia anómala a la glucosa (IGT por“impaired glucose tolerance”). En esta fase,pese a que existe hiperinsulinemia en términoscuantitativos, la resistencia periférica a laacción de esta hormona conduce de hecho a un estado de diabetes. Si la glucemia enayunas supera los límites de los 11 mM, a loque contribuye de forma determinante unaumento de la producción hepática de glucosa–por la falta de inhibición de la insulina sobregluconeogénesis y por falta de la función dealmacenaje de glucógeno–, se produce unasituación de respuesta insulínica a la ingestaclaramente disminuida, tanto en términoscuantitativos como funcionalmente, no siendoasí para los valores de insulinemia en reposoaun entonces aumentado. Esta situación seasocia a la pérdida de función de la célula ß,sin un aumento de la resistencia periférica ala insulina. Pese a que se han buscado defectosgenéticos en la célula ß (que se superpondríanal defecto genético que causaría insulino-rresistencia), no se han evidenciado mutacionesen varios genes de los islotes pancreáticos.Por otro lado, cabe sumar los efectos de laglicotoxicidad (efectos de la hiperglucemiacrónica sobre el páncreas) y los de los ácidosgrasos libres (lipotoxicidad) y las grasas dietarias,que empeorarían la función pancreática (2).

En consecuencia, la hiperinsulinemia, comorespuesta compensatoria a la resistenciainsulínica, precede el desarrollo de la hiper-glucemia. Las evidencias obtenidas mediantetécnicas como la de supresión de insulina y lasde clamp euglicémico hiperinsulinémico hanpermitido cuantificar este fenómeno, estable-ciendose que la progresión a IGT, caracterizadapor valores elevados de insulinemia tanto en la fase postabsortiva como en la fase de digestión, es posterior a la resistencia ainsulina, apoyando el uso de la concentración

de insulina como parámetro indicativo de laposible resistencia a la insulina, que no seríadescartable por un test de tolerancia a laglucosa normal. De hecho, un porcentaje deindividuos con tolerancia a la glucosa normal(en algunas series del 25%), podrían presentarvalores de insulinemia alterados, con un riesgopotencial de deterioro de la célula ß (3).

Mecanismos moleculares delsíndrome de resistencia a la insulina

Tras la unión de insul ina a su receptor de membrana, se produce la generación desegundos mensajeros que inducen una seriede fosforilaciones o defosforilaciones queresultan finalmente en la estimulación delmetabolismo, particularmente el glicídico. El primer paso, la fosforilación de la sub-unidad ß del receptor a insulina, conlleva el inicio de la actividad tirosina quinasa delpropio receptor, que inicia la fosforilación de diversas proteínas intracelulares como IRS-1, clave para la síntesis de glucógeno en músculo, o IRS-2, que media los efectosinsulínicos en la producción hepática deglucosa por el hígado. Entre las proteínasimplicadas en la vía también se encuentra la fosfatidil-inositol-3-quinasa (PI-3K), impli-cada en el transporte de glucosa, a través detransportadores GLUT-4 en tejido muscular yen la activación de la glucógeno sintasa (4).Una vez en el citosol, la glucosa se metabolizapor una serie de enzimas también bajo elcontrol de la insulina, como la hexoquinasa(que fosforila la glucosa), la glucógeno sintasa,la fosfofructoquinasa (regulando glicolisis) y la piruvato deshidrogenasa (que regula laoxidación de glucosa).

Uno de los déficit a nivel de receptor en lainsulinorresistencia es la disminución en la actividad tirosina quinasa inducida por lainsulina, aunque también se ha propuestoque dichas alteraciones se darían comocompensación a la hiperinsulinemia y noserían causa de la resistencia a insulina.


Diversos polimorfismos de IRS-1 se asocian a la resistencia a insulina, y varios polimor-fismos combinados en efectores post-receptorde la vía podrían contribuir a la resistencia insu-línica. Otro de los déficit se han situado en lacapacidad de fosforilación de IRS-1 y de su aso-ciación con PI-3-K, que reduciría la translocaciónde GLUT4 a la membrana, disminuida en casosde obesidad (sin diabetes) y en individuosdiabéticos. Asimismo, la activación de AKT yla de factores transcripcionales como FOXO1también se han implicado en la pérdida decapacidad de generación de óxido nítrico(NO) endotelial y en los efectos sobre elmetabolismo lipídico y glicídico (5, 6).

En contraposición con estos efectos metabó-licos, las propiedades funcionales de insulinacomo factor de crecimiento, a través de laactivación de la vía MAP-quinasa, se mantienenintactas en individuos con obesidad y enpacientes con insulinorresistencia y DM-2.Así, la hiperinsulinemia conduce a activaciónde la vía de señalización MEK1-ERK1/2 tanto enindividuos sanos como en insulinorresistentesy en pacientes diabéticos. Dado que las ERKpueden fosforilar determinados residuos deserina en IRS-1 (que inactiva parcialmente su acti-vidad), este paso podría conducir a la pérdida desensibilidad a la insulina. Asimismo, la estimula-ción de la vía MAP-quinasa conduce a la mayorproliferación de las células musculares lisas, ala producción de endotelina-1, a una mayorformación de colágeno y a una mayor secreciónde factores de crecimiento y citocinas proinflama-torias, justificando parcialmente la aceleraciónde la ateromatosis en pacientes con DM-2.

En conclusión, la insulinorresistencia, que es unmecanismo fisiológico en determinadas situa-ciones, si se da de forma crónica es determinanteen el desarrollo de DM-2 y otras patologíasde alta prevalencia. Este fenómeno se desenca-denaría por alteraciones en el tejido adiposo, pordiversos fenómenos metabólicos y por cambiosen respuestas relacionadas con la homeóstasisenergética en el sistema nervioso central.

Tejido adiposo: ¿Cuánto, cómo y dónde?

Adipocito: papel en señalizaciónintercelular

Los estud ios de base ep idemio lóg icademuestran una relación robusta entre obesidad y resistencia a la insulina (7). Tantoen estado de ayunas como después de unestímulo hiperglicémico, la obesidad secaracteriza por un estado de hiperinsulinemia.El aumento de la concentración de ácidosgrasos libres, la disminución de la concen-tración de adiponectina –hormona de sensi-bilización insulínica– y el aumento de losniveles de adipocitoquinas como leptina, o resistina, entre otras, contribuyen a esteestado de resistencia insulínica. Reciente-mente se ha sumado a éstas el inhibidor delactivador del plasminógeno, la IL-6, y laproteína de unión a retinol 4 (RBP4), elevadaen algunas series de casos de resistencia a la insulina en humanos (8).

Como ya se ha indicado, el mantenimientode la euglicemia en el contexto de la historianatural de la DM-2 es pasajero, atribu-yéndose a los adipocitos que se llegue a unasituación en que la hiperinsulinemia no essuficiente para compensar la resistenciainsulínica, generándose el estado hiperglu-cémico. En este sentido, recientemente se haestablecido el papel de mecanismos inflama-torios como nuevo factor que contribuye a la insulinorresistencia en la obesidad, en elsentido en que existe una asociación entreresistencia a insulina, grasa perivisceral y nivelcirculatorio de mediadores inflamatorioscomo citocinas proinflamatorias, proteínasde fase aguda y moléculas de adhesión celularen forma soluble. Así, en modelos de roedoressometidos a dieta grasa, la hiperinsulinemiacorrelaciona con el grado de infiltración demacrófagos activados en tejido adiposo, queserían la fuente de estos factores inflamatorios.

7 1Resistencia a la insulina: factores desencadenantesCapítulo 3

Ello concuerda con que en individuos obesos,los monocitos circulantes (precursores de losmacrófagos) muestran un estado proinflama-torio, y con que la pérdida de peso se da unadisminución del factor proinflamatorio MCP1.Este estatus inflamatorio, calificado de bajaintensidad, a través de mediadores solublescomo TNF, IL-6 u otros, contribuiría a altera-ciones endoteliales asociadas a la ateromatosis,y podría constituir, mediante el uso de antiin-flamatorios, un punto de intervención en el abor-daje terapéutico de la resistencia a la insulina (7).

Importancia de la localización: ¿visceral o subcutánea?

Independientemente de estos fenómenos,también existe abundante bibliografía sobrela importancia relativa de la localizaciónanatómica (o intracelular) de los depósitoslipídicos, confrontando la distribución perivis-ceral frente a la subcutánea.

Así, el estudio IRAS, realizado con 1.500individuos no diabéticos, reveló la importanteasociación de ambos tipos de tejido adiposo(de forma independiente) con la resistencia a insulina, aunque el poder predictivo de laacumulación de grasa visceral fue superior ala de la subcutánea (9). Otros estudios, sinembargo, refuerzan la importancia del tejidoadiposo subcutáneo (y en particular de la capa más profunda de dicho tejido) con laresistencia a la insulina. Asimismo, cabeconsiderar el papel de los adipocitos intrati-sulares: la acumulación de tejido adiposo oincluso triacilglicéridos en hígado y músculoesquelético (inter e intramiocelular) está rela-cionada de forma cuantitativa con resistenciainsulínica en los mismos tejidos, contribuyendoa hiper-glucemia en ayunas por aumento dela producción hepática de glucosa e hiper-glicemia postpandrial por disminución delconsumo muscular de glucosa inducido porinsulina. Asimismo, es interesante mencionarla reversión de la resistencia a insulina encasos de deprivación dietaria de lípidos,

sin alteración de la adiposidad perivisceral ni de la subcutánea, hecho compatible con la influencia negativa de los metabolitosderivados de ácidos grasos sobre la vía detransducción de señales de insulina en hígadoy músculo esquelético.

En otra línea de trabajo, diversos hallazgosdemuestran la importancia del metabolismointracelular del cortisol en tejidos diana, y enparticular del tejido adiposo, como mecanismode modulación de la señalización insulínica,dado que el cortisol se encuentra entre lashormonas de contrarregulación insulínica.

Cabe recordar que la 11ß-hidroxi-esteroidedehidrogenasa (11ßHSD), encargada dedegradar el cortisol a cortisona, presenta dosisoformas. La isoforma 2 actúa en placenta,colon y riñón, impidiendo que la cortisonaactive el receptor a corticoides con efectosmineralocorticoideos (y por tanto evitando ladepleción de sodio), mientras que la isoforma1 convierte cortisona en cortisol, generandoéste los efectos metabólicos subsiguientes.Dado que la isoforma 1 se expresa en tejidoadiposo, particularmente en grasa visceral, la activación de la 11ßHSD tipo 1 en adipocitosviscerales lleva a la resistencia a insulina. Así, la insulinorresistencia se debería enparte, a un exceso de actuación de hormonaglucocorticoidea en tejido adiposo visceral(calificada de “enfermedad de Cushing delomento”). Por tanto, los animales de experi-mentación con sobreexpresión específica de11ßHSD1 en adipocitos, presentan hiperten-sión, incremento de adiposidad (sobre todovisceral) y resistencia a insulina, observándoseefectos contrarios en animales sobreexpresoresde 11ßHSD2 (10). Asimismo, los agentes que reducen específicamente la actividad dela 11ßHSD1 conducen a un aumento de lasensibilidad a insulina y a una reducción de la dislipemia. En esta línea, en humanos con obesidad se observa una pérdida de11ßHSD1 en hígado lo que potenciaría unamayor producción de cortisol por regulación


del eje hipotálamo-hipofisario-suprarrenal ydotaría de más cortisol a los adipocitos, con-tribuyendo a la resistencia insulínica.

El tejido adiposo como diana de insulinorresistencia

El tejido adiposo es, al margen de su papelcomo contribuidor a la resistencia insulínica,diana de la misma, caracterizándose su faltade sensibilidad a insulina por incrementos delos niveles plasmáticos de ácidos grasos libres.Cabe recordar aquí el importante papel de lainsulina como inhibidor de la lipólisis a travésde la inhibición de la lipasa hormona-sensibleadipocítica. Por ello, en situaciones de resis-tencia a la insulina no sólo se da hiperglucemia,sino también hiperlipemia atribuida a incre-mento de ácidos grasos libres en plasma. Estaelevación crónica de los niveles de ácidos grasoslibres se considera, en el contexto de la hipó-tesis del “desbordado” (overflow), como uncomponente clave de la resistencia insulínica(11). Dicha hipótesis postula que cuando lacapacidad de almacenado lipídico del adipocitose ve superada, se produce un exceso de molé-culas derivadas de los ácidos grasos como cera-midas, esfingolípidos y derivados de coenzimaA en músculo, hígado, páncreas y arterias, quereproducen fenómenos de resistencia a insu-lina. Estos mediadores lipídicos activarían viasdependientes de protein quinasa C, Jun quinasa(JNK) y el inhibidor de la quinasa ß del NF-κB(IKKß), que pueden aumentar la fosforilaciónde serinas en los sustratos del receptor deinsulina (IRS1 y 2), con efectos inhibitorios ensu actividad. Asimismo, los ácidos grasoslibres contribuirían a la activación de variasvías inflamatorias, que pueden entorpecer laseñalización insulínica en músculo esquelético.

Mediadores metabólicos: ¿Relación con el envejecimiento?

Diversos hechos recientes evidencian el papel de mediadores metabólicos en eldesarrollo de la resistencia a la insulina.

Entre ellos, destacan el papel de la quinasaactivada por AMP (AMPK), el estrés oxidativoy la disfunción mitocondrial. Cabe indicarque estos dos últimos son mediadores deotro proceso fisiológico: el envejecimiento.Cabe recordar que la edad puede ser unfactor relevante (de menor importancia quela obesidad) para el desarrollo de la insulino-rresistencia, y que ésta condiciona caracte-rísticas compatibles con un aumento de latasa de envejecimiento de determinadosórganos diana (como el sistema cardiovas-cular). Mención aparte merece el hecho deque aquellas manipulaciones experimentalesque pueden modular el envejecimiento,como son la restricción calórica y la ingestade nutrientes específicos, también conducena mejoras o atenuaciones de la insulinorresis-tencia (12).

AMPKA

La AMPK es un enzima de estrés activado en estados celulares de alto consumo ener-gético (como en la actividad física), o de baja producción energética, que da comoresultado una mayor producción de ATP y un menor consumo del mismo. Este sistema está ampliamente expresado en una ampliavariedad de tipos celulares como los hepato-citos, los miocitos, las células ß, los adipocitos,las neuronas sensibles a la glucemia y en algunas células endoteliales. Su regulaciónse da, entre otros, por fosforilación mediadapor quinasas como LKB1 u otras quinasasdependientes de calmodulina. Uno de sus efectos es la activación de la decarbo-xilasa de malonil-CoA y la inhibición de acetil-CoA carboxilasa (ACC), lo que conducea una mayor producción de ATP dado que el malonil-CoA se utiliza como intermediarioen la síntesis de ácidos grasos y como inhibi-dor alostérico de la carnitina palmitoleil-transferasa 1α, responsable a su vez de la entrada de ácidos grasos en mitocondriapara su oxidación, una de las fuentes más abundantes de ene rg ía ce lu l a r.


Entre otros efectos, la AMPK inhibe la síntesisde triacilglicéridos y de ceramida, al margende reducir el estrés oxidativo y la activación deNF-κB, por mecanismos menos claros (13).

En este contexto es interesante destacar que,en modelos experimentales de resistenciainsulínica (como en la rata fa/fa, en la ZDF oen modelos inducidos por dieta), así como trasla infusión de resistina, una adipocitoquina,se hallan niveles disminuidos de AMPK y suactividad, así como el efecto resultante(incremento de malonil-CoA). A ello caberecordar que los inhibidores de AMPK puedenpotenciar los procesos proaterogénicos. Entrelas maniobras que conducen a una mayoractivación de AMPK destacan la restriccióncalórica, el ejercicio (particularmente en músculo,hígado y en tejido adiposo, a través de unincremento de cateolaminas e IL-6 circulante),la metformina, tiazolidinas, la adiponectina,el análogo de adenosina 5-aminoimidazol-4-carboxamida-1-ribofuranosido (AICAR), elácido lipoico, los estrógenos y los polifenoles,como los de origen vegetal. Curiosamente,todas estos agentes disminuyen la resistenciainsulínica, mejoran el control glicémico y ladisfunción endotelial. Por otro lado la inhibiciónde ACC –y la subsiguiente menor producciónde malonil-CoA– mejora la sensibilidad insu-línica, así como la acumulación intrahepáticao intramuscular de lípidos. En la ausencia deglucosa, la activación de AMPK y la oxidaciónde ácidos grasos se incrementan al triple,mientras que la hiperglucemia causa resistenciainsulínica, apoptosis y disfunción mitocondrial,todas ellas prevenibles por AMPK.

Estrés oxidativo y función mitocondrial

El estrés oxidativo, o desequilibrio entreformación de radicales libres derivados deloxígeno o del nitrógeno y su degradación,juega un papel relevante en el desarrollo dela insulinorresistencia. Cabe indicar que laproducción de los radicales libres no es secun-daria a hiperglicemia (en un primer momento),

dado que este fenómeno es posterior a laresistencia de insulina. El incremento enradicales libres en el estado prediabéticopodría deberse a una mayor abundancia de ácidos grasos que causan alteracionesmitocondriales a través de una mayor ß-oxidación. En individuos sanos, la infusiónde ácidos grasos causa estrés oxidativo y cierto grado de insulinorresistencia que serevierte por la administración de glutation.En cualquier caso, el estrés oxidativo puedecausar (en modelos animales y en humanos)situaciones de resistencia a la insulina através de diversos mecanismos, como laactivación de diversas quinasas de serina y treonina (JNK, p38MAPK, IKKß), que fosfo-rilarían al receptor de insulina y a los IRS,impidiendo su activación (14). Asimismo,trabajos de nuestro grupo han demostrado lainactivación de receptores tirosina quinasa(de la familia funcional del receptor de insulina)como el EGFR o el PDGFR por la presencia de aldehidos derivados de reacciones deperoxidación lipídica y glicoxidación (15) (Figura 1).

Entre los mediadores mitocondriales deresistencia a insulina cabe indicar que se hanobjetivado pérdidas en producción de ATPmuscular en pacientes no diabéticos conresistencia a la insulina.

Dado que la síntesis de ATP requiere de una función mitocondrial adecuada, se hahipotetizado la existencia de pérdidas de laactividad de los factores respiratorios mito-condriales (factores de transcripción quepromueven la síntesis de proteínas mitocon-driales codificadas en el núcleo), con pérdidasen la capacidad oxidativa mitocondrial quecondicionarían la acumulación intramuscularde lípidos, incluso en fases muy iniciales delsíndrome de resistencia insulínica. En estepunto, se ha descrito una pérdida en losniveles de PGC-1, uno de los factores másimportantes en este sentido, en pacientescon DM-2 y en insulinorresistentes (16).



FIGURA 1 | Mecanismos potenciales de modificación de la señalización insulínicamediados por estrés oxidativo y carbonílico. El incremento de estrés oxidativo y carbonílicocausados a nivel extracelular y a nivel celular por el estatus proinflamatorio y el aumento deácidos grasos circulantes contribuiría al aumento de concentración de aldehidos derivados de peroxidación lipídica y glicoxidación –glioxal (GO), metilglioxal (MGO), 4-hidroxinonenal(HNE) y malondialdehido (MDA)–. Dichos aldehidos modificarían residuos susceptibles delreceptor de insulina u otros mediadores de señalización insulínica (IRS, AKT), generandoproductos estables de modificación como carboximetilisina (CML), carboxietilisina (CEL) u otros, conduciendo a cambios en su función que contribuirían a la propagación de laresistencia insulínica.

La baja actividad física se asocia a pérdidas en la expresión de PGC-1, así como los altosíndices de masa corporal o dietas ricas engrasas, al margen de las evidencias obtenidasen modelos experimentales. Sin embargo, el efecto de la dieta puede ser dependientedel tipo de lípido, con el palmitato induciendoreducción en los niveles de PGC-1, pero nocon oleato. Algunos antidiabéticos, como la rosiglitazona, la metformina o el AICARtambién causan incrementos en la expresiónde PGC-1. Cabe indicar que no existen, comoen los otros mecanismos expuestos, conoci-mientos suficientes para indicar si la pérdidade PGC-1 es causa o consecuencia de lainsulinorresistencia, pese a que en situacionescomo en la sobrealimentación crónica o dietascon alto grado de saturación, o en inactividadfísica, se produce una pérdida de este factor,contribuyendo potencialmente al desarrollode la resistencia.

Influencia del sistema nerviosocentral: ¿Está todo en la cabeza?

Ritmos biológicos

En diversos animales hibernantes se produ-cen fenómenos análogos a la resistenciainsulínica en humanos: durante la fase deacumulac ión de energía anter ior a lahibernación, existe hipertrofia adipocítica,hiperfagia, hiper-insulinemia y gasto energé-tico reducido, llegándose a doblar la masacorporal, acompañado de resistencia a insulinade forma fisiológica, controlado todo ello porcambios en la duración de la exposición lumí-nica. En este sentido, los ritmos circadianoshumanos que afectan numerosas variablesfisiológicas - ritmo cardiaco, presión arterial,ciclo vigilia-sueño, metabolismo de salesbiliares, síntesis de colesterol, temperatura,activación del intestino y riñón, y sistemasendocrinos- regulados a su vez por actividadfísica, comportamiento de ingesta y luz,pueden afectar a la sensibilidad insulínica.

Así, se acepta que los aumentos de incidenciade resistencia a la insulina observados entrabajadores de turno cambiante, en jet-lag,o en síndromes de sobreingesta nocturna, se pueden atribuir parcialmente a la influenciade los ritmos circadianos sobre el metabolismo.Asimismo, las pérdidas en duración y calidaddel sueño se relacionan con la obesidad,reduciendo la tolerancia a la glucosa, los niveles de TSH y leptina e incrementandola actividad del sistema simpático, la concen-tración nocturna de cortisol, la concentraciónde ghrelina, el índice de masa corporal eincluso los niveles de algunas interleucinas,potenciando un estado proinflamatorio. En este sentido, reforzando el nexo entresueño-vigilia y homeóstasis insulínica, caberecordar que el déficit de Clock (uno de losgenes que regulan en positivo el ritmo circa-diano) (18) en ratones, conlleva obesidad ysíndrome metabólico, así como que el déficitde Rev-erbα (un regulador de la adipogenesisrelacionado con ritmos circadianos) provocahipertriacilgliceridemia, disminución de laentrada de glucosa inducida por insulina enadipocitos e IGT, sin obesidad. Asimismo,puede hipotetizarse que las funciones endo-crinas del adipocito (seleccionadas evolutiva-mente), podrían contribuir a la regulación delpeso así como a las respuestas a la actividaddiaria y anual. Así, el almacenaje de grasa haciael final del verano prepararía al organismo auna pérdida de disponibilidad calórica enotoño e invierno, influyendo asimismo en laregulación en núcleos supraquiasmáticos delritmo circadiano, que adapta al organismo a los cambios en el ambiente, asegurandouna función y comportamiento adecuados a la hora del día (19). La pérdida de estasseñales conlleva en ratones un aumento delpeso, incremento de la glucemia, triacilglicé-ridos, colesterol y leptina, mientras que enhumanos, a tenor de estudios epidemiológicos,contribuiría a obesidad abdominal, hiper-triacilgliceridemia y a HDL disminuido, aménde alteraciones en la tolerancia a la glucosa


y a pérdidas en la actividad del receptor de insu-lina, contribuyendo a la incidencia aumentadade enfermedad cardiovascular y DM-2.

Regulación de la ingesta

Se acepta que la leptina y la insulina son dosde las señales más importantes que informanal cerebro sobre los niveles de adiposidadcontribuyendo a la homeóstasis energética i.e.equilibrio entre ingreso y gasto energéticos(20). El bloqueo de las vías insulínicas o deleptina neuronales llevan a un incremento de la ingesta, con ganancia de peso. La leptinay la insulina actúan inhibiendo la vía neuronalorexigénica NPY/AgRP y estimulan la víaanorexigénica POMC, con intervención depéptidos intestinales, como ghrelina, que esti-mula la vía NPY y la proteína YY que inhibedicha vía. Asimismo, la leptina actúa en elnúcleo arcuado aumentando la sensibilidadencefálica a señales de saciedad como ladistensión gástrica, y disminuyendo las señalesde recompensa asociadas a la ingesta. Por otrolado, la insulina, que cruza la barrera hemato-encefálica mediante un proceso de transcitosismediada por receptor saturable, actuandovía AKT, conlleva efectos mitogénicos y antia-poptóticos a nivel cerebral, protegiendo frenteal estrés oxidativo y la disfunción mitocondrialen neuronas y glia. Diversas zonas relacionadascon el aprendizaje, memoria y cognición comoel córtex o el hipocampo, muestran un altogrado de interaccion con insulina, actuando deforma rápida. Por el contrario, si los nivelesaumentan de forma crónica (como en el casode hiperinsulinémia compensatoria), se llegaa una situación de alta secreción de citoquinas,F2-isoprostanos y otros indicadores del estatusinflamatorio cerebral, como por ejemplo la secreción de ß amiloide, implicando a lainsulina (o a sus efectos cerebrales) en lapatogénesis de la enfermedad de Alzheimer.

Dado que se producen déficit del receptor a la insulina en otros órganos, como la propia célula ß, durante la insulinorresistencia,

se ha propuesto que la pérdida de señalizaciónen la regulación de la ingesta sería un meca-nismo de perpetuación de este desequilibriometabólico. Así, la delección neuronal de IRS-2se asocia a obesidad, hallazgo compatiblecon la disminución de los efectos anorexígenosde la insulina intraventricular tras infusiónintracerebral de un inhibidor de PI3K, o con lapérdida de PI3K en ratas con dieta inductorade obesidad (21).

Por otro lado, también existen efectos peri-féricos de la resistencia cerebral a insulina,dado que la infusión de insulina, ácidos grasoslibres, glucosa o aminoácidos en el núcleoarcuado incrementa la sensibilidad insulínicaa nivel hepático, conduciendo a una menorproducción de glucosa. Así, se podría proponerque la acción disminuida de insulina, leptina uotros sobre el cerebro conduciría a incrementosde la ingesta, empeorando la resistencia a la insulina.

Conclusiones

La resistencia a insulina se asocia a defectosde señalización celular desencadenados porfactores oxidativos, inflamatorios y bioener-géticos, entre otros, que se ven moduladospor factores ambientales como la actividadfísica y los hábitos nutricionales. Sin embargose desconoce si la respuesta individual adeterminados nutrientes, a evaluar medianteaproximaciones de nutrigenómica y metabo-lómica, pueden modular, como es de esperar,el desarrollo de dicha resistencia insulínica,conocimiento que permitiría la individua-lización racional de las recomendacionesnutricionales.

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Capítulo 4

Avances en la prevención deenfermedades cardiovasculares.Nuevos marcadores bioquímicos

8 1

Resumen

La enfermedad cardiovascular (ECV) esactualmente una de las principales causas demuerte y de consumo de recursos sanitariosen la mayoría de las sociedades occidentales.Como consecuencia de la investigacióndesarrollada para su prevención, se han defi-nido una serie de “factores de riesgo mayores”(FR), algunos de los cuales (como sexo, edado antecedentes familiares o personales deenfermedad cardiovascular prematura) noson modificables, pero otros (como consumode tabaco, HTA, descenso del colesterol deHDL, elevación de colesterol de LDL) permitenla instauración de medidas de intervenciónpara su control.

No obstante, los FR conocidos no explicancompletamente el riego total de ECV y hanempezado a surgir nuevos factores de riesgo,conocidos como “emergentes”, que puedenpermitir mejorar nuestra estimación del riegocardiovascular global y al mismo tiempo ofrecennuevas dianas terapéuticas.

Entre estos factores de riesgo emergentes se encuentran las elevaciones plasmáticas de proteína C Reactiva, lipoproteína (a) o dehomocisteína y la presencia de determinadasmodificaciones genéticas.

La coexistencia de dos o más de estos factoresde riesgo emergentes eleva en un peldaño(p.ej de riesgo intermedio a alto riesgo) laestimación del riesgo cardiovascular, y enconsecuencia la diana del tratamiento hipoli-pemiante, disminuyendo la concentración decLDL que es deseable obtener con la inter-vención; todo esto independientemente de la posible intervención directa sobre losmismos, que en ocasiones es posible (PCR,homocisteína) y en otras precisa de unamayor investigación para poder disponer delos fármacos adecuados.

Introducción

La arteriosclerosis, proceso básico que se identifica como el sustrato directamenterelacionado con el desarrollo de los accidentescardiovasculares, es un proceso multifactorialdel que se conocen muchos de sus principalesfactores de riesgo (factores cuya presenciafavorece el aceleramiento del proceso). No obstante, estos factores de riesgo “clásicos”(FR) o mayores (Figura 1, página 82), que hansido utilizados para las principales recomenda-ciones de prevención cardiovascular (Figura 2,página 82) no han sido capaces de explicarcompletamente por sí mismos la razón de laevolución de la enfermedad cardiovascular.

Avances en la prevención deenfermedades cardiovasculares.Nuevos marcadores bioquímicosJuan Antonio Gómez GeriqueHospital Universitario Marqués de Valdecilla. Santander

Capítulo 4

Por este motivo, en los últimos años se estánrealizando importantes esfuerzos para identi-ficar nuevos factores o marcadores de riesgoque puedan ayudarnos a identificar, inclusodesde el punto de vista individual, a aquellaspersonas que requieren una especial atencióncon el fin de evitar o minimizar futuros acci-dentes cardiovasculares (Figura 3).

Gracias a estos esfuerzos, han aparecidomúltiples “nuevos” marcadores candidatosde enfermedad cardiovascular que deben ser evaluados en el contexto clínico paraidentificar si el conocimiento de los mismos

aporta algún valor añadido a la capacidadpredictiva de los FR clásicos ampliamenteutilizados (1).

No obstante, antes de aceptarlo para su uso clínico, existen algunas preguntas quetendremos que hacernos frente a cualquiercandidato a marcador de riesgo (Figura 4):

• ¿Podemos medirlo adecuadamente en elcontexto clínico?, es decir, ¿existen métodospracticables y al alcance de los laboratoriosclínicos, con la suficiente fiabilildad para quelos resultados obtenidos sean manejables?


FIGURA 2 | Objetivos para cLDL y puntos de corte para cambios en estilos de vida e iniciodel tratamiento con fármacos en diferentes categorías de riesgo.

FIGURA 1 | Factores de riesgo tradicionales.

Factores de Riesgo Tradicionales

• Historia Familiar • Edad• Sexo Masculino• Tabaco• Inactividad Física• Sobrepeso / Obesidad• ColT / cLDL/ cHDL/ TG • TA• Glucosa Adapted from Stampfer MJ et al. Circulation. 2004;109(suppl):IV3-IV5.

Figura1



Figura1



Figura1

JAMA, May 16, 2001, 19:2486-5497

8 3Avances en la prevención de enfermedades cardiovasculares...Capítulo 4

FIGURA 3 | Factores de riesgo emergentes.

FIGURA 4 | Factores de riesgo emergentes.

• ¿Aportan algo?. Es decir, la medición deestos nuevos marcadores ¿nos permiteaumentar nuestra capacidad predictiva,aunque sólo sea en algún subgrupo deindividuos?, y en este último caso, ¿tenemossuficientemente identificado el subgrupode individuos en los que es útil?

• ¿Sabemos qué hacer con los resultadosobtenidos?.

La respuesta a estas preguntas es críticaporque no sólo es fundamental para aceptarcomo marcador de riesgo cardiovascular a un nuevo candidato, sino que tiene tambiénque servirnos para definir las condiciones en las que el mencionado marcador espotencialmente útil, ya que no todos losnuevos marcadores tienen por qué ser válidosde una forma universal.

Grupos de nuevos marcadores

La lista de posibles nuevos marcadores de enfer-medad cardiovascular es inmensa, y superacon creces nuestra capacidad para analizarlostodos en este resumen. De esta manera, unaposible estrategia es la de determinar grupos,con una “funcionalidad” más o menos biendefinida, que nos permita investigar diferentesmecanismos en los que se integran algunasde las moléculas que han sido investigadascon esta finalidad. Sin ánimo de ser exhaus-tivos, las principales lineas que pueden llamar nuestra atención son las siguientes (Figura 5):

• Marcadores relacionados con el metabolismolipoproteico. Sin duda, las alteraciones delmetabolismo lipoproteico están implicadas enel desarrollo de la arteriosclerosis, y aunquedeterminadas magnitudes relacionadas conlas lipoproteínas ya forman parte de losconocidos como FR clásicos (colesterol de LDL, colesterol de HDL), es muy probable

que otras puedan emerger como marcadoresespecíficos en determinados grupos depoblación [lipoproteínas residuales (2, 3),Lp(a) (4), LDL pequeña y densa (5-7)].

• Marcadores relacionados con la oxidaciónde lipoproteínas. Otro aspecto de laslipoproteínas que no depende estricta-mente de alteraciones de su metabolismosino también de su interacción con otrosagentes circulantes, es el de la oxida-ción de las l ipoproteínas (8-10) y sus marcadores [LDL oxidada, LpPLA2 (11)]. En este sentido, es conveniente recordar quela concentración de lipoproteínas oxidadaso de moléculas procedentes de las mismas,depende en gran parte del estado oxidativodel individuo y de su interacción con laslipoproteínas circulantes.

• Marcadores relacionados con situacionesproinflamatorias-antiinflamatorias (hsPCR).Los mecanismos patogénicos relacionadoscon situaciones proinflamatorias (12-59)


FIGURA 5 | Grupos de nuevos marcadores.


están siendo un importante foco de atenciónpor encontrarse relacionados con múltiplespatologías, muchas de ellas relacionadascon un aceleramiento del proceso dearteriosclerosis. Por ello, no es sorprendenteque marcadores relacionados con el procesoinflamatorio también estén emergiendocomo posibles marcadores de riesgo deenfermedad cardiovascular.

• Marcadores relacionados con el estado nutri-cional (Homocisteina) (60-62). La relación dela arteriosclerosis con determinados defectosnutricionales ha hecho que también prestemosatención a los mecanismos por los cualesdeterminados componentes esenciales de ladieta, y sobre todo las consecuencias de lasalteraciones de su ingesta, pueden influirsobre la enfermedad cardiovascular. En estegrupo, sin embargo, se incluyen marcadoresque si bien pueden alterarse en función dealteraciones dietéticas, también pueden alte-rarse como respuesta a otras circunstanciaspatológicas sin que haya ningún déficit dieté-tico (como es el caso de la homocisteina).

• Marcadores que identifican a otros procesosrelacionados con la enfermedad cardio-vascular. Además de los grupos anteriores,están emergiendo algunos marcadores cuyasalteraciones son debidas a la existencia deotras patologías, y que de alguna manerarepresentan un nexo de unión, no necesaria-mente causal, entre ambas. Entre este grupo,destacan las elevaciones de la Cistatina C.(marcador de función renal) (63-68).

Marcadores relacionados con el metabolismo lipoproteico

El metabolismo de las lipoproteínas es unproceso complejo del que todos los días vanapareciendo nuevos conocimientos. Si bientanto la elevación de la concentración decolesterol de LDL como el descenso de laconcentración del colesterol de HDL sonconsiderados como factores de riesgo mayores,

está claro que estos parámetros sólo son un indicador “grosero” de alteraciones delmetabolismo de las lipoproteínas y, que deforma subyacente, pueden existir alteracionesespecíficas que tengan un mayor valorpredictivo. Se han investigado muchos posiblesmarcadores, y en este momento existen algunosque requieren nuestra atención: las lipopro-teínas residuales, la Lp(a) (una lipoproteínade la que desconocemos su función), y las LDLdenominadas como pequeñas y densas.

Lipoproteínas residuales. Cuando hablamosde lipoproteínas residuales nos referimos esen-cialmente a particulas residuales del metabo-lismo de las lipoproteínas ricas en triglicéridos.Estas partículas tienen fisiológicamente unavida media muy corta, por lo que su aparciciónen el plasma en ayunas siempre refleja unaalteración en la velocidad de su eliminaciónplasmática. Por otra parte, se trata de partículasreconocidas como altamente aterogénicas (2),razón por la que su detección en concentra-ciones elevadas podría ser considerada comoun marcador de progresión de arteriosclerosis.No obstante, cuando intentamos responderlas tres preguntas claves que nos planteábamosal principio, comprobamos que no se cumpleninguna de ellas: no disponemos de métodosaplicables al laboratorio clínico (3), ni tenemosclaro cómo actuar delante de unos resultadosconcretos. En consecuencia, y aunque desdeel punto de vista de investigación clínica repre-senta un terreno de interés, desde el punto devista de su aplicación clínica, habrá que esperara disponer de los medios adecuados parapoder realizar su evaluación.

Lp(a). La Lp(a) es una lipoproteína formadapor la unión de una partícula de LDL a unamolécula de apo(a), de la que se desconocesu función fisiológica (si es que la tiene) y cuya concentración está definida genéti-camente. Independientemente de su funciónfisiológica, sí sabemos que la apo(a) tieneuna alta homología estructural con el plasmi-nógeno, de manera que potencialmentepodría interferir con alguna de sus funciones.

Desde el punto de vista metabólico, la apo(a)es sintetizada con un tamaño que depende desu estructura genética, tamaño que es el respon-sable de su amplia hetrerogeneidad (el tamañodepende del número de repeticiones de unaestructura básica conocida como Kringle 4), se une en el plasma con una molécula de LDL,para formar la Lp(a), y no está perfectamenteclaro cuáles son sus rutas catabólicas. Desdeel punto de vista fisiopatológico, parece claroque esta lipoproteína ejerce un papel proate-rogénico, aunque los mecanismos del mismopueden ser múltiples y no hay ninguno quehaya podido ser bien establecido; en cualquiercaso, lo que sí parece claro es que la Lp(a)que se asocia con un alto poder proatero-génico es la Lp(a) de bajo peso molecular yelevada concentración, y existen dudas deque cualquier otra combinación (tamaño/concentración) tenga un papel aterogénicosimilar al de la combinación mencionada (4).

La consecuencia de lo anterior es la de que la determinación únicamente de laconcentración de Lp(a), no es suficientecomo para detectar una situación de altoriesgo, ya que en determinadas ocasionesfisiopatológicas, una isoforma de alto pesomolécular, usualmente asociada con bajasconcentraciones de Lp(a), puede elevarsignificativamente la concentración de lamisma (como en una situación de faseaguda) sin que ello conlleve un aumento del riesgo cardiovascular. Todo lo anterior nos lleva a la conclusión de que la concen-tración de Lp(a) por sí misma no puede serconsiderada como un marcador de riesgoinequívoco (aunque en ausencia de otrasmodificaciones metabólicas exista una claraasociación entre tamaño y concentración),sino que las elevaciones de Lp(a) debenconfirmarse con la medición de su tamañomolecular.


FIGURA 6 | Lp(a).

Figura 6


Éste es un punto crítico, ya que si bien existenmétodos de cuantificación de la concentraciónde Lp(a) bien contrastados, no ocurre lo mismocon la medición de su tamaño (desde el puntode vista del laboratorio clínico), y eso hace queeste marcador pierda en la práctica una buenaparte de su potencial significado clínico.

Otra cuesión que no debemos olvidar, es quela Lp(a) no es más que una LDL modificada,razón por la cual, cuando medimos la concen-tración de LDL estamos incluyendo en el resul-tado de la misma el de la concentración de laLp(a); si la presencia de una elevación de la Lp(a)supone un mayor riesgo del que supone sucontribución a la concentración de LDL, es algoque, a excepción de la combinación que hemosmencionado anteriormente (alta concentraciónde Lp(a) de bajo tamaño), está por definir.

Otros problemas relacionados con este posiblemarcador, es el de que apenas disponemosde recursos que nos permitan modificar suconcentración, razón por la cual no existe unacuerdo acerca de la conducta a seguir anteuna elevación manifiesta de la concentraciónde Lp(a), a excepción de aumentar nuestraagresividad en el tratamiento de otros factoresde riesgo.

Subtipos de LDL. Desde hace mucho tiempose conoce la existencia de subpoblaciones deLDL especialmente ricas en triglicéridos: lasdenominadas como LDL pequeñas y densas.Esta subpoblación de LDL es característica delsíndrome metabólico y suele asociarse asituaciones de resitencia a la insulina (5, 6).Estructuralmente, hoy sabemos que este tipode LDL consiste en un grupo de partículas espe-cialmente ricas en apoCIII, lo cual hace que seanmal metabolizables por la Lipoproteinlipasaendotelial, acumulando un exceso de triglicé-ridos en su estructura; así mismo, esta alte-ración en la composición de apolipoproteínas,tambien hace que tengan una mayor tendenciaa oxidarse en el espacio subendotelial y a ser mal reconocidas por el receptor de LDL;

es decir, se trata de partículas más aterogé-nicas que la LDL normal (7). Existen múltiplesestudios que certifican su poder proatero-génico, y además existen métodos utilizablesen el ámbito clínico; métodos que por lomenos permiten diferenciar patrones de LDL normales de aquéllos en que existeun aumento de este tipo de LDL pequeñasy densas. No obstante, estos métodos, gene-ralmente cualitativos o semicuantitativos, se encuentran en la frontera entre investi-gación y aplicación clínica, por lo que no hanconseguido la suficiente expansión en loslaboratorios clínicos: la consecuencia es quesu utilidad clínica puede considerarse comomuy limitada. Asimismo, la interpretación de los resultados de su medición no estácompletamente estandarizada, ni tampocoexisten unas normas claras acerca de las pautasa seguir en su presencia: la conclusión es que tampoco cumplen con las condicionescomo para ser considerados en la actualidadcomo nuevos marcadores de enfermedadcardiovascular.

Marcadores relacionados con la oxidación de lipoproteínas(Figura 7, página 88)

Independientemente de las alteracionespropias del metabolismo de las lipoproteínas,estas partículas están sometidas a múltiplesagresiones físico-quimicas durante su vidaplasmática. Entre ellas, unas de las más estu-diadas son las derivadas de su interaccióncon agentes prooxidantes (8, 9). Aunque laslipoproteínas contienen en su estructuradiversas cantidades de moléculas antioxidantes,si la concentración de radicales libres y especiesprooxidantes es lo suficientemente intensa,éstos pueden consumir los antioxidantes delas partículas y acabar modificando la estruc-tura de las lipoproteínas: primero oxidandolos lípidos transportados por las mismas y enúltima instancia modificando de forma irrever-sible la estructura de su contenido proteico.

Las consecuencias de estas modificacionesson de dos tipos: la liberación de radicaleslibres de ácidos grasos, por una parte, que son fuertemente tóxicos para lasmembranas celulares, y la producción deapolipoproteínas alteradas que no puedenser reconocidas por sus receptores naturales,convirtiendo a las lipoproteínas que las con-tienen en fuertemente aterogénicas (tienenque ser eliminadas por receptores de tipo“scavenger” que son los implicados en laevolución de los macrófagos a la forma de lascélulas espumosas características de la placade ateroma).

Cuando hablamos de marcadores relacionadoscon la oxidación de lipoproteínas, nos estamosrefiriendo fundamentalmente a tres tipo demarcadores:

– Marcadores que definen la existencia de unestado prooxidativo, entre los que destacael isoprostano (10), un derivado del ácidoaraquidónico que se sintetiza preferente-mente en una situación caracterizada porun exceso de radicales libres.

– Marcadores del estado antioxidante de lasl ipoproteínas, fundamentalmente de las moléculas que protegen a las lipopro-teínas de la oxidación por radicales libres:Entre éstos destacan moléculas como elCoenzima Q o la vitamina E (antioxidantesespecíficos).

– Productos del proceso de oxidación de lipo-proteínas; entre los que se encuentran el MDA(malondialdehido) o la propia LDL oxidada.

Además de los anteriores, existen otrosmarcadores secundarios relacionados con el proceso oxidativo como son la presencia de anticuerpos antiLDLoxidada, cuyo signifi-cado no es concluyente, isoformas específicasde Haptoglobina que “facilitarían” el procesode oxidación, o la presencia de Lp-PLA2 (11)que colaboraría con la toxicidad de las LDLoxidadas.

No obstante, la mayoría de estos marcadoresno cumplen con los requisitos necesariospara su uso clínico al no existir métodosestandarizados que permitan su uso universal.


FIGURA 7 | Marcadores relacionados con la oxidación de lipoproteínas.


Por otra parte, tampoco existen estudiosdefinitivos que hagan pensar en su validezindiscutible, por lo que será necesario esperara próximos desarrollos y estudios que aclarensu valor diagnóstico.

Marcadores relacionados consituaciones proinflamatorias-antiinflamatorias

Desde hace algún tiempo, conocemos la rela-ción que existe entre los procesos inflamatoriosy el progreso de la arteriosclerosis y de la enfer-medad cardiovacular; tanto por lo que respectaal inicio y progresión de la arteriosclerosis,como por la probabilidad de que los procesosinflamatorios participen en la génesis deepisodios cardiovaculares agudos (12-16).

El proceso inflamatorio juega un papel impor-tante en la patogénesis de la arteriosclerosis y otras enfermedades crónicas y participa enalgunos de los estadíos del desarrollo de laplaca de ateroma: desde el reclutamiento deleucocitos, hasta la inestabilización de la placaatherosclerótica. De hecho, se ha demostradoque concentraciones elevadas de determinadosmarcadores de inflamación son predictivas de un alto riesgo de ruptura de la placa. En laarteriosclerosis la función del endotelio seencuentra alterada (12) provocando unarespuesta inflamatoria. Incluso algunos autoresconsideran que un proceso inflamatoriocrónico puede estar detrás (como uno deagentes patológicos propiamente dichos) de la misma arteriosclerosis. En cualquiercaso, la alteración del endotelio relacionadacon el proceso inflamatorio, promueve laexpresión de moléculas de adhesión, que asu vez participan en el reclutamiento deleucocitos (incluyendo monocitos) que penetranen la íntima, predisponiendo a la pared del vasoal acúmulo de lípidos. Los propios media-dores de la inflamación incrementan lacaptación de lipoproteínas modificadas pormacrófagos y su evolución a células espumosas.

Por su parte, las céluas T tambien penetranen la íntima y segregan citocinas con la consi-guiente amplificación del proceso inflamatorioy favorecen la migración y proliferación decélulas musculares lisas. En fases avanzadasdel proceso, los mediadores inflamatoriospueden participar en el debilitamiento de lacapa fibrosa de la lesión ateromatosa y facilitarsu ruptura, desencadenando los accidentescoronarios agudos.

Diversos marcadores ya establecidos o quepueden ser considerados como emergentes,cumplen algunos de los criterios establecidosanteriormente (Figura 8, página 90), si bienpocos de ellos pueden ser considerados comoútiles desde el punto de vista clínico. De hecho,a excepción de la hs-PCR (Proteína C reactiva dealta sensibilidad), ninguno ha demostrado unvalor predictivo añadido al que obtenemos de laaplicación de la escala de riesgo de Framinghamy pocos han superado la fase de estar dispo-nibles como ensayos estandarizados comer-cialmente y con técnicas que demuestren unerror total lo suficientemente bajo como parapoder ser utilizados en la clínica diaria.

Entre estos marcadores se incluye la inter-leucina 6, la interleucina 18, la molécula de adhesión intercellular soluble 1 (sICAM),el componente sérico del amiloide (SAA), la mieloperoxidas y sobre todo la proteína CReactiva (PCR).

Proteína C Reactiva de alta sensibilidad

La proteína C-Reactiva (PCR) es el mejormarcador de inflamación conocido actual-mente y ha emergido como un potencialmarcador de riesgo cardiovascular (17). La proteína C-Reactiva es una proteínaformada por 5 subunidades de 23 kDa, unidasentre sí formando un pentámero cíclico(pentrexina) y que juega un papel en el sistemainmunológico innato del individuo (18).


FIGURA 9 | Proteína C Reactiva.

FIGURA 8 | Marcadores relacionados con situaciones proinflamatorias-antiinflamatorias


FIGURA 10 | Proteína C Reactiva.

Se expresa fundamentalmente en el hígadocomo una proteína de fase aguda (Figura 9),pero no exclusivamente: también puedeexpresarse en la celula muscular lisa de lasarterias coronarias humanas y en especial en vasos alterados (enfermos) (19, 20).

La PCR puede influir en la expresión demoléculas de adhesión, modificar la fibrinolisisy la disfunción endotelial (21).

Desde el punto de vista de práctica clínica, la PCR puede ser medida por diversos ensayoscomerciales validados y bien estandarizadosque cumplen todos los requisitos para serutilizados en la practica clínica (Figura 10).Como veremos más adelante, existen múlti-ples estudios epidemiológicos y prospectivosque han demostrado que la concentración de hs-PCR es un buen predictor del riesgo

cardiovascular (IAM, AVC, enfermedad arterialperiférica, muerte súbita, incluso en indivi-duos aparentemente sanos), e independientedel resto de fatores de riesgo (22). Es más, en diversos estudios, la concentración de hs-PCR ha demostrado añadir valor predictivoal de la concentración de colesterol de LDL(sin correlacionarse con la misma) a todos losniveles de riesgo estimados con la escala deFramingham; incluso, aquellos individuos conconcentraciones elevadas de hs-PCR y bajasde c-LDL se encuentran en un mayor nivel deriesgo que los que presentan concentracioneselevadas de c-LDL y bajas de hs-PCR.

La concentración de hs-PCR es específicapara la predicción del riego cardiovascular y no predice mortalidad no-cardiovascular ni desarrollo de procesos inflamatoriosclásicos (23).


Debido en gran parte a la cantidad deevidencia disponible por el momento, recien-temente la AHA y el CDC han lanzado unasguias clínicas para el uso de la concentraciónde hs-PCR y han sugerido la estratificacióndel riesgo atribuible a este marcador endiferentes niveles: deseable, cuando laconcentración de hs-PCR es inferior a 1 mg/l,de riesgo moderado cuando su concentraciónse encuenytra enre 1 y 3 mg/l y de alto riesgocuando ésta supera los 3 mg/l (24).

Tambien se recomienda que la determinaciónde hs-PCR se realice a discreción del médico,como parte de la evaluación del riesgo global y en ningún caso como sustitución delperfil lipídico (c-LDL, cHDL, Triglicéridos). La relación entre hs-PCR y el riesgo cardiovas-cular parece ser lineal a lo largo de un ampliorango de valores, de manera que el riesgode un individuo con una concentración dehs-PCR de más de 10 mg/l es superior al de un individuo con una concentración dehs-PCR entre 3 y 5 mg/l.

Valor predictivo de la PCR

La proteína C Reactiva (PCR) es un reactantede fase aguda que ha demostrado en estu-dios prospectivos de cohortes el hecho de ser un buen marcador de la inflamaciónsistémica subya-cente y con una fuerte capa-cidad predictiva de accidentes coronariosagudos y accidentes vasculares cerebrales. Si bien la concentración de PCR puedeaumentar hasta 1.000 veces en respuesta adiversos estímulos agudos, como infeccioneso politraumatismos, en ausencia de éstosmantiene sus concentraciones estables durantelargos periodos de tiempo. En individuosasintomáticos, las concentraciones relativa-mente elevadas (dentro del rango consideradocomo “normal”) de PCR han demostrado serun potente predictor de futuros accidentescardiovasculares, independientemente delimpacto del resto de factores de riesgo (17),

sobre todo cuando se miden con métodos dealta sensibilidad (hs-PCR) que son capaces dediscriminar adecuadamente los valores obte-nidos en el rango de 0,110 mg/l. Además, estacapacidad predictiva lo es a medio y largoplazo, tal y como ha mostrado el HonoluluHeart Study, en el que la concentración dePCR seguía teniendo valor predictivo tras 20 años de seguimiento de la cohorte (25).

De hecho, existen múltiples estudios queapoyan el papel de la determinación de la hs-PCR como predictor de accidentes cardio-vasculares. Veamos algunos de ellos.

En un estudio de 302 autopsias de pacientesde ambos sexos, cuya única razón para unasituación inflamatoria era la presencia dearteriosclerosis, se midió la concentración de hs-PCR en sangre y se correlacionó con la causade muerte y con el estado de las arterias coro-narias: las concentraciones menos elevadasde hs-PCR fueron las encontradas en pacientesque murieron por causas no cardíacas (26).Los pacientes con placas estables presentabanconcentraciones moderadamente elevadas,aquéllos con placas erosivas presentabanmayores elevaciones, y las concentracaionesmás elevadas de hs-PCR se encontraron enpacientes con ruptura de placas.

Una proporción importante de los individuosque mueren súbitamente por causas cardíacasno tienen una historia previa de enfermedadcoronaria. En un estudio reciente, la conce-tración basal de hs-PCR se asoció significati-vamente con el riesgo de muerte súbita enun periodo de seguimiento de 17 años (27),con un aumento del riesgo relativo de 2,78veces en los individuos situados en el cuartilsuperior de hs-PCR.

En prevención secundaria se realizó unestudio anidado dentro de la cohorte delestudio CARE comparando las concentra-ciones de hs-PCR y de SAA de 391 individuosque sufrieron un accidente coronario (28)agudo durante el seguimiento de la cohorte,


con 391 individuos emparejados por edad ysexo con los anteriores y que no desarrollaronun nuevo accidente coronario. Las concentra-ciones basales de ambos marcadores fueronsignificativamente superiores en los casosque en los controles, de manera que en aquellosindividuos que se situaban en el cuartil superiorla incidencia de nuevos accidentes coronariosera un 75% superior a la observada en losque se situaban en el cuartil inferior.

Por lo que respecta a prevención primaria,también existen múltiples estudios que indicanque la concentración de hs-PCR es un fuertepredictor de accidentes coronarios, inclusodespués de ajustar los factores de riesgoclásicos.

Entre los diversos estudios que demuestraneste valor predictivo se encuentra el PhysiciansHealth Study (29). En el grupo placebo deeste estudio pudo observarse que tras unpromedio de seguimiento de 8 años, lasconcentraciones basales de hs-PCR de aquellosindividuos que desarrollaron algún accidentecardiovascular eran más elevadas que las delos que permanecían libres de accidentes. Es más, los hombres cuya concentración basalde hs-PCR se situaba en el cuartil superior,tenían un riesgo de IAM de tres veces y deAVC de dos veces más alto que los que teníanuna hs-PCR situada en el cuartil inferior. Estosniveles de riesgo eran estables en el tiempo eindependientes de otros factores de riesgolipídicos o no lipídicos.

En mujeres, la concentración de hs-PCR tambiéndemostró ser fuertemente predictiva de acci-dentes coronarios: en el estudio Women´s HealthInitiative (30), sobre más de 70.000 mujeressin historia previa de enfermedad coronaria,tras varios años de seguimiento se analizó la concentración basal de hs-PCR e IL-6 en304 mujeres que habían padecido unepisodio coronario agudo y en 304 empare-jadas por edad y otros factores de riesgo y quepermanecían libres de enfermedad coronaria.

Los valores basales de hs-PCR y de IL-6 deaquellas personas que habían padecido unaccidente coronario eran significativamentesuperiores a los de las que permaneciansin accidentes coronarios, demostrándoseque la elevación de ambos marcadores seasociaba con un aumento de dos vecesdel riesgo cardiovascular en estas mujeres.

En un anál is is post-hoc del estudio deprevención primaria AFCAPS/TexCAPS (Air Force/Texas Coronary AtherosclerosisPrevention Study), se analizó la concen-tración de hs-PCR en condiciones basales y tras un año de tratamiento con lovasta-tina frente a placebo en un total de 5.742individuos con concentraciones de colesterolcons ideradas como medias , pero conconcentraciones bajas de colesterol de HDL (31).

En este estudio pudo comprobarse que el tratamiento con lovastatina reducía laconcentración de hs-PCR en un 14,8%(p<0,001). Como era de esperar, el trata-miento con lovastatina se asoció con unadisminución de los accidentes coronarios enlos individuos con concentraciones rela-t ivamente más elevadas de colesterol,independientemente de la concentración dehs-PCR. Sin embargo, en aquellos individuoscon concentraciones relativamente bajas decolesterol de LDL, la medición de la hs-PCRaportó información adicional: en aquéllos enque las concentraciones plasmáticas, tantode la hs-PCR como del c-LDL, no se obtuvoningún beneficio con la administración delovastatina; ahora bien, en aquellos indi-viduos con bajas concentraciones de c-LDLpero altas de hs-PCR, el riesgo relativo de unaccidente coronario disminuyó significativa-mente con la lovastatina (RR de 0,58 frente alplacebo), lo cual significa que la determinaciónde la concentración de hs-PCR añade infor-mación predictiva a la que obtenemos de los parámetros lipídicos por sí mismos (31).


Por otra parte, en el estudio de SaludCardiocasvular (Cardiovascular Health Study)(32) se demuestra que la elevación de laconcentración de hs-PCR en personas (hombresy mujeres) de edad avanzada (> 65 años) se asocia con un aumento del riesgo de acci-dentes coronarios en los 10 años siguientes,independientemente del resto de factores de riesgo.

Así pues, podemos observar que la concen-tración de hs-PCR se comporta como un buenmarcador predictivo de accidentes cardiovas-culares en prevención primaria, con un valoraditivo al del resto de factores de riesgoconocidos, incluso en personas mayores.

La PCR como agente patogénico

Aparte de los estudios que han identificado a la PCR como un macador de riesgo deaccidentes cardiovasculares en individuosaprentemente sanos y como de valor pronósticoen pacientes con historia previa de enfermedadcardiovascular, tambien existen indicios deque la propia PCR puede ser algo más que unmarcador sustitutivo de la acción de IL-6 u otros iniciadores del proceso inflamatorio.

Algunos estudios han dirigido su atención al papel proinflamatorio de la PCR, otorgándoleun papel patogénico en la aterogénesis y aterotrombosis. De hecho, se conoce desdehace muchos años que una de las accionesde la PCR es la activación de complementocon todos los efectos proinflamatorios de esta act ivac ión (32, 33) . Además, sabemos que la PCR se une con alta afinidada diversas moléculas como lisofosfatidil-colina, la membrana plasmática de célulasdañadas, partículas de ribonucleoproteínasnucleares y células apoptóticas. Es cierto, queen circunstancias no patológicas la accesibili-dad de esas moléculas a la PCR es mínima,pero que en determinadas situaciones más omenos anormales puede aumentar y formarparte de su mecanismo patogénico (34).

De esta manera se han planteado diversas hi-pótesis sobre los mecanismos de los efectosnocivos de la PCR (35).

En condiciones normales la membrana celulartiene una estructura asimétrica, en virtud dela cual los residuos de fosfatidilcolina sesitúan en la hoja intra-celular de la bicapa; en estas circunstancias, la fosfatidilcolina noes accesible a las fosfolipasas extracelulares yen consecuencia no se forma la lisolecitinaque es el ligando de la PCR. En una situaciónde isquemia o en cualquiera en que la célulapueda perder su capacidad para mantener laasimetría de la membrana, la fosfatidilcolinase redistribuye entre las hojas interna yexterna de la misma, quedando accesibe a la acción de fosfolipasas extracelulares. La interacción de la sPLA2 y quizás de la Lp-PLA2 con la fosfatidilcolina, induce laformación de lisofosfatidilcolina, que es unbuen sustrato para la PCR, y en su presenciapuede formar complejos que activan comple-mento y facilitan la fagocitosis de las célulasunidas de la manera descrita a la PCR (35).

Este concepto acerca de que la propia PCRpuede contribuir significativamente en lapatogenia de la arteriosclerosis se ha alimen-tado adicionalmente de los datos de estudiosen los que la PCR ha demostrado efectosproinflamatorios “in vitro”. No obstante, la mayor parte de los estudios publicados han utilizado una PCR comercial y no se hanestablecido los controles que aseguren quelos efectos son debidos a la propia PCR y no a algún contaminante de las preparacionesutilizadas (36). En ensayos “in vivo” enanimales de experimentación, la administra-ción de PCR humana normal no produce en sí misma ningún efecto, no obstantecuando lo que se administra es PCR de origenbacteriano (recombinante) se induce un efectoproinflamatorio agudo (37). De cualquiermanera, lo que sí parece claro es que la PCR por sí misma y sin la ayuda de otrosefectores no parece tener efectos nocivos,


pero que en determinadas circunstancias sípuede ejercer los efectos proinflamatoriosantes mencionados (probablemente a travésde algún mecanismo como el descrito). De hecho, el efecto patogénico de la PCRhumana en la rata con un modelo de IAM se evita completamente con la depleción del complemento (38); no obstante, el efectopatogénico sólo se observa en ratas some-tidas a isquemia: la administración de PCR a ratas sanas no produce ningún efecto (38, 39).

Dentro del mismo contexto que estamosconsiderando estarían los datos que indicanque la intensidad de la elevación de la PCR en la fase aguda del IAM o ACV son predictivasde la evolución del paciente, y que en laslesiones características del IAM se encuentraPCR codepositada con complemento activado(35). Es posible que la PCR ejerza en humanosel mismo efecto observado previamente enratas, y que la inhibición de este efecto puedallegar a constituir una buena diana terapéutica,de manera que la inhibición farmacológica[existen diversos desarrollos en curso (40)] de los efectos de la PCR pueda constituir unbuen mecanismo cardioprotector o cerebro-protector en pacientes que están sufriendoun IAM o un ACV.

Modificación de la concentración de PCR

A pesar de los múltiples estudios realizadossobre el valor predictivo de la hs-PCR, no existenevidencias incontestables de que el descensode la concentración plasmática de estaproteína suponga necesariamente una mejoraen el nivel de riesgo cardiovascular (41).No obstante, muchas de las actuaciones quehan demostrado su valor como medidaspreventivas, como el abandono del tabaco, el ejercicio físico o la pérdida de peso, tienenel efecto de disminuir también la concen-tración de hs-PCR.

En el caso de las estatinas, observamos unarespuesta especial: la concentración de hs-PCR desciende significativamente con eluso de este grupo de fármacos, y estedescenso podría estar relacionado con losdenominados efectos pleiotrópicos de lasestatinas (31, 42); de hecho, algunos estu-dios parecen indicar que el efecto preventivode las estatinas es mayor en individuos con elevaciones de la concentración de hs-PCR, aunque estos efectos se correlacionenmejor con los accidentes clínicos que concambios morfológicos en las lesiones artero-matosas (43).

No obstante, no todos los estudios están deacuerdo con el valor añadido que representala medición de la hs-PCR. Una de las razonesde este desacuerdo, puede estar en el hechode que existen múltiples condicionantes en la variabilidad intraindividual de la PCR(adiposidad, inflamación aguda, HTA, etc.), y que algunos de ellos pueden confundir elvalor independiente de esta proteína comomarcador de riesgo cardiovascular. Además,tal y como comentamos previamente, lacapacidad de la PCR para actuar como agentelesivo por sí misma, no depende sólo de suconcentración sino de determinadas caracte-rísticas metabólicas del huésped que lo hacensusceptible a la elevación de la concentraciónde PCR.

Por estos motivos, y sin despreciar el valorepidemiológico de la elevación de la concen-tración de PCR, es posible que en un futuropróximo pueda llegarse a la conclusión deque la valoración de hs-PCR como marcadorde riesgo deba realizarse dentro del contextoindividual de cada paciente.

Otros marcadores de inflamación

Además de los mencionados hasta ahora,existen otros múltiples marcadores de infla-mación que potencialmente podrían incluirseen la predicción del riesgo coronario.


Por una parte, el fibrinógeno, que es unimportante reactante de fase aguda y del quemúltiples estudios epidemiológicos handemostrado su valor predictivo de futurosaccidentes coronarios y cerebrovaculares (44-47). No obstante, en comparacionesdirectas, el fibrinógeno ha demostrado ser un predictor más débil que la concentraciónde hs-PCR (48) con la desventaja adicional de ser una medición peor estandarizada. Por otra parte, los ensayos clínicos que hanincluido el descenso de la concentración de fibrinógeno dentro de sus objetivos nohan coseguido demostrar su eficacia conrespecto al descenso de accidentes corona-rios (49), aunque los análisis de subgrupospermiten intuir la posibilidad de su eficaciaen poblaciones específicas (pacientes diabé-ticos o hipertrigliceridémicos) sobre las que se están desarrollando estudios más dirigidos, con fenofibrato, para comprobarsu eficacia.

Por otra parte se encuentra un grupo demoléculas, además de las citocinas de las queya hemos hablado previamente, que podríanofrecer alguna información adicional: entreellas se sencuentran las moléculas de adhesiónICAM-1, VCAM-1, la P-Selectina, el ligandosoluble del CD40 (50-54) y la recientementeestudiada fosfolipasa A2 asociada a lipopro-teínas (Lp-PLA2) (55-58). Con la excepcióndel fibrinógeno y la recientemente introducidaLp-PLA2, el nivel de evidencia del poderpredictivo de estos marcadores de inflamaciónen estudios poblacionales es aún muy limitado.Existen algunos datos que vale la penacomentar: así, la concentración de mielope-roxidasa (MPO) puede diferenciar a pacientesde alto riesgo y bajo riesgo entre los queingresan por un dolor precordial, inclusocuando la concentración de troponina (cTnI)es baja (59). Es posible que en el futuro y conla adecuada estandarización, algunos de estosmarcadores puedan ser incluidos en la evalua-ción de los síndromes coronarios agudos.

Un caso aparte es el representado por laconcentración de Lp-PLA2, de la que existendiversos estudios que parecen otorgarle unimportante e independiente valor comopredictor de futuros accidentes coronarios.La fosfolipasa A2 asociada a lipoproteínas esuna molécula que se encuentra asociada a laLDL y parece actuar rompiendo los fosfolípidosoxidados en el radical libre (producto de laoxidación) y la correspondiente lisofosfatidil-colina. El radical libre formado es tóxico paralas células, mientras que la lisofosfatidilcolinapodría estar implicada en interacciones de la LDL con otras proteínas, como la propiaPCR, poniendo en marcha la activación decomplemento y “cooperando” en los efectosnegativos de esta última (60, 61). De cualquiermanera y tal y como hemos visto previamenteen los posibles mecanismos patológicos de laPCR, la Lp-PLA2 por sí misma no ejerce ningúnefecto negativo y es necesario que concurranotras circunstancias para que su presencia (y en mayor medida cuanto mayor sea su concentración) pueda desencadenarfenómenos perjudiciales y relacionados conla progresión de la arteriosclerosis, entre losque destaca el aumento de la oxidación delipoproteínas y probablemente tambien la presencia de elevadas concentraciones de PCR.

Así, en un subestudio del estudio WOSCOPS(West of Scotland Coronary Prvention Study)se analizaron diversos marcadores de inflama-ción como posibles predictores de riesgo enpacientes hipercolesterolémicos sin historiaprevia de enfermedad coronaria y que fuerontratados alternativamente con pravastatina o placebo (55). Un total de 580 hombrespadecieron un accidente cardiovascular(IAM, muerte cardiovascular o necesidad deun procedimiento de revascularización) y cadauno de ellos fue emparejado con dos controlesde la misma edad y con similar consumo detabaco, de la misma cohorte y que no habíanpadecido ningún accidente cardiovascular.


En todos ellos se midió la concentración deLp-PLA2, hs-PCR y fibrinógeno, en una muestraobtenida al principio del estudio, junto conotros factores de riesgo tradicionales. Todoslos marcadores de inflamación se asociaroncon el riesgo de accidentes coronarios. No obstante, tan sólo la Lp-PLA2 permanecíacomo un fuerte predictor cuando se ajustaronlos análisis para la edad, tensión arterial sistólicay concentraciones de lipoproteínas en análisismultivarados.

En el estudio ARIC (56) (Atherosclerosis Risk inCommunities) se estudiaron 12.819 individuosde edades comprendidas en el momento delinicio del estudio entre los 45 y 65 años. Trasun periodo de seguimiento de aproxima-damente 6 años, se produjeron 608 casos deaccidentes coronarios que fueron estudiadosde forma comparativa con 740 individuos decaracterísticas similares y que no habían sufridoningún problema cardiovascular. En todosellos se midió la concentración de Lp-PLA2,hs-PCR y otros factores de riesgo clásicos entrelos que se encontraban las principales lipo-proteínas. Los resultados demostraron que laconcentración de Lp-PLA2 era significativa-mente superior en los casos que en loscontroles. Es más, en aquellos cuyas concentra-ciones de c-LDL eran inferiores a 130 mg/dl,las concentraciones de Lp-PLA2 se asociaronindependientemente con la aparición deenfermedad cardiovascular, incluso despuésdel ajuste por los factores de riesgo clásicos yla concentración de hs-PCR.

En la subcohorte alemana del estudioMONICA (57) (Monitor ing Trends andDeterminants in Cardiovascular Diseases)934 hombres aparentemente sanos fueronseguidos durante 14 años, apareciendo untotal de 97 casos de accidentes coronarios.En este estudio también pudo demostrarseque la concentración basal de Lp-PLA2 erapredictiva de futuros accidentes coronarios enhombres de edad media y con concentracionesde colesterol sólo moderadamente elevadas.

En este caso las elevaciones de Lp-PLA2 no secorrelacionaron con las concentraciones dehs-PCR y su capacidad predictiva se mostrócomo aditiva a la representada por este últi-mo marcador.

Estudios recientes (58), también parecendemostrar el valor predictivo de la concentraciónde Lp-PLA2 sobre los accidentes cerebrovas-culares, incluso los de origen hemorrágico.No obstante, y a pesar de que la determinaciónde Lp-PLA2 ya ha sido aprobada por la FDApara su uso como predictor de enfermedadcardiovascular, de momento su disponibilidades muy limitada y está restringida a unos pocoslaboratorios de referencia, razón por la quese hace muy difícil considerarla como unparámetro útil desde el punto de vista clínico.

Marcadores relacionados con el estado nutricional

Éste es un grupo complejo ya que incluye amúltiples moléculas sometidas a una ampliavariación intra e interindividual, lo que haceque su validación como marcadores de riesgocardiovascular sea extraordinariamentecomplicada. Una excepción es la represen-tada por la homocisteina. La homocisteina esun intermediario metabólico que participa enlos procesos de metilación-desmetilación yque aumenta su concentración plasmáticapor diversos motivos, entre los que seencuentran los déficit de ácido fólico ovitamina B12 (fundamentalmente de origennutricional) (60, 61), pero también por alte-raciones genéticas de los enzimas queparticipan en su metabolismo, o por otrasalteraciones que inciden en la velocidad de sucatabolismo y eliminación (insuficienciarenal) . Los mecanismos por los que lahomocisteina participa en el proceso de la arte-riosclerosis no están perfectamente claros,pero además de su efecto directo sobre lapared endotelial no hay que descartar que eldesequilibrio homocisteina-S-Adenosilme-tionina (SAM) pueda alterar la velocidad


de metilación de diversas moléculas entre lasque destaca el ADN (62) y más concretamentezonas de control de la expresión genética enel mismo (zonas ricas en CpG).

En cualquier caso, existen múltiples estudiosque relacionan la elevación de la concentraciónde homocisteina con un aumento de la progre-sión de la arteriosclerosis, y aunque no sea fácilaislar el valor independiente de la homocis-teina, al estar sus elevaciones con frecuenciaasociadas a otras alteraciones metabólicas, sí parece claro que la elevación de la concen-tración de homocisteina puede ser consideradacomo un factor de riesgo emergente de ECVy en este caso sí se cumplen casi todos losprincipios enumerados al inicio de esta revisión:existen métodos de determinación accesiblesal laboratorio clínico, con unas característicasaceptables de practicabilidad, y los resultadosobtenidos pueden ser interpretados adecua-damente en relación con unos valores dereferencia bien establecidos (valores normalesinferiores a 15 µmol/l). Incluso existen reco-mendaciones para su uso como FR emergentey la posibilidad de incidir nutricionalmente ensus concentraciones (acido fólico y vitaminaB12), si bien no existen evidencias claras deque esta intervención específica sea eficaz.

Marcadores que identifican a otros procesos relacionados con la enfermedad cardiovascular

Además de todos los candidatos a marcadoresde riesgo de ECV analizados hasta ahora en estarevisión, existen otros cuyo valor indepen-diente no está claro, pero que sí aportan ungran valor al desenmascarar a otros procesospatológicos que en sÍ mismos (y no siempre através de mecanismos conocidos) están relacio-nados con un aceleramiento de la ECV (63-68).

Uno de los casos más destacados es elrepresentado por la cistatina C. La cista-t ina C es una proteína bás ica de bajopeso molecular (Figura 11), de síntesisconstante (no se conocen circunstancias

que modifiquen su velocidad de síntesis), que en condiciones normales se f i l t racompletamente en el glomérulo renal, y quees degradada posteriormente por los túbulosrenales (no existe reabsorción de la misma);por este motivo se ha erigido como un buenmarcador de función renal, permitiendo unaestimación fiable del filtrado glomerular através de la medición de su concentraciónplasmática (probablemente incluso más fiableque el propio aclaramiento de creatinina);una concentración plasmática superior a0,99 mg/l indica que el filtrado glomerular esinferior a 80 ml/min, y en consecuencia queempieza a existir un deterioro de la funciónrenal, a pesar de que la concentración decreatinina se encuentre dentro de los límitesconsiderados como normales.

Recientemente han aparecido algunosestudios que relacionan la elevación de laconcentración de cistatina C con un aumentode mortalidad total y especialmente de morta-lidad de origen cardíaco (Figura 12), si bienno queda perfectamente claro si la elevaciónde cistatina C tiene algún efecto por sí mismao simplemente está reflejando el impacto dela insuficiencia renal (65, 66), muchas vecesoculta al no acompañarse de una elevaciónde la concentración de creatinina (67), sobrela enfermedad cardiovacular.

Éste es un tema candente que requiere de unmayor volumen de información para quepodamos validar su significado clínico, y sisituaciones de IRC que la creatinina no escapaz de detectar, ya suponen un aumentodel riesgo de deterioro cardíaco. De hecho,en los estudios referidos, la asociación de laelevación de cistatina C con la mortalidad ya es relevante para ligeras elevaciones decistatina C (68).

Lo que si es cierto, es que la determinaciónde cistatina C está al alcance de la mayoría delaboratorios clínicos, por lo que de confirmarseesta relación, podría convertirse en un pará-metro de gran utilidad clínica.


FIGURA 11 | Marcadores que identifican a otros procesos relacionados con la enfermedadcardiovascular.

Figura1Marcadores qu identif pr la m

cardiova

¿Qué es la Cistatina C?Cadena polipeptídica única (120aa). No glicosilada.

10 isoformas.

Mm=13359g/mol. Básica: pI=9,3.

Objetivos: Papaina y catepsinas B, H, L y S.

Gen: CST3. Situación: 20p11.2.

Protección del tejido conectivo. Inhibe la replicación viral y la liberación de calcio por la PTH. Inhibidora de Cistein proteasas. (MMPs)

SinSinóónimos: nimos: ��--trace trace proteinasproteinas, post, post--��--globulinaglobulinaHall, J Biol Chem, 1995 Nature 414, 1999

FIGURA 12 | Marcadores que identifican a otros procesos relacionados con la enfermedadcardiovascular.

G E N É T I C A , N U T R I C I Ó N Y E N F E R M E D A D1 0 0

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Capítulo 5

Buscando el componente genéticode las enfermedades complejas:estudios de asociación

1 0 5

Resumen

Mientras la enfermedad genética mendelianaes infrecuente, la enfermedad compleja, estoes aquella que tiene un componente genéticomultigénico y un componente ambiental máso menos importante, es la principal cauda demortalidad y morbilidad.

El conocer el componente genético de estasenfermedades permitiría clasificarlas mejor,tratarlas mejor e incluso encontrar nuevasdianas terapéuticas para futuros tratamientos.Sin embargo, el progreso en el conocimientodel componente genético de estas enferme-dades está siendo muy lento por las dificultadesinherentes a este tipo de enfermedades talescomo la heterogenidad genética, las fenocopias,la variabilidad fenotípica y las interaccionesgen-gen y gen-ambiente.

Las posibilidades de éxito de encontrar estosgenes ha mejorado enormemente gracias ala introducción de nuevos recursos genómicosy proteómicos. Entre ellos los estudios deasociación han demostrado ser una excelenteherramienta para analizar la correlación entrevariantes genéticas y deferencias fenotípicasa escala poblacional.

Los estudios de asociación han cambiadodramáticamente desde la introducción de losSNPs y el descubrimiento de millones de SNPsen el genoma humano y sobre todo desde el conocimiento de bloques haplotípicos delgenoma y el desarrollo del proyecto HapMap.Al mismo tiempo se han desarrollado tecno-logías de alto rendimiento que permiten elanálisis masivo de SNPs y en muchos paísesexisten facilidades a nivel nacional quepermiten a los investigadores el acceso a estudios masivos de asociación. Este es elcaso de Centro Nacional de Genotipado ennuestro país (CeGen) que cuenta con recursostecnológicos e informáticos para llevar a caboestos proyectos.

La búsqueda de genes en tractos complejos: SNPs y el proyecto HapMap

Para entender mejor la relación nutrición-enfermedad es importante entender que lapredisposición genética juega un papel impor-tante en la misma y que estamos hablandode una genética de tractos complejos dondemuchos genes interaccionan entre sí y con el ambiente.

Buscando el componente genéticode las enfermedades complejas:estudios de asociaciónAngel Carracedo y Antonio SalasGrupo de Medicina Genómica-Instituto de Medicina Legal.Universidad de Santiago de Compostela

Capítulo 5

La nutriogenómica es el estudio de lasinteracciones bidireccionales entre genes y dieta, conjuntamente con otras nuevasciencias como la metabolómica, cambiaránsin duda la investigación y la práctica ennutrición (1).

Hasta hace muy poco tiempo existían herra-mientas genéticas eficaces para conocer elcomponente genético de las enfermedades y rasgos mendelianos, particularmente paralos monogénicos, pero era prácticamenteimposible conocer los tractos multigénicosinfluídos de una manera más o menos impor-tante por el ambiente.

Así, el uso de estudios de ligamiento conmarcadores muy informativos como losmicrosatélites, era relativamente eficazcuando se trataba de rasgos mendelianossenc i l los , pero era muy inef icaz para encontrar los genes involucrados en rasgoscomplejos.

La util ización masiva de polimorfismosnucleotídicos simples a través de estudios deasociación, y el desarrollo del proyectoHapMap (2) ((http://www.hapmap.org/),posibilitaron un cambio de escenario.

Los SNPs (“single nucelotide polymor-phisms”) son polimorfismos bialélicos, esto es que en una posición determinada delgenoma una persona tiene una base, porejemplo A y otra tiene una T.

Desde entonces se fue acumulando infor-mación creciente sobre este tipo de poli-morfismos y la información derivada delProyecto Genoma Humano demostró queel número de SNPs era muy abundante y que podía superar los 11 M en el GenomaHumano, lo que podía tener un interésextraordinario para localizar a los genesinvolucrados en enfermedades complejas,porque su densidad era pues enorme conun SNP cada aproximadamente 200-300bases de media.

Los SNPs actuarían como marcadores paralocalizar genes involucrados en enfermedadeso interacciones complejas como la nutrición yla enfermedad. La idea sería realizar estudiosde asociación con un grupo de enfermos y ungrupo control de modo que se puedan encontrarSNPs (y en consecuencia genes) asociados auna enfermedad. Por ejemplo, se trataría derecoger ADN de un grupo de personas quesufren hipertensión arterial u otra enfermedado interacción compleja y un grupo de personasque no la sufren. Si un SNP particular es másfrecuente en la gente con hipertensiónpodría ser utilizado para localizar e identificarun gen implicado en la hipertensión. Lo mismopodría aplicarse exactamente a cualquierestudio de asociación en nutriogenómica.

Pero incluso con el enorme progreso tecnoló-gico realizado en los últimos años, el análisisde un número tan enorme de SNPs (10M) en un grupo de individuos (pongamos 2.000)supondrían 20.000 M genotipos para analizarel genoma completo, esto es un esfuerzo casiimposible. Habría que circunscribirse pues a genes concretos y esto, al contrario querealizando análisis genómicos globales,supondría tener que analizar hipótesis etiopa-togénicas ya conocidas con un sesgo haciagenes concretos lo que dificultaría enorme-mente el encontrar los genes involucrados entractos complejos.

La evidencia de que el Genoma Humano estáconstituído por bloques haplotípicos conapenas recombinación dentro de cada bloqueabrió una nueva etapa de ilusión. Ahorasabemos pues que hay segmentos de cromo-somas ancestrales que no se han roto porrecombinación y que están separados por segmentos donde la recombinación esfrecuente. Estos segmentos son los haplotipos.

Esto quiere decir que en un bloque dondehay por ejemplo 30 ó 40 SNPs todos poli-mórficos por definición, en realidad sólo hay unas pocas variaciones haplotípicas.


Así, en una población dada, el 55% de laspersonas podrían tener una versión del haplo-tipo, el 30% otra, el 8% una tercera y el restounos pocos haplotipos menos comunes.

Si conociésemos la estructura de estos bloquese identificásemos los Tag SNPs, que definen lavariación en cada bloque, podríamos reducirmuy significativamente el número de SNPs nece-sarios para un estudio de asociación. Se calculaque hay aproximadamente de 300.000 a600.000 Tag SNPs que es considerablementemenos que 11 millones y que posibilita hacerestudios de asociación con una eficacia muchomayor e incluso análisis de asociación conbarridos genómicos globales posible y ase-quible no sólo para compañías farmacéuticassino para consorcios científicos organizados.

Y ésta fue la finalidad del proyecto interna-cional HapMap (2) que consiste no sólo en uncatálogo de las variantes genéticas comunessimples que ocurren en el genoma humano ycomo están distribuidas esas variantes en lasdistintas poblaciones humanas, sino ademásen el dibujo de los bloques haplotípicos en lasprincipales poblaciones y en la identificaciónde los Tag SNP que definen la variación en cadabloque. La finalidad última es encontrar graciasa este esfuerzo genes involucrados en enferme-dades complejas y entender mejor la respuestaindividual a los fármacos (farmacogenética).

Como ocurrió con el Proyecto GenomaHumano el proyecto HapMap es una colabora-ción de científicos y agencias de varios países.En este caso cooperan Estados Unidos, Japón,Reino Unido, Canadá, China y Nigeria. Oficial-mente el proyecto comenzó en octubre de 2002 y la primera fase terminó tres añosmás tarde (Nature) (http://genome.gov/10005336) (2). Desde entonces disponemosde información de los bloques de desequilibriode ligamiento en las principales poblacioneshumanas y herramientas bioinformáticas(ejemplo: Haploview) para seleccionar TagSNPs en los bloques haplotípicos.

El siguiente gran desarrollo ha sido el tecno-lógico y la bioinformática.

Existen plataformas de genotipado de variascaracterísticas que nos permiten analizar desdeunos pocos SNPs a muchos miles de SNPs enun número grande de muestras de forma eco-nómica y rápida y, en algunos países europeosexisten grandes centros de genotipado paraayudar a los investigadores a realizar proyectosde asociación.

En España el Centro Nacional de Genotipado(CeGen) (www.cegen-org) es un centro entres nodos creado por Genoma España conesta finalidad. El centro dispone de personalmuy especializado que puede ayudar a gruposo consorcios de investigación en todas las fasesde un estudio de asociación, desde el diseñoy selección de SNPs, extracción de ADN, análisismatemáticos y sobre todo análisis de SNPs.

Cada nodo posee varias plataformas degenotipado que en conjunto permiten elabordaje económico y efectivo de cualquierproyecto de asociación, desde los más sencillos(unos pocos SNPs) a análisis genómicosglobales (GWA, genome wide análisis). Paralos primeros se usan plataformas basadas enespectrometría de masas (MALDITOF MS) ypara los segundos plataformas como Illuminao Affyemetrix. Esta última permite con el chipAffy 6.0 el análisis de alrededor de un millónde SNPs y un millón de sondas adicionalespara el análisis de variación de número decopias (CNVs).

El trabajo de análisis es enorme e implica nosólo el diseño de los multiplexes y los análisissino también el control de calidad que muchasveces hay que hacer genotipo por genotipo.

El centro también ha diseñado herramientasbioinformáticas, no sólo para el manejo deuna información a veces enorme, sino parapermitir a los investigadores analizar ellosmismos los resultados de sus estudios deasociación.

1 0 7Buscando el componente genético de las enfermedades complejas...Capítulo 5

Diseño de un estudio de asociación:Estrategias, selección de SNPs y número necesario de muestras

El diseño de un estudio de asociación debede ser muy cuidadoso desde el principio. Los investigadores deben decidir si van a hacer un estudio con genes candidatos o con análisis genómicos globales (GWAs).En el primer caso se tiene la ventaja de unamayor precisión y un menor coste. En elsegundo el cubrir el genoma por completo yel poder ser más neutras sin insistir en ideasetiopatogénicas definidas y probablementeya exploradas.

Si se deciden elegir SNPs en genes candidatoshay que seleccionar los genes primero de lasrutas bioquímicas (pathways) que puedenestar provocando el efecto fenotípico(enfermedad o rasgo) que buscamos. Paraseleccionar SNPs en esos genes también sepuede recurrir a varias estrategias y para elloes corriente en una primera aproximaciónbuscar SNPs potencialmente funcionales.Para esto se han desarrollado herramientasinformáticas ad hoc como el programa PupaSNPs (www.cegen.org).

Para análisis genómicos globales también hayvarias estrategias posibles con ventajas einconvenientes por lo que es necesario elconsejo de expertos.

Un aspecto fundamental del estudio deasociación es la definición del fenotipo, estoes del rasgo o característica compleja cuyocomponente genético queremos analizar.Esto puede ser fácil (por ejemplo un rasgofísico medible como el peso) o muy difícil quees lo habitual (por ejemplo una enfermedadpsiquiátrica). Siempre, además, hay quecontar con una población control (sin poseerel rasgo, enfermedad o efecto fenotípico) deun tamaño similar que muchas veces tampocoes fácil conseguir.

En general para un estudio de asociacióndonde estamos buscando genes que interac-cionan entre sí y con el ambiente, se necesita unelevado número de muestras, pero ¿cuántas?

Uno de los pasos fundamentales en el diseñoy planificación de un estudio de asociación esel cálculo de las muestras que serían necesariaspara detectar un determinado efecto geno-típico sobre una enfermedad concreta. Estecálculo es además importante si tenemos encuenta el coste que generalmente conlleva el diseño de un estudio (en fenotipado ygenotipado). El poder de un estudio se puededefinir como la probabilidad de detectar conéxito un efecto de un tamaño determinado:si β es la probabilidad de un falso-negativo(error tipo II), el poder se define como 1-β. El poder depende de diversos factores: la magnitud del efecto, el tamaño muestral (N),el nivel de significancia estadístico requerido,α (falso positivo, error tipo I, tasa de error), etc.A pesar de que el investigador determina Ny α, muchos de los factores que contribuyen ala magnitud del efecto son generalmentedesconocidos. Por lo tanto, para calcular elpoder de un estudio, necesitamos hacerasunciones relacionadas con lo que esperamosencontrar. Así por ejemplo, para el ‘mapeo’de loci, uno tendría que incluir la proporciónde la variante explicada por los locus, la accióndel gen, la heterocigosidad del marcador y la densidad (3, 4).

Es posible que muchas asociaciones seanreales, pero no reproducibles debido a que elefecto de la variable de riesgo es muy débil.Si los estudios en donde se replica la asociaciónno presentan un poder adecuado para detectarun efecto débil, lo más probable es que el resul-tado de la asociación no sea estadísticamentesignificativo en la replicación. Esta dificultades generalmente potenciada por el llamadoefecto “jackpot”: el primer grupo de investi-gación que reporta una asociación débil, esmás probable que haya sobre-estimado (y nolo contrario) el efecto real del polimorfismo.


Este fenómeno ocurre realmente porquetodos los estudios generalmente reportanestimas muy imprecisas del efecto de lavariante debido fundamentalmente a varia-ciones de muestreo. Este efecto nos conducea un razonamiento obvio: cualquier estudiode replicación debería idealmente incluir unnúmero de pacientes mucho más grandepara conseguir detectar de manera estadísti-camente significativa el efecto de la variantede riesgo. La no detección de un efecto demagnitud determinado en el primer estudio deasociación no debería considerarse suficientecomo para rechazar la asociación de unavariante.

Errores de tipo 1 en estudios de asociación

El mayor problema de un estudio de asociaciónson los errores de tipo I (falsos positivos) y poreso hay que diseñarlos bien y analizarlos deforma adecuada. Hay varias posibles causasde falsos positivos y herramientas estadísticasapropiadas para minimizarlos. Las pasamos a describir.

Estratificación poblacional

Una gran parte de los estudios de asociaciónse basan en un diseño caso-control en dondelas frecuencias de los alelos se comparanentre el grupo de pacientes (casos) y unapoblación de individuos no afectos (controles).

Estos estudios están generalmente expuestosa problemas de estratificación poblacional,un caso particular de “confounding by ethnicity” y que representa seguramente la causa más importante de errores tipo I en los estudios de asociación. El problema de la estratificación surge cuando el compo-nente genético-poblacional de los casos y de los controles difiere significativamente;es decir, casos y controles son reclutados de grupos poblacionales diferentes (general-mente) de manera inconsciente.

Dicho con otras palabras, se trata de unproblema de falta de “apareamiento muestral-poblacional/étnico” (sample matching) entrelos casos y los controles. La condición sine quanon para que la estructuración tenga efectosobre el estudio de asociación es que los grupospoblaciones (que subyacen a la poblaciónestratificada) presenten frecuencias alélicasdiferentes. Si uno de los grupos poblacionesestá más representado en los casos que en loscontroles (o viceversa), cualquier polimorfismo(neutral) que presente frecuencias alélicasdiferentes (estadísticamente significativas)entre las dos poblaciones será erróneamenteobservado como alelo de riesgo (o de protec-ción) en el estudio de asociación (falso positivo).Otro factor coadyuvante es la existencia dediferencias en las prevalencias de la enfer-medad en los dos grupos poblaciones: unade las poblaciones, la de mayor prevalencia,tenderá a estar sobre-representada en loscasos, pero no en los controles.

Corrección para comparaciones múltiples

Conforme uno lleva a cabo más test dehipótesis, existe una probabilidad creciente de que uno o más test aparezcan como signi-ficativos simplemente por azar. Los valores de significancia detectados en los estudios de asociación raramente se corrigen para elnúmero de contrastes de hipótesis (test)reportadas (generalmente muchos menosque el número de test ejecutados). El valor dela significancia nominal debería de hecho sercalculada de acuerdo al número de hipótesisejecutadas. El nivel de significancia conven-cional es P < 0.05 (5). En la década de los 90,el método de ajuste de Bonferroni empezó a utilizarse en estadística médica de formaindiscriminada y desde aquel momento se ha venido utilizando frecuentemente en losestudios de asociación. No obstante, estemétodo de corrección presenta gravesdeficiencias en el sentido de que es extre-madamente conservador y por lo tanto,generalmente, innecesario.


A menudo los investigadores no corrigen susresultados para test múltiple, y éste es uno delos factores importantes que genera falsospositivos. El problema de los test múltiples esaun mucho más acusado cuando se aplica aestudios de interacción génica, en donde segeneran un número muy elevado de hipótesis.

Por lo tanto, una corrección inadecuada paratest múltiple puede derivar en dos resultadosigualmente indeseables: incremento del nivelde falsos positivos o error tipo I (debido a unacorrección débil o pobre), o un decremento esta-dístico del poder de detección de los efectosde las variables sobre el fenotipo (debido a unacorrección demasiado severa) o error tipo II.

Otro método muy usado es el False discoveryrate (FDR). En este caso en vez de controlarpara la probabilidad de cualquier falso positivo(tal y como hace Bonferroni o e.j. random fieldmethods), el FDR de Benjamini and Hochberg(6) controla la proporción de falsos positivos(“false discoveries”) con respecto al total depositivos, en donde positivo significa el valorde P que está por debajo de un cierto valor.

Una de las mejores soluciones al problema dela corrección por test múltiple es el uso de testbasados en procedimientos computacionales.El método de permutación es probablementeel más utilizado hoy en día en los estudios deasociación: permite la obtención de una distri-bución empírica del estadístico y una medidade significancia corregida para el sesgo por testmúltiple (7). Este método es similar al ajuste delos valores de P mediante bootstrapping, con laexcepción de que el procedimiento de remues-treo en la permutación se lleva a cabo sin reem-plazamiento en vez de con reemplazamiento.

Hay otros métodos como descomposición es-pectral que es un método sencillo aplicable aSNPs en desequilibrio de ligamiento (LD) (8) yque puede ser implementado usandoSNPSpD o “sum statisitcs” que combina la in-formación de marcadores múltiples poten-cialmente asociados con la enfermedad.

Errores de genotipado: consecuencias enlos estudios de asociación

Los estudios de asociación generalmenteconllevan el genotipado de un gran númerode SNPs en una cantidad sustancial demuestras. Existe sin duda un lugar amplio paralos artefactos de laboratorio. Generalmenteestos problemas son menos propensos a falsospositivos en los estudios caso-control, ya quelos errores de genotipado deberían afectarde la misma manera a las muestras de casosy de controles. Esto no tiene por qué sersistemáticamente así; podemos imaginar unasituación en donde los casos y los controlesson genotipados en distintos laboratorios, o en el mismo laboratorio, pero en momentosdiferentes (y por lo tanto en distintas placasde genotipado), o usando técnicas diferentes.Los errores de genotipado han ido cobrandoen estos últimos años mayor peso en losestudios de asociación, una vez se hacomprobado que estos errores pueden tenerconsecuencias graves en el análisis e interpre-tación de los resultados.

Otras consideraciones

Problemas en la determinación delfenotipo en la enfermedad compleja

En ocasiones una patología no está defi-nida con la especificidad suficiente, y en lapráctica engloba una serie de patologíasrelacionadas.

La existencia de fenocopias, es decir, laobservación de fenotipos que no tienen unabase genética sino fundamentalmenteambiental, pueden conducir a errores tipo II.El phenocopy rate se define como la propor-ción de fenotipos idénticos debidos a factoresno genéticos y puede variar significativamen-te entre grupos poblacionales. Un ejemplotípico son aquellos medicamentos queinducen un determinado fenotipo que tambiénpuede tener causas puramente genéticas.


Así, aquellos individuos que toman el fármacomeperidien a menudo están expuestos a unproducto secundario conocido como MPTP(1-Methyl-4-phenyl-1,2,3,6-tetrahydropyridine)que causa la destrucción de las neuronasdopaminérgicas y produce el fenotipo deParkinson (9). Daños cerebrales traumáticospueden derivar en ataques epilépticospostraumáticos y que pueden ocurrir tantodurante las 24 primeras horas del traumacomo en los años siguientes al daño.

Los problemas de clasificación del fenotipoconducen a una pérdida del poder de detección.Es común ver que un porcentaje significativode los pacientes usados como controlespresentan alguna patología relacionada, y enocasiones son casos mal diagnosticados.

Interacción gen-gen y gen-ambiente

Otra fuente potencial de variabilidad y ausenciade replicación en los estudios de asociación esla epistasis. Cordell (10) identifica varias razonespor las cuales la identificación de las interac-ciones puede llegar a ser un proceso complejoo incluso imposible.

En la mayor parte de los estudios quepretende detectar epistasis, los tamañosmuestrales son sub-óptimos, de tal maneraque no permiten estudiar el número masivode hipótesis que normalmente se puedenllegar a formular, incluso considerando inter-acciones de dos dimensiones.

Estos problemas pueden también estarmediados por diferencias entre poblaciones.Por ejemplo, se puede dar la situación de queel efecto de una variante de riesgo sólo semanifieste en poblaciones con un compo-nente genético poblacional (‘background’)determinado, o bajo determinadas condicionesambientales.

Conclusiones finales

Los estudios de asociación con SNPs son hoy día muy eficaces para determinar elcomponente genético de tractos complejos y para nutrigenómica.

La accesibilidad de bases de datos de SNPs, el desarrollo del Proyecto HapMap y el disponerde herramientas y plataformas de genotipadomuy eficaces hace que hoy un experimentode asociación bien diseñado tenga muchasposibilidades de éxito.

Un diseño adecuado es esencial y hay queprever siempre la posibilidad de replicar loshallazgos en una cohorte de mayor tamaño.Existen muchas fuentes de artefactos estadís-ticos en los estudios de asociación. Un criteriorazonable para declarar la existencia de unaasociación potencial entre una variante gené-tica y una enfermedad sería incluir solamenteaquellos valores de significancia nominal bajos(corregidos por test mútiples), replicación dela asociación en varias muestras y evitar laestratificación poblacional en tiempo demuestreo y corregirla usando los métodos de control apropiados.

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Capítulo 6

De las ingestas recomendadas a la nutrición personalizada

1 1 5

Resumen

En este momento no deberíamos confor-marnos con buscar una ingesta aceptable orazonable (entre el mínimo que lleva a unacarencia y el máximo que implica un riesgode toxicidad), nos encontramos en situaciónde buscar aportes óptimos, para mantener lasalud, presente y futura, y para promocionaral máximo el rendimiento, bienestar y calidadde vida. Es cierto que la información genética,puede darnos datos valiosos para modificarlas ingestas recomendadas (IR), con carácterindividual, para que sean las más adecuadasa un individuo. Sin embargo, hay aspectosdel estilo de vida que también deben serconsiderados, concretamente el consumo de tabaco, la actividad física, el contenido en grasa corporal... que modifican las IR y seguirán marcando diferencias en personascon una misma información genética. El realizar una valoración dietética, antro-pométrica y bioquímica del estado nutri-cional, puede darnos información valiosapara modif icar la ingesta de dist intosnutrientes hasta conseguir que la situaciónbioquímica y funcional sea la óptima paracada individuo. Hay herramientas a nuestroalcance a las que no se les está dando ladebida importancia. Es deseable que estosaspectos y datos sean objeto de mayoratención en el futuro.

Introducción

Una nut r i c ión cor rec ta es v i ta l en e l mantenimiento y recuperación de la salud y en la consecución de una adecuada capa-cidad funcional y calidad de vida de la población. Pero para poder mejorar es necesario tener herramientas que permitanjuzgar las dietas de diversos individuos;hacen falta referencias como las ingestasrecomendadas y también es necesariocuestionar sus limitaciones, buscando unaaproximación a las necesidades concretas de cada individuo (1).

Concepto de IR y evolución: de aportes mínimos a óptimos

En un principio el interés prioritario era laprevención de las enfermedades carenciales,recomendando que la dieta aportara unascantidades mínimas de nutrientes, pero conel paso del tiempo, debido al aumento de lamortalidad por enfermedades degenerativasmuy relacionadas con la alimentación, lasrecomendaciones se han modificado, siendoahora su objetivo fundamental el ayudar a prevenir estas enfermedades crónicas y/odegenerativas, o incluso, otras patologíascuya aparición, también parece estar, almenos en parte, condicionada por la dieta (1, 2).

De las ingestas recomendadas a la nutrición personalizadaRosa María Ortega AntaDepartamento de Nutrición. Facultad de Farmacia, Universidad Complutense, Madrid (España)

Capítulo 6

Para establecer las ingestas recomendadas,aplicables a una población, es necesario partirdel concepto de requerimiento nutricional,que es la cantidad de un nutriente que cadapersona necesita ingerir para impedir la apa-rición de una deficiencia en relación con estenutriente. Los requerimientos son absolutamenteespecíficos de cada individuo, y de hecho, sondistintos incluso en personas cuyas caracte-rísticas de edad, sexo y estado fisiológico(gestación y lactancia) son muy parecidas (1, 2).

Para poder extender la definición de requeri-miento a un colectivo es necesario salvar la varia-bilidad individual, lo que se consigue mediantela utilización de las ingestas recomendadas,

que proponen unas cantidades medias denutrientes, que representan “las que debe ingerirun colectivo que presenta unas característicasfisiológicas similares”, aunque esta cantidadcubra con mayor exactitud los requerimientosde algunas personas, que los de otras (aquéllascon requerimientos más pequeños, o muyelevados). Las ingestas recomendadas denutrientes deben superar, por definición, losrequerimientos de la mayoría de los indivi-duos del grupo para el que se establecen (1-3).

En general, se asume que los requerimientosde un nutriente para un grupo de individuossiguen una distribución normal, según la curvade Gauss.


FIGURA 1 | Cómo fijar las ingestas recomendadas a partir de los requerimientos de una población.

En este modelo, la mayor parte de los individuostienen un requerimiento medio , y sólo unpequeño porcentaje presenta requerimientosextremos, incluyéndose entre esos extremostodas las situaciones intermedias (Figura 1)(1, 2).

Para cubrir la variabilidad individual y abarcarasí los requerimientos de la mayoría de los indi-viduos del grupo, se añade al requerimientomedio una cantidad equivalente a dos vecesla desviación estándar (DS). Con este margende seguridad, se asegura que el 97,5% de lapoblación tendrá cubiertos sus requerimientos,mientras que sólo el 2,5% restante estaría enriesgo de déficit. No obstante, no convieneincrementar aún más esta cantidad, por elposible inconveniente de aconsejar cantidadesexcesivas para algunos individuos con losrequerimientos más bajos (Figura 1) (1, 2).

Este planteamiento es válido para todos losnutrientes, pero no para la energía, a la quese asigna la cifra correspondiente al reque-rimiento medio del grupo (Figura 1). Si sesiguiera la misma pauta que con el resto de los nutrientes, es decir, si se incrementarael requerimiento medio en una cantidad quecubriera la variación existente entre indivi-duos (dos veces la DS), se estaría induciendoa la obesidad a la mayoría de la población (1, 2).

Para el resto de los nutrientes las ingestas reco-mendadas tienden a la generosidad, ya queexisten pocas pruebas de que los pequeñosexcesos de nutrientes sean perjudiciales,mientras que los déficit constantes y nocompensados, aunque sean ligeros, puedenproducir deterioros sanitarios a largo plazo.Se establecen teniendo en cuenta los conoci-mientos científicos actuales y permiten cubrir losrequerimientos fisiológicos de prácticamentela totalidad de las personas sanas en un grupode características dadas. No son cantidadesestáticas, ya que a medida que se hacen nuevasinvestigaciones se pueden ir modificando, adap-tándolas a los nuevos conocimientos y a lasinterpretaciones científicas más recientes (1-3).

Limitaciones de IR ¿qué personas no cubren sus necesidades?

Cuando se emplean las ingestas recomen-dadas, es necesario recordar el caráctergeneral y la generosidad con la que se marcan(para cubrir, por exceso los requerimientosdel 97,5% de los individuos). Por ello, si seaplican a nivel individual, no podemos ase-gurar que una ingesta inferior a la recomen-dada para un determinado nutriente, impliquenecesariamente la aparición de un déficit, ya que la probabilidad de que una personaconcreta necesite las cantidades recomen-dadas es bastante baja. Algunos autores han intentado definir otros puntos de cortepara la adecuación de la ingesta, viendo porejemplo el número de individuos que noalcanzan a cubrir el 67% (2/3) de las ingestasrecomendadas, pero lo único que puedeasegurarse es que la probabi l idad de deficiencia aumenta en proporción directa al descenso de la ingesta por debajo de lorecomendado (1, 2).

Pautas para cubrir las IR dirigidas a colectivos

No se puede transmitir a la población lanecesidad de tomar 15 mg/día de hierro, o 400 µg/día de ácido fólico (4), las ingestasrecomendadas y los objetivos nutricionalessirven de base para el diseño de Guías de Alimentación que sí son úti les paradifundir y son pautas sobre el consumo dealimentos que permiten cubrir estas reco-mendaciones y tener por tanto una alimenta-ción correcta (5). Como base de diversascampañas de educación nutricional se hanempleado guías como el “Rombo de laAlimentación” distribuido por el Ministeriode Sanidad y Consumo desde 1996 (Figura 2,página 118), y “Pautas en la alimentación de personas físicamente activas” (2000)(Figura 3, página 118), entre otras (5-7).

1 1 7De las ingestas recomendadas a la nutrición personalizadaCapítulo 6


FIGURA 2 | El Rombo de la Alimentación. Guía para el diseño de dietas equilibradasFigura 2.- El Rombo de l Al entación. Guí par seño

Requejo y Ortega, 1996

20

FIGURA 3 | Guía en la planificación de dietas para personas físicamente activas.

• Cada área representa un tipo de alimentos y el espacio que ocupa es proporcional al número de raciones, de los alimentos incluidos en el grupo, que conviene tomar cada día.

• Estas pautas tienen sólo un carácter orientativo ya que dada la gran variedad en el tipo, intensidad y tiempode práctica de las actividaddes físicas por parte de cada individuo, es necesario que la planificación de sudieta se haga de manera individualizada.

• En los deportistas que tienen que mantener un bajo peso corporal es necesario restringir elconsumo de grasa al máximo. Tomar el número y tamaño de raciones más bajo, aunque el consumo de lácteos (en este caso desnatados) se debe mantener, especialmente en población femenina por el elevado riesgode desmineralización que se da en este colectivo.

• Para los deportistas que tienen alto gasto energético, y tienen que compensarlo para mantener su pesoestable, se recomienda un número y tamaño de raciones más elevado, para los distintos grupos de alimentos.

Pautas elaboradas por los profesores:

Rosa M. Ortega, Ana M. RequejoDepartamento de Nutrición.Facultad de Farmacia. Universidad Complutense.

José M. OdriozolaDepartamento de Bioquímica y Biología Molecular. Facultad de Ciencias Biológicas. UniversidadComplutense.

Aunque algunas de estas guías parecen difí-ciles de alcanzar, especialmente en relación conel consumo propuesto para cereales y verduras,es necesario considerar que sin una dieta deestas características las ingestas recomendadasy objetivos nutricionales, marcados como conve-nientes, no pueden ser alcanzados. Por otraparte, si consideramos como ha evolucionadoel consumo de alimentos en los últimos años(8,9) (Figura 4) vemos como ha ido disminu-yendo el consumo de cereales y verduras, estecambio puede hacernos pensar que lo correctoes lo habitual en el momento presente, y noel consumo (más del doble del actual) obser-vado hace unos 40 años, cuando se definió el concepto de dieta mediterránea, comomodelo de dieta saludable (10).

Las consideraciones previas ponen de relieveque, aunque las ingestas recomendadaspueden ser perfeccionadas, pensando en

individuos concretos, en este momento esta-mos muy lejos de tener el consumo dealimentos aconsejado, como consecuencia hay desequilibrios en el perfil calórico y lipídico de la dieta y la ingesta de fibra, vitaminas y minerales es, en muchos casosinferior a la aconsejada (11, 12). La situaciónestá lejos de ser la adecuada y además existeun desconocimiento no percibido en lapoblación en relación con estos temas (13, 14),lo que hace que la mayor parte de losindividuos sean refractarios al mensaje queintenta transmitir las características de unaalimentación correcta. Aunque es necesarioseguir avanzando y perfeccionar la posi-bilidad de marcar ingestas de referencia en función de las peculiaridades genéticas de un individuo, hay pasos previos quepodrían ser considerados como muy elemen-tales, en los que es necesario hacer avancesimportantes.


FIGURA 4 | Evolución en el consumo de alimentos.

* (INE, 1991) ** (INE, 2004)

g/día

100150200250300350400450500

1964* 1981* 1991* 2002**

CerealesLeche y derivadosVerdurasFrutasHuevosAzúcarAceites y grasasLeguminosasCarnes y derivadosPescadosBebidas alcohólicas

050

Figura 4.- Evol ción e sum d t

¿Cómo podemos juzgar si la ingestade un individuo es realmente la adecuada a sus necesidades?

Dadas las limitaciones de las IR no bastasaber que un individuo tiene un aporte similaro superior al marcado como conveniente,para poder garantizar que su situación nutri-cional es la óptima. Los parámetros bioquímicosnos ofrecen un dato adicional para saber silas cifras de diversos indicadores de ingestason las adecuadas y si las funciones y procesos,que dependen de un nutriente, se realizan demanera satisfactoria (15).

Las cifras séricas, o urinarias, de un determinadonutriente pueden ser un reflejo de su ingesta,pero también un aumento en las concentra-ciones de sus metabolitos, coenzimas que seconstruyen a partir del nutriente (por ej.,cifras de flavin adenin dinucleotido-FAD,obtenido a partir de la riboflavina), actividadenzimática mediada por el nutriente (como la medida de la actividad de la eritrocitotranscetolasa, cuya actividad depende de latiamina pirofosfato-TPP, construida a partirde tiamina)… son indicios importantes de lasituación nutricional (15).

Una valoración bioquímica permite hacer unjuicio del estatus nutricional de un individuo y decidir si con una determinada ingestaconsigue un buen funcionamiento y unaadecuada capacidad, o si por el contrario conese aporte no se alcanza la saturación tisularo el mejor funcionamiento bioquímico posible.Estos datos, junto con otros asociados a estu-dios de intervención en los que se puede verla modificación bioquímica ante un aportenutricional concreto, sirven de base en lapersonalización de las ingestas recomendadasa cada individuo en concreto (15).

Pero también la valoración bioquímica delestado nutricional es poco habitual y no se realiza en la práctica, salvo cuando hay un problema clínico que obliga a buscar un diagnóstico concreto de deficiencia,

como podría ser el diagnóstico de anemia y su relación posterior con el padecimientode una deficiencia en hierro, ácido fólico ovitamina B12, por ejemplo. Salvo en estoscasos las deficiencias ligeras pasan totalmentedesapercibidas. En el futuro, además deaumentar el conocimiento de las guíasalimentarias entre la población, la valoracióndietética y bioquímica del estado nutricionalsería deseable que fuera convertida en unarutina, encaminada a mejorar la situaciónnutricional de diversos individuos y colectivos.

Aspectos que modifican las IR

Aunque lo ideal es hacer una valoración delestado nutricional, teniendo en cuenta datosdietéticos, antropométricos y bioquímicospara hacer los ajustes necesarios y establecerunas ingestas recomendadas adaptadas acada individuo en concreto, algunos estudiosponen de relieve aspectos que modifican lasingestas recomendadas de diversos colectivosy que pueden servirnos de orientación previa.Concretamente el consumo de tabaco, la actividad física, el contenido en grasacorporal... son aspectos que modifican las IRy seguirán marcando diferencias en personascon una misma información genética

Consumo de tabaco

Respecto a la repercusión negativa que elconsumo de tabaco ejerce en la situaciónnutricional de los individuos, es necesarioconsiderar que muchas personas fuman porestar preocupadas por su peso, haciendoparalelamente dietas hipocalóricas, por otraparte el fumador suele beber mayor cantidadde alcohol y tener dietas menos cuidadas que el individuo no fumador (con menorcantidad de frutas y verduras), pero incluso a igualdad de ingesta, los fumadores tienen cifras sanguíneas menos adecuadas,por tener mayores necesidades de diversosnutrientes, especialmente de ácido fólico y de los que ejercen acciones antioxidantes.



FIGURA 5 | Concentraciones séricas de ácido fólico en ancianos. Diferencias en función del hábitode fumar.

Así, mientras que las ingestas recomendadasde vitamina C para un adulto no fumador sonde 60 mg/día, éstas pasan a ser de 100 mg/díaen fumadores (2, 16). En este sentido un estudiorealizado con mujeres jóvenes (17) y otrorealizado con ancianos (18) (Figura 5) puso derelieve la existencia de cifras séricas más inade-cuadas para esta vitamina en los fumadores.

Es conocido que el hábito de fumar se asociacon mayor riesgo de sufrir diversas enferme-dades degenerativas (cáncer, cardiovascu-lares...), en este sentido es posible que alefecto negativo en la salud del consumo detabaco, haya que sumar la influencia delpadecimiento de diversas carencias quetambién perjudiquen la salud del fumador(16). Teniendo en cuenta estos datos surge laposibilidad de establecer ingestas recomen-dadas específicas para individuos fumadores.Consideraciones que también serían aplicablesa fumadores pasivos (19).

Actividad física

El ejercicio parece aumentar las necesidadesde algunas vitaminas como tiamina, ribofla-vina y piridoxina por disminuir su absorción,aumentar su utilización, metabolismo opérdidas, por incremento en los enzimasmitocrondriales dependientes de nutrientes opor un aumento en las necesidades para elmantenimiento y reparación de tejidos (20).

En concreto, la riboflavina es necesaria para lasíntesis de dos importantes coenzimas (FMNy FAD) que son especialmente importantesen el metabolismo de la glucosa, glicerol, ácidosgrasos y aminoácidos, y en la producción deenergía (21). Un estudio realizado con mujeresde 50-67 años, que recibieron una ingestaenergética adecuada para mantener su peso,junto con diferentes aportes de riboflavina,puso de relieve que en las semanas en las que las mujeres se ejercitaron (2,5 h/semana)


Tabla I. Importancia del peso y de la ingesta energética para poder fijarla ingesta recomendada de otros nutrientes

Importancia del peso para fijar las ingestas recomendadas

Proteínas 0,8 g/kg

Folatos 3 µg/kg

Magnesio 6 mg/kg

Vitamina K 1 µg/kg

La ingesta energética como condicionante de las ingestas recomendadas de diferentes vitaminas

Tiamina 0,4 mg/1.000 kcal

Riboflavina 0,6 mg/1.000 kcal

Niacina 6,6 mg/1.000 kcal

el coeficiente de activación de la eritrocitoglutation reductasa (α-EGR) (indicador desituación bioquímica en riboflavina) mostróresultados menos satisfactorios respecto a los observados en periodos sin ejercicio. En concreto fueron necesarios 0,22 mg deriboflavina/MJ para mantener la normalidadbioquímica cuando los sujetos realizabanejercicio (22). Hacer dieta, o hacer ejercicio,aumenta los requerimientos de riboflavina,por encima de los establecidos en poblacióngeneral, pero la dieta (1.243 kcal/día) juntoal ejercicio (2,5-5 h/semana) incrementa losrequerimientos todavía más (0,38 mg deriboflavina/MJ) (20).

La piridoxina interviene en la movilización del glucógeno muscular y también está direc-tamente implicada en el metabolismo deaminoácidos, por ello los requerimientos deesta vitamina se expresan con frecuencia enrelación a la ingesta de proteínas, un aporte de0,019 mg/g de proteínas puede ser necesariopara mantener una buena situación en la vita-mina (23). Esto es especialmente importanteen deportistas por sus mayores necesidades y mayor ingesta proteica que la poblacióngeneral (que en conjunto presenta tambiénaportes de proteínas de aproximadamente eldoble de lo recomendado). En un estudiorealizado por Manore y col. (24) se comprobóque a igualdad de ingesta de piridoxina lascifras de PLP en plasma eran menores enpersonas activas que en personas sedentarias.

En otro estudio van Dale y col. (25) examinaronel efecto del seguimiento de una dieta (884 kcal)o dieta más ejercicio en la situación en vita-minas de 12 varones obesos, los investigadoresconstataron un descenso en las concentra-ciones plasmáticas de PLP en el grupo sometidoa dieta más ejercicio comparado con el gruposometido a dieta únicamente.

Los datos relativos a las necesidades de tiaminason más escasos, pero algunos estudios ponende relieve que un porcentaje variable de individuos activos puede tener deficiencia, las necesidades pueden ser todavía mayoresen personas que hacen dieta y ejerciciopara intentar perder peso (20).

Contenido en grasa corporalSi tenemos en cuenta que el peso se empleacomo base para establecer las ingestas recomen-dadas de energía (1-4) y de algunos nutrientes(Tabla I), es lógico pensar que algunas de lascantidades recomendadas pueden variarcuando se aplican a un individuo concreto.

Respecto a la importancia del peso en lamodulación de las ingestas recomendadas,algunos estudios han puesto de relieve que las personas con sobrepeso/obesidad tienen situación más precaria, en relacióncon diversos micronutrientes, por una partesu ingesta de fibra, vitaminas y mineralessuele ser inferior a la de individuos de pesonormal, como consecuencia de unos hábitosde alimentación menos favorables (26).

Pero además, incluso a igualdad de ingesta,la situación bioquímica es más inadecuadapara diversos nutrientes, por ejemplo antioxi-dantes, dado que la obesidad se asocia con elpadecimiento de procesos oxidativos quepueden aumentar la necesidad de este tipode nutrientes, por otra parte algunas vitaminas(como por ej. La vitamina D) al ser liposolublesse almacenan en tejido adiposo, haciendoque a igualdad de ingesta y de exposición al sol,los individuos con excesos de peso tenganuna situación más precaria en esta vitamina (27).También se ha encontrado una situación másdesfavorable en fólico y tiamina, en mujerescon exceso de peso, respecto a las de pesoinferior (28-30).

Teniendo en cuenta que el sobrepeso y obe-sidad son problemas de incidencia crecienteen nuestra sociedad, que se asocian con unmayor riesgo de padecimiento de diversaspatologías, se pone de relieve la necesidad deoptimizar la ingesta, para que un aporteinsuficiente de nutrientes no se sume al excesode peso, contribuyendo a favorecer el progresode deterioros sanitarios.

Otros datos que pueden modificarlas ingestas recomendadas

La edad (2), el consumo de fármacos o elpadecimiento de patologías (20), tambiéncontribuyen a modificar las IR para diversosnutrientes.

Consideraciones Finales

Pese a las limitaciones que existen en lasingestas recomendadas (que se marcan porexceso para cubrir las necesidades del 97,5%de las personas sanas), el porcentaje deindividuos que no las cumplen es elevado,por lo que queda mucho por avanzar en estecampo. En concreto, las guías en alimen-tación, que describen las características de laalimentación que permiten cubrir las ingestas

recomendadas y cumplir los objetivos nutri-cionales marcados como más convenientes,no se siguen, ni siquiera se conocen, por lamayor parte de los individuos. El realizar una valoración dietética, antropométrica ybioquímica del estado nutricional puededarnos información valiosa para modificar laingesta de distintos nutrientes hasta conseguirque la situación bioquímica y funcional sea laóptima para cada individuo. Es convenienteavanzar en el conocimiento de las basesgenéticas que pueden modificar las necesi-dades de nutrientes, pero hay herramientas a nuestro alcance a las que no se les estádando la debida importancia. Es deseableque estos aspectos y datos sean objeto demayor atención en el futuro.

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FIGURA 5 | Concentraciones séricas de ácido fólico en ancianos. Diferencias en función del hábitode fumar.

Así, mientras que las ingestas recomendadasde vitamina C para un adulto no fumador sonde 60 mg/día, éstas pasan a ser de 100 mg/díaen fumadores (2, 16). En este sentido un estudiorealizado con mujeres jóvenes (17) y otrorealizado con ancianos (18) (Figura 5) puso derelieve la existencia de cifras séricas más inade-cuadas para esta vitamina en los fumadores.

Es conocido que el hábito de fumar se asociacon mayor riesgo de sufrir diversas enferme-dades degenerativas (cáncer, cardiovascu-lares...), en este sentido es posible que alefecto negativo en la salud del consumo detabaco, haya que sumar la influencia delpadecimiento de diversas carencias quetambién perjudiquen la salud del fumador(16). Teniendo en cuenta estos datos surge laposibilidad de establecer ingestas recomen-dadas específicas para individuos fumadores.Consideraciones que también serían aplicablesa fumadores pasivos (19).

Actividad física

El ejercicio parece aumentar las necesidadesde algunas vitaminas como tiamina, ribofla-vina y piridoxina por disminuir su absorción,aumentar su utilización, metabolismo opérdidas, por incremento en los enzimasmitocrondriales dependientes de nutrientes opor un aumento en las necesidades para elmantenimiento y reparación de tejidos (20).

En concreto, la riboflavina es necesaria para lasíntesis de dos importantes coenzimas (FMNy FAD) que son especialmente importantesen el metabolismo de la glucosa, glicerol, ácidosgrasos y aminoácidos, y en la producción deenergía (21). Un estudio realizado con mujeresde 50-67 años, que recibieron una ingestaenergética adecuada para mantener su peso,junto con diferentes aportes de riboflavina,puso de relieve que en las semanas en las que las mujeres se ejercitaron (2,5 h/semana)


Tabla I. Importancia del peso y de la ingesta energética para poder fijarla ingesta recomendada de otros nutrientes

Importancia del peso para fijar las ingestas recomendadas

Proteínas 0,8 g/kg

Folatos 3 µg/kg

Magnesio 6 mg/kg

Vitamina K 1 µg/kg

La ingesta energética como condicionante de las ingestas recomendadas de diferentes vitaminas

Tiamina 0,4 mg/1.000 kcal

Riboflavina 0,6 mg/1.000 kcal

Niacina 6,6 mg/1.000 kcal

el coeficiente de activación de la eritrocitoglutation reductasa (α-EGR) (indicador desituación bioquímica en riboflavina) mostróresultados menos satisfactorios respecto a los observados en periodos sin ejercicio. En concreto fueron necesarios 0,22 mg deriboflavina/MJ para mantener la normalidadbioquímica cuando los sujetos realizabanejercicio (22). Hacer dieta, o hacer ejercicio,aumenta los requerimientos de riboflavina,por encima de los establecidos en poblacióngeneral, pero la dieta (1.243 kcal/día) juntoal ejercicio (2,5-5 h/semana) incrementa losrequerimientos todavía más (0,38 mg deriboflavina/MJ) (20).

La piridoxina interviene en la movilización del glucógeno muscular y también está direc-tamente implicada en el metabolismo deaminoácidos, por ello los requerimientos deesta vitamina se expresan con frecuencia enrelación a la ingesta de proteínas, un aporte de0,019 mg/g de proteínas puede ser necesariopara mantener una buena situación en la vita-mina (23). Esto es especialmente importanteen deportistas por sus mayores necesidades y mayor ingesta proteica que la poblacióngeneral (que en conjunto presenta tambiénaportes de proteínas de aproximadamente eldoble de lo recomendado). En un estudiorealizado por Manore y col. (24) se comprobóque a igualdad de ingesta de piridoxina lascifras de PLP en plasma eran menores enpersonas activas que en personas sedentarias.

En otro estudio van Dale y col. (25) examinaronel efecto del seguimiento de una dieta (884 kcal)o dieta más ejercicio en la situación en vita-minas de 12 varones obesos, los investigadoresconstataron un descenso en las concentra-ciones plasmáticas de PLP en el grupo sometidoa dieta más ejercicio comparado con el gruposometido a dieta únicamente.

Los datos relativos a las necesidades de tiaminason más escasos, pero algunos estudios ponende relieve que un porcentaje variable de individuos activos puede tener deficiencia, las necesidades pueden ser todavía mayoresen personas que hacen dieta y ejerciciopara intentar perder peso (20).

Contenido en grasa corporalSi tenemos en cuenta que el peso se empleacomo base para establecer las ingestas recomen-dadas de energía (1-4) y de algunos nutrientes(Tabla I), es lógico pensar que algunas de lascantidades recomendadas pueden variarcuando se aplican a un individuo concreto.

Respecto a la importancia del peso en lamodulación de las ingestas recomendadas,algunos estudios han puesto de relieve que las personas con sobrepeso/obesidad tienen situación más precaria, en relacióncon diversos micronutrientes, por una partesu ingesta de fibra, vitaminas y mineralessuele ser inferior a la de individuos de pesonormal, como consecuencia de unos hábitosde alimentación menos favorables (26).

Pero además, incluso a igualdad de ingesta,la situación bioquímica es más inadecuadapara diversos nutrientes, por ejemplo antioxi-dantes, dado que la obesidad se asocia con elpadecimiento de procesos oxidativos quepueden aumentar la necesidad de este tipode nutrientes, por otra parte algunas vitaminas(como por ej. La vitamina D) al ser liposolublesse almacenan en tejido adiposo, haciendoque a igualdad de ingesta y de exposición al sol,los individuos con excesos de peso tenganuna situación más precaria en esta vitamina (27).También se ha encontrado una situación másdesfavorable en fólico y tiamina, en mujerescon exceso de peso, respecto a las de pesoinferior (28-30).

Teniendo en cuenta que el sobrepeso y obe-sidad son problemas de incidencia crecienteen nuestra sociedad, que se asocian con unmayor riesgo de padecimiento de diversaspatologías, se pone de relieve la necesidad deoptimizar la ingesta, para que un aporteinsuficiente de nutrientes no se sume al excesode peso, contribuyendo a favorecer el progresode deterioros sanitarios.

Otros datos que pueden modificarlas ingestas recomendadas

La edad (2), el consumo de fármacos o elpadecimiento de patologías (20), tambiéncontribuyen a modificar las IR para diversosnutrientes.

Consideraciones Finales

Pese a las limitaciones que existen en lasingestas recomendadas (que se marcan porexceso para cubrir las necesidades del 97,5%de las personas sanas), el porcentaje deindividuos que no las cumplen es elevado,por lo que queda mucho por avanzar en estecampo. En concreto, las guías en alimen-tación, que describen las características de laalimentación que permiten cubrir las ingestas

recomendadas y cumplir los objetivos nutri-cionales marcados como más convenientes,no se siguen, ni siquiera se conocen, por lamayor parte de los individuos. El realizar una valoración dietética, antropométrica ybioquímica del estado nutricional puededarnos información valiosa para modificar laingesta de distintos nutrientes hasta conseguirque la situación bioquímica y funcional sea laóptima para cada individuo. Es convenienteavanzar en el conocimiento de las basesgenéticas que pueden modificar las necesi-dades de nutrientes, pero hay herramientas a nuestro alcance a las que no se les estádando la debida importancia. Es deseableque estos aspectos y datos sean objeto demayor atención en el futuro.

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Capítulo 7

Importancia de la interaccióndieta-genética en la prevencióncardiovascular

1 2 7

Resumen

Las enfermedades cardiovasculares (ECV)tienen una etiología multifactorial. Los cambiosdel estilo de vida, en particular el seguimientode una dieta cardiosaludable, ha sido conside-rado como la piedra angular en la prevencióny tratamiento de las ECV. En la actualidad se considera que muchos efectos de la dieta sedeben a modulación de la expresión génicapor parte de algunos componentes de la dieta.Sirva como ejemplo la modificación observa-da en la expresión de la proteína del receptorpara Apo B (mARN del receptor para LDL) porlos ácidos grasos saturados (AGS) respecto a ácidos grasos insaturados o por el consumode los diterpenos del café. Sin embargo,existe una amplia variabilidad en la respuestaa cambios dietéticos entre individuos.Muchos estudios han revisado la existenciade interacciones nutriente-genética en larespuesta a la concentración de lípidos ylipoproteínas debidas a cambios dietéticos,particularmente del contenido de colesterol y AGS. Estos estudios analizan genes candi-datos que expresan receptores, enzimas,apolipoproteínas (Apo) cuya acción es claveen el metabolismo lipoproteico. Entre los loci estudiados destaca el gen APO E, enparticular debido a los polimorfismos ε2 y ε4.

Otros loci, relacionados con la expresión deApo AIV, Apo A1, CETP, LPL, alcoholdes-hidrogenasa, paraoxonasa/arilesterasa parecen jugar un papel importante, no sóloen la regulación de los niveles de lipopro-teínas sino también de otros factores (p.e.peroxidación o respuesta antioxidante). En esta ponencia se revisarán algunos estudios clásicos y centrales de la bibliografía,así como otros más recientes y de nuestrogrupo, en los que se observa diferente respuesta en unos individuos respecto a otros tras el consumo de diferentes tipos dedietas o incluso de alimentos o ingredientesfuncionales.

Abreviaturas: ACAT: acil CoA:colesterol aciltransferasa; ADH: alcohol deshidrogenasa;Apo: apolipoproteínas; AGS: ácidos grasossaturados; AGM: ácidos grasos monoinsatu-rados; AGP: ácidos grasos poliinsaturados;CETP: proteína transferidora de colesterolesterificado; ECV: enfermedad cardiovascular;LDL-C: LDL-colesterol o colesterol transportadopor lipoproteínas de baja densidad; LPL: lipo-protein lipasa; LPO: lipoperóxidos; HMG-CoAreductasa: hidroximetil-glutaril-CoA reductasa;LFABP: proteína hepática de unión a ácidosgrasos; PON: paraoxonasa; PPARs: receptoractivador de la proliferación de peroxisomas;

Importancia de la interaccióndieta-genética en la prevencióncardiovascularFrancisco J. Sánchez-Muniz y Meritxell NusDepartamento de Nutrición. Facultad de Farmacia.Universidad Complutense de Madrid

Capítulo 7

SR-B1: receptor scavenger de las lipoproteínasde alta densidad o HDL; SREBP: Sterol regulatoryelement binding protein; VLDL: lipoproteínasde muy baja densidad.

Enfermedades cardiovasculares y aterosclerosis

La aterosclerosis es una enfermedad multi-factorial que comienza a desarrollarse en la infancia o incluso en el embarazo y tardabastantes años en manifestarse. El términoaterosclerosis se aplica a diversos tipos de procesos que producen una lesión proli-ferativa de las capas íntima y media arterial,tras la formación de acúmulos fibroadipososconocidos por ateromas, que terminan porinvadir la luz de las arterias y junto conprocesos trombóticos, comprometen lafuncionalidad circulatoria de los vasos origi-nando un proceso de índole isquémica. Sus principales formas de expresión clínicason la cardiopatía coronaria, la patologíavásculo-cerebral y la arteriopatía periférica,que constituyen la primera causa de muerteen Europa en general (1) y en España enparticular (2).

La etiología de la aterosclerosis no está aúnbien definida, aunque existen varias hipótesisque explican su inicio (3, 4). En 1989 se desa-rrolló la hipótesis unificadora de la teoría lipí-dica de la aterosclerosis y la respuesta al dañoendotelial con los conocimientos sobre elpapel de las LDL oxidadas (LDLox), tanto en el inicio como en la progresión del procesoaterosclerótico (5).

Diferentes estudios han definido ciertosfactores de riesgo cardiovascular modificables(tabaquismo, hipertensión, hipercolesterolemia,obesidad, hiperinsulinemia, trombogénesis,etc.) y no modificables (edad, sexo, cargagenética, la personalidad tipo A, etc.) queinforman de la probabilidad de un individuoa sufrir un evento cardiovascular.

Además, hoy aceptamos que la enfermedadcardiovascular (ECV) es multifactorial y de basemultigénica donde la contribución de cada unode los genes implicados va a ser relativamentemodesta y donde muchas veces no se cuentacon alteraciones conocidas de ningún gen, sinocon presencia de factores inductores ambien-tales negativos. Por tanto, los cambios en laincidencia no pueden achacarse a razonespuramente genéticas (6), ya que éstasacontecen muy lentamente. Parece másdeterminante que se deban al envejecimientogeneral de la población y a los cambios en loshábitos de vida, el estrés y la dieta y lainfluencia que todos estos efectos tienensobre nuestro genoma.

Papel de la dieta en la prevención de la aterosclerosis

La relación entre dieta y aterosclerosis estámediada fundamentalmente por la influenciade aquélla sobre la composición de laslipoproteínas plasmáticas y el estrés oxidativo.

Sobre las implicaciones nutricionales que engeneral tienen las grasas y los aceites se hanvertido en muchas ocasiones informacionescontradictorias. Sin embargo, se ha llegado aun consenso y así instituciones internaciona-les como la American Heart Association(AHA) (7), la Sociedad Española de la Nutri-ción (SEN) y el Departamento de Nutrición dela Facultad de Farmacia de la UniversidadComplutense (8) han redactado informespara promover el consumo cardiosaludablede grasas. Entre ellas cabe destacar:

1. Limitar la ingesta de ácidos grasos satura-dos (AGS) y trans:

1.1. Los AGS son los principales compo-nentes de la dieta que regulan los nivelesde LDL-colesterol (LDL-C). Este objetivonutricional atañe en particular a losácidos láurico, mirístico y palmítico. Serecomienda que su ingesta sea inferior al7% de la energía total de la dieta.


1.2. Ácidos grasos trans. Su ingesta incre-menta los niveles de LDL, lipoproteína (a)y disminuye los de HDL. Se recomiendaque su ingesta no supere el 1-2% de laenergía total de la dieta.

2. Limitar la ingesta de alimentos ricos en coles-terol. El colesterol de la dieta incrementa losniveles de LDL-C aunque en menor medidade cómo lo hacen los AGS y los ácidosgrasos trans. Se recomienda el consumode no más de 300 mg de colesterol/día o de 100 mg/1.000 kcal.

La disminución del consumo de AGS y ácidosgrasos trans puede conseguirse consumiendociertos alimentos sin necesidad de reducir laingesta energética. Así, las reducciones deLDL-C que se producen suelen ser similares alsustituir los AGS por hidratos de carbono opor grasa insaturada. Además, ciertas fibrassolubles (p.e. avena, psillium, pectina y gomaGuar) reducen particularmente los niveles deLDL-C en individuos hipercolesterolémicos (9).

Numerosos estudios han asociado el consumode ácido oleico con la disminución de losniveles de LDL-C y el aumento de los nivelesde HDL-C (10-12).

Asimismo, se ha relacionado el consumo deácidos grasos poliinsaturados (AGP) ω-3 proce-dentes del pescado con una disminución delos triglicéridos y del riesgo cardiovascular (13).Además, los AGP ω-3, eicosapentaenoico(EPA) y docosahexaenoico (DHA), confierenefectos cardioprotectores más allá de lamejoría del perfil lipoproteico. Tales accionesimplican reducción de incidencia de muertesúbita, decrecimiento del riesgo de arritmia y tendencia reducida a la coagulaciónsanguínea y agregación plaquetaria (14, 15).Sin embargo, debemos mencionar que en unmeta-análisis de todos los estudios realizadoshasta el año 2002 publicado recientemente(16) en sujetos que ingerían durante más de 6 meses AGP ω-3 se concluyó que,

en términos generales, su consumo nodisminuye la mortalidad ni el riesgo de tenerECV (16). Estos resultados difieren de los de otro meta-análisis previo en el que serelacionaba la ingesta de AGP ω-3 con ladisminución del riesgo cardiovascular (17).Otros estudios (18,19) han postulado que elcociente del consumo de AGP ω-6/ω-3 es un buen predictor de ECV, aconsejándose uncociente ω-6/ω-3 de 4:1 ó 5:1 (14, 15, 20).

Además existen una serie de micronutrientesy antioxidantes que pueden prevenir o retardarla oxidación de las LDL, por lo que son factoresprotectores potenciales de aterosclerosis. Se incluyen dentro de este grupo de antio-xidantes: fibra, terpenoides, fitoesteroles,fitoestrógenos y vitaminas (21, 22).

Genes, dieta y aterosclerosis

El fenotipo de un individuo (y por tanto suestado de salud) es el resultado de interac-ciones entre el genoma y los factores desen-cadenantes (infecciones, estrés, traumatismo,nutrición y patrones de actividad física) quemodulan y afectan a la liberación celular de diferentes agentes de comunicaciónintercelular como neurotransmisores, neuro-hormonas, prostaglandinas, interleuquinas,etc. Este lenguaje celular actúa alterando laexpresión génica en diferentes lugares denuestra economía, modificando la síntesisproteica y por tanto la función de muchosórganos y sistemas.

Actualmente se ha introducido el concepto deedad molecular, mediante el cual puede afir-marse que uno es tan viejo o tan enfermo comolo es su transcriptoma (23). El transcriptomasería una medida de la respuesta individualdel genoma al ambiente. Un transcriptomaasociado a una célula sana joven o a unacélula enferma vieja puede ayudarnos aentender el entramado de una vejez sana yen todo caso mover a la gente hacia un finalideal: vejez sana.

1 2 9Importancia de la interacción dieta-genética en la prevención...Capítulo 7

La ECV es mucho más prevalente y de apari-ción más temprana en individuos que tienenmodificado su fenotipo (p.e. alteración en la concentración de marcadores de riesgocardiovascular: CT, LDL-C, triglicéridos,agregación plaquetaria, factores de la coagu-lación, etc.). Por tanto no parece descabelladoestudiar la posible implicación en tal fenotipode aquellos genes que estén implicados en la producción de dichos marcadores de riesgocardiovascular. Esta investigación de genescandidatos, presenta grandes limitaciones, ya que cada d ía se descubren nuevos polimorfismos potencialmente implicados yes imposible estudiarlos todos. A veces, lasmodificaciones son pequeñas, otras existeninteracciones entre varios genes o un individuopuede presentar un polimorfismo en el queexista una mutación protectora y otra induc-tora. No obstante, la susceptibilidad genéticapara desarrollar la ECV existe y se conocen algunos genes candidatos cuyos polimorfismosexplican parcialmente la mayor prevalenciade enfermedad en sus portadores.

Dieta y expresión génica

Numerosos modelos experimentales handemostrado durante las últimas décadas quelos AGP y en menor medida los monoinsatu-rados (AGM) son capaces de regular la expresióngénica, siendo los más estudiados aquellosgenes que codifican enzimas responsables de la lipogénesis y de la oxidación de ácidosgrasos.

Hoy sabemos que los AGP pueden actuardirectamente, o a través de sus metabolitos,sobre una familia de factores de transcripciónconocidos como PPARS, así como otrosfactores de transcripción (Sterol regulatoryelement binding protein o SREBP), HNF4, TR ylos receptores estrogénicos entre otros (24-26),modulando su actividad y/o niveles. Conse-cuentemente, estos factores de transcripcióninteraccionan con elementos cis en genesdiana regulando de esta manera su expresión.

Los SREBP regulan la integridad de lasmembranas celulares equilibrando la concen-tración de colesterol y AGS, AGM y AGP. Estos factores son liberados de la membranadel retículo endoplásmico por una proteínaactivadora denominada SCAP, provocando laactivación de genes que codifican enzimasimplicados en la síntesis de colesterol y ácidosgrasos (27). Hay que destacar el SREBP1 que regula en los genes del receptor de LDL(28), en el enzima hidroximetil-glutaril-CoAreductasa (HMG-CoA reductasa) (29), ácidograso sintasa (26), receptor scavenger de lasHDL (SR-B1) (30) y la proteína transferidorade colesterol esterificado (CETP) (31).

Los PPARs son factores de transcripción perte-necientes a la superfamilia de receptoresnucleares de hormonas y están involucradosen la regulación del metabolismo glucídico y lipídico, así como en la diferenciación deladipocito y en la respuesta inflamatoria. Los ligandos naturales de los PPARs sonácidos grasos, preferentemente AGP y susmetabolitos. Se dividen en varios grupos:

• PPARs-γ participa en la diferenciación deladipocito y en el acúmulo de grasa, por loque se expresa fundamentalmente entejido adiposo (32).

• PPARs-α participa en el control metabó-lico de la oxidación de ácidos grasos encombinación con el cofactor CSR (33). Se ha relacionado un aumento de laconcentración de AGP con la activación del PPARs-α originando un aumento de laβ-oxidación mitocondrial, así como estimu-lación de la proteína transportadora de AG y de la acil-CoA sintasa (34). Ademásestimula la síntesis de apo AI, apo AII, lo que determina un aumento de los nivelescirculantes de HDL, así como de los genesde lipoprotein lipasa (LPL), apo CII, que encombinación con un descenso de la apo CIIIinduce una disminución en los niveles detriglicéridos (35).


Otro ejemplo interesante es el caso del efectodel cafestol sobre el receptor de LDL (21). El incremento de colesterol sérico en sujetosconsumiendo cafestol puede ser hipotética-mente explicado por un efecto primario delcafestol sobre la vía metabólica del SREBP.Los esteroles inducen “cleavage” proteolíticodel dominio terminal del -NH2 del SREBP. Estedominio subsecuentemente se une a secuenciasespecíficas del ADN modulando la transcripciónde ciertos genes relacionados en el metabo-lismo lipídico como los genes del HMG-CoAreductasa, lipoprotein lipasa (LPL) y del receptorde LDL (21). Se han propuesto varias hipótesispor las que el cafestol podría incrementar las LDL(Figura 1, página 132): i) El cafestol modularíael pool de colesterol libre en el hepatocitoactuando sobre el SREBP e inhibiendo laactividad del enzima acil CoA:colesterolaciltransferasa (ACAT), y por tanto la conversióndel colesterol libre en colesterol esterificado,aunque esto último aún no ha sido deter-minado (36); ii) El cafestol podría inhibir laactividad del enzima colesterol 7α-hidroxilasa,un enzima limitante de la conversión decolesterol en ácido cólico, ya que aunque noafecta la formación de ácidos biliares en célulasHepG2 (36), sí decrece la masa de producciónde ácido biliar en los hepatocitos de formadosis-dependiente. Así, el colesterol que llegaraal hígado sería directamente exportado deeste órgano como componente de VLDL2 incre-mentándose en estas partículas el cocientecolesterol esterificado/triglicéridos. Estas VLDL2

son rápidas y eficientemente convertidas enLDL (37). Por otro lado, se ha señalado que el cafestol disminuye casi un 40% los nivelesde ARNm para el receptor LDL en ratonestransgénicos E*3-Leiden (38) explicando un mecanismo complementario de los efectoshipercolesterolemiantes del cafestol, vía SREBP.

De forma similar se ha propuesto que los AGSson sustratos que esterifican pobremente elcolesterol incrementando el pool de colesterollibre a través de disminuir la actividad ACAThepática (39).

Sin embargo, los AGM y AGP, serían buenossustratos para dicha esterificación incre-mentando el pool de colesterol esterificadoposiblemente a través de estimular la actividaddel enzima hepático ACAT (39) (Figura 1b,página 132). Este proceso estaría ligado igualque en el cafestol al factor de transcripciónSRBEP. A su vez, el tamaño del pool colesterollibre sería un regulador de la expresión génicadel ARNm del receptor para LDL. Por tanto,los AGS inhibirían la expresión del receptorpara LDL y contribuirían a elevar los nivelesplasmáticos de LDL-C. El efecto contrario seobservaría para los AGM (como el oleico) o los AGP (como el linoleico).

En la Figura 2-página 133 se presenta unesquema integrador de los procesos mediantelos cuales los ácidos grasos ω-3 modulan laexpresión de diferentes factores (NO, citoquinas,prostaglandinas, etc.) de gran importancia enla protección cardiovascular (40).

Polimorfismos genéticos más comunesrelacionados con la variabilidad derespuesta a la dieta

El desarrollo de las ECV es consecuencia de lainteracción compleja entre factores genéticosy ambientales, entre los que la dieta posee unimportante papel. Numerosos estudios avalanla hipótesis de que el efecto de la dieta sobrelas ECV se encuentra enmascarado por lavariabilidad genética de cada individuodando lugar a efectos de muy diversa índole(41, 42). Así pues, si profundizamos en elconocimiento de las inter-acciones dieta-genespodremos por un lado, profundizar en elconocimiento de la patogénesis de las ECV; y por otro, llevar a cabo intervenciones dieté-ticas y recomendaciones personalizadasteniendo en cuenta los factores genéticos.

Hasta el momento se han completado unnúmero limitado de estudios sobre la inter-acción gen-dieta, debiendo resaltarse losresultados del estudio Framingham (43-46).



FIGURA 1 | Mecanismo propuesto para explicar el diferente efecto de los ácidos grasossaturados y el cafestol respecto a los ácidos grasos insaturados sobre el colesterol (LDL-colesterol). En el esquema aparecen dos pooles hepáticos de colesterol. El libreactuaría como pool regulador de la expresión génica a través del SREBP. El poolesterificado como pool de reserva. Un aumento del pool regulador implicaría una menorformación de receptores para LDL-C y menor síntesis de endógena de colesterol (inhibición dela hidroxi-metilglutaril-CoA reductasa). El efecto contrario se observa para una disminución deltamaño del pool regulador.

Figura 1a. Los ácidos grasos saturados son mal esterificantes de colesterol por lo que el colesterol que entra al hígado quedaría como colesterol libre, desencadenando una cadenade acontecimientos que llevarían a elevar la colesterolemia. De forma equivalente el cafestolllevaría a inhibir la expresión de receptores. Se ha propuesto (no mostrado en el esquema) que el cafestol al inhibir la formación de ácido cólico a partir del colesterol libre contribuiríaa elevar el pool de colesterol libre.

Figura 1b. Los ácidos grasos insaturados esterifican bien al colesterol libre contribuyendo a disminuir el pool regulador con lo cual se mantiene elevada la expresión de la proteína delreceptor para LDL.Adaptado de de Ross et al. (36) y Dietschy et al. (39)

COLESTEROLÁcido Palmítico

COLESTEROLÁcido Oleico o Linoleico

Colesterollibre

Colesterolester

++--

Colesterollibre

Colesterolesteri-ficado

mRNALDLR

LDLLDLLDLLDL

LDLLDLLDLLDL

LDLLDLLDLLDL

mRNALDLR

LDLLDLLDLLDL

ACATACAT

�HMGCoAreductasa

�� SREBPSREBP--

--

++++

CafestolCafestol

ACATACAT

SREBP

--

VLDL2 LDL

Figura 1a Figura 1b

Hay otros dos estudios importantes enmarcha, el Predimed (47) en España y elMedi-RIVAGE (48) en Francia, pero aún nohan publicado sus resultados. La informaciónmás abundante sobre la interacción genéticadieta-ECV se refiere a los genes APO AI(43,49-52), APO E (53-64) y APO AIV (67-69)que se resume en la Tabla 1-Página 134-135. En ella se recogen estudios clásicos y relevantes.No obstante comentaremos brevementealgunos aspectos en los que están implicadosdichos genes.

Gen APO-AI: La apolipoproteína (apo) AI esla apo mayoritaria de las HDL. Altos nivelesde apo A1 se han relacionado con un menorriesgo de ECV (65). En los humanos, el genAPO A-1 está junto a los genes de la APO AIVy la APO C3 en el brazo largo cromosoma 11(66). Existe en la región reguladora en posición -75 pdb y muy cerca del sitio de iniciode la transcripción un polimorfismo debido ala sustitución de A por G (66). La presenciade la mutación A→G se asocia normalmentecon valores incrementados de HDL-C (66).


FIGURA 2 | Mecanismo mediante el cual los ácidos grasos insaturados n-3 o sus metabolitosmodulan mecanismos antioxidantes, antiinflamatorios, inmunes. Los ácidos grasos poliin-saturados n-3, modifican la fluidez y permeabilidad de membrana. Esto implica que mensajesprocedentes de células vecinas pueden activar una cascada de procesos celulares que llevan ala activación de factores de transcripción, los cuales a su vez inducen la expresión de diferentesgenes que sintetizan proteínas con diferentes funciones. Adaptado de Miles y Calder (40).PPAR: receptor activador proliferación de peroxisomas; NFAT: factor transcripción nuclearcélulas T activadas; NFκB: Factor Nuclear kappa B; RE: elemento de respuesta.

Factores transcripciónNF��B, NFAT, PPAR

Genes de citoquinasGen de receptor de citoquinasGen de moléculas de adhesiónGen de óxido nítrico sintasaGen de ciclooxigenasaOtros genes

n-3 PUFA

Fosfolípidos de

membrana

Señal de cascada

RERNAm

Proteína

Inserción

Funciónintracelular

Secreción

Fluidez de membrana

n-3 PUFAEicosanoides


Tabla I. Características y resultados de algunos de los estudios más representativosdonde se analiza la interacción de los polimorfismos más prevalentes en los genes

APO AI, APO E y APO AIV con la dieta

APOAI

Xu et al. (49)

López Mirandaet al. (50)

Carmena-Ramónet al (51)

Mata et al. (52)

Ordováset al. (43)

APO E

Tikkanenet al. (53)

Savolainenet al. (54)

Manttariet al. (55)

López-Mirandaet al. (56)

Dreon et al. (57)

Clifton et al. (58)

Zambónet al. (59)

204 niños italianos (8-11años)

50 hombres jóvenesespañoles

69 hombres y mujeresespañoles heterocigotospara FH

50 hombres y mujeres

755 hombres y 822mujeres


44 hombres y mujeressanos de mediana edad

117 hombresdislipémicos. PlaceboHelsinki Heart Study)


102 hombres normales

120 hombres y mujeresnormolipidemicas

122 mujeres y hombreshipercolesterolémicos(27, 48, 47)

Intervención dieta (Bajagrasa y colesterol)

Intervención dietética(Baja grasa. Alta MUFA)

30% grasa, 10%En comoAGS y 300 mg colesterolvs. Dieta NCEP I

28 días dieta rica en AGS(17%En); 28 días dietarica en AGM (22%); 35días dieta rica en AGP(13% En)

Estudio de Framingham

Alta grasa-alto colesterolvs. Baja grasa altaPUFA/SUFA. Controlado

Baja grasa-pobrecolesterol vs. alta engrasa y colesterol.Controlada.

Dietoterapia, consejo

Alta grasa-alto colesterolvs. Baja grasa y bajo colesterol.Controlado

Alta grasa vs. Baja grasa

Baja grasa bs. Baja grasa+ dos suplementos (unoalta grasa alto colesterol;el otro libre de grasa

Alta en MUFA vs. Baja engrasa.

El alelo A se asoció con niveles máselevados de CT, LDL-C, apoB y apoA1sobretodo en chicos. No interaccióndieta-genética.

Después del consumo de MUFA seobservó incremento en LDL-C en G/A,pero no en individuos G/G

Los FH con alelo A tenían nivelesbasales más bajos de TC, LDL-C y apoBpero responden a dieta LF conreducciones similares en TC y HDL-Ccomparados con homocigotos para elalelo G

Tras la ingesta de la dieta rica en AGP y respecto de la dieta rica en AGS, lasmujeres heterocigotos AG para apoAIpresentaban un mayor CT y unadisminución de los niveles de LDL-C

Cuando la ingesta de PUFA era menora un 4% de la dieta total las mujeresportadoras de G tenían valores mayoresde HDL-C que las mujeres A. Cuando el aporte de AGP a la dieta era superiora un 8% las mujeres portadoras de Atenían valores mayores de HDL-C quelas G

Significativo efecto de APOE en losniveles de lípidos del plasma. Mayoresreducciones de CT en Apo E4

El cambio absoluto y relativo de las dosdietas fue igual en E3 y E4

Los niveles basales fueron semejantes en los diferentes alelos. E4 mayoresreducciones en colesterol total y LDL-C

En E4 las reducciones de LDL-C fueronmás elevadas

La reducción de LDL-C fue más elevadaen sujetos con el E4

La reducción de LDL-C fue más elevadaen los hombres con E4

El fenotipo apoE no fue un predictorsignificativo de la respuesta


Tabla I. Características y resultados de algunos de los estudios más representativos donde se analiza la interacción de los polimorfismos más prevalentes en los genes APO AI, APO E y APO AIV con la dieta

APO E

Lefevre et al. (60)

Pasagian-Macaulayet al. (61)

Dixon et al. (62)

Loktionovet al. (63)

Weggemanset al. (64)

Sánchez-Munizet al. (71)

APO AIV

Mata et al. (67)

Jansenet al. (68,69)

103 hombres y mujeres(11, 57, 35)

488 mujeres sanas (71,288, 120) 9 E2/E4

125 niños 4 años(6, 94,25)

65 hombres y mujeressanas 20-73 años(7,45,13)

530. Combinación deestudios.

202 hipercolesterolémicos

93 hombres y 60 mujerespostmenopáusicas

41 individuos sanos

Alta en grasa-alto encolesterol vs. AHA paso Ivs. baja en grasa baja encolesterol. Controlada.

Intervención baja grasa.

Intervención dietéticabaja grasa.

Té (6 bolsitas de ténegro/d) y placebo,cruzado (agua cafeína,leche, azúcar)

214 individuos: grasasaturada; 82: grasa trans;108 colesterol dietético;120 cafestol

Margarina confitosteroles (dos niveles)vs. Margarina sinfitosteroles. Controlado

2 dietas: una dieta NCEP-1 y una dieta típicaamericana rica en grasasaturada.

3 dietas durante 4semanas cada una: unarica en AGS, una NCEP-1y otra rica en AGM

l fenotipo apoE no fue un predictorsignificativo de la respuesta

La magnitud del cambio en colesterol y LDL-C no dependió del genotipo deAPOE

La magnitud del cambio en colesterol y LDL-C no dependió del genotipo deAPOE

Beber té se asoció con disminución deHDL-C en E3/E3 así como disminuciónde los triglicéridos y PAI-1 en E2/E3

La respuesta a grasa saturada fue 0,08 mmol/L más alta en portadores E4que en E3/E3. La respuesta a cafestolfue 0.11mmol/L más baja en y LDL-Cno dependió del genotipo de APOE. La respuesta a colesterol en dieta o a grasa trans fue similar para losdiferentes APOE

La respuesta a placebo incrementa CT y LDL-C en APOE2 que en APOE3 y tiende a ser mayor en varones. Las mujeres APOE4 el CT y LDL-C no descienden significativamenterespecto a basal.

Los individuos APOAIV*2 teníanuna respuesta disminuida de cambiosen la LDL-C y disminución de HDL-Cen una terapia consistente en reducirla grasa total y el colesterolpara AGS y AGM.

– Después de la dieta saturada losindividuos APOAIV*2 tuvieron unmayor descenso de HDL-C y apoAI. El cambio de la dieta NCEP-1 por la deAGM resultó en incrementos en HDL-Cy apoAI en relación con los APOAIV*1.Esto sugiere que los APOAIV*2 seríanlos individuos diana para una terapiacon AGM (68).– Los individuos 347Ser presentaban un mayor descenso en el CT, LDL-C yapoB que los homocigotos 347Thr trasla dieta NCEP1. De forma similar, el cambio a la dieta rica en AGMresultó en un mayor incremento deLDL-C y Apo B (69)

Muy interesantes son los resultados encon-trados recientemente por Ordovás et al (43)que relacionan el consumo de AGP, la mutaciónpara APO AI y los niveles de HDL-C (Tabla I).

Gen APO E: La Apo E es una Apo presenteen los quilomicrones, VLDL, IDL y HDL. Unadeficiencia de dicha Apo implica acúmulo deremanentes de quilomicrones y alteración enel aclaramiento de lipoproteínas ricas entriglicéridos conteniendo apoB48 y apoB100.Las variaciones genéticas del locus de la APOE dan lugar a tres alelos comunes E*4, E*3 y E*2. Los niveles de LDL-C y de ApoB sonmás elevados en individuos E4, intermediosen aquéllos con la isoforma E3 y más bajos en los E2 (66).

La variabilidad de respuesta a la dieta parecetener un componente importante en los poli-morfismos de la APO E (66). Así los niveles decolesterol se elevan más en respuesta a dietasricas en colesterol y grasa saturada en losindividuos E4. Estos datos sugieren a su vezque los niveles elevados de LDL-C apareceríanen individuos E4 sólo al consumir dietasaterogénicas, mientras que una dieta vegeta-riana daría niveles normales de colesterol entales individuos y otra aterogénica daría nivelesprácticamente normales en individuos E2.Los estudios más importantes se resumen enla Tabla I.

Gen APO AIV: La función precisa de la Apo AIVno se ha definido aún con precisión, aunquese piensa juega un papel importante en laabsorción de grasa y la síntesis y aclaramientode los quilomicrones (66).

La mutación más común acontece a nivel360 mediante la sustitución de glicina porhistidina lo que implica dos isoformas,ApoAIV*1, la más abundante, y ApoAIV*2.Adicionalmente se ha observado que losindividuos con la isoforma apo AIV*1 puedenpresentar una mutación relativamentefrecuente (Treonina 347→Serina) (66).

Los resultados más interesantes se resumenen la Tabla I.

La información combinada para Gln360 → Hisy Thr347 → Ser sugiere la respuesta de LDL-Ca cambios en la grasa dietética en el siguienteorden: 347Ser/360Gln > 347Thr /360Gln >347Thr/360His. El incremento de la entradaal hígado de colesterol reprimiría la expresiónde receptores para LDL con el consiguienteincremento de LDL-C. Por tanto, una dietarica en grasa saturada produciría un mayorincremento en LDL-C en los portadores de347Ser (66) (Tabla I).

El consumo de fitosteroles ha demandadoenorme interés en las últimas décadas debidoa sus efectos reductores de la absorción decolesterol (22). Sin embargo, la variabilidaden la respuesta es amplia y posiblementerelacionada con diferencias en la absorciónde colesterol. Muchos estudios han analizadola interacción del tratamiento con fitosteroles ygenes. En términos generales los trabajos deMensink et al. (70) señalan que no existe unainteracción significativa entre fitosteroles ypolimorfismos de genes clásicos (APO E, APOAIV, CETP), con lo que todos los individuosserían buenos candidatos para la terapiahipocolesterolemiante con fitosteroles (70).Nuestro grupo ha estudiado la posible inter-acción en población hipercolesterolémica demutaciones de genes candidatos sobre losefectos hipolipemiantes de los fitosterolesañadidos en margarinas en el marco de una dieta paso I NCEP. Los portadores de lamutación en la APO AIV347 (fundamental-mente los hombres) tendieron a ser menossensibles al tratamiento con los fitosteroles;las mujeres sin mutación incrementaron máslos niveles de HDL-C por el tratamiento (71)(Figura 3).

A continuación se resumen algunos datos deestudios donde se analizan genes candidatosmenos estudiados.


Gen PPAR-A: presenta un polimorfismo enla posición 162 debida a la sustitución de unaleucina por una valina. Tai y col. (46) en elestudio Framingham estudiaron la relaciónentre la ingesta de grasas y el polimorfismoL162V. Se vio que los individuos 162V queingerían menos de un 4% de AGP presen-taban mayores valores de triglicéridos (28).Sin embargo, cuando se ingería una dietacon más de un 8% de AGP los portadores162V tenían valores menores de triglicéridosque los homocigotos L (28). Además esteefecto era igual para AGP-ω3 y ω6 (46).

Gen Lipasa hepática. Esta enzima hidrolizalos fosfolípidos y los triglicéridos de todas laslipoproteínas, pero en especial de las HDLmaduras (72). Presenta un polimorfismo en laregión reguladora en posición -514 debida auna sustitución de C por T. Se ha relacionadopreviamente que los portadores de T presentanmenores niveles de lipasa hepática, y mayoresconcentraciones de HDL-C y en particular delas HDL-C grandes (73). Sin embargo, fueronOrdovás et al. (44) con los individuos delestudio Framingham los que encontraronuna interacción gen-dieta y niveles de HDL-C.


FIGURA 3 | Efecto del consumo de margarinas conteniendo fitosteroles sobre el colesteroltotal, LDL-C y HDL-C. Se comparan los efectos frente a placebo en hombres y mujeres quepresentan o no mutación para el gen APO AIV (variante 347 T→S).Adaptado de Sánchez-Muniz (71).

-12

-8

-4

0

4

8

Placebo Esteroles Placebo Esteroles Placebo Esteroles Placebo Esteroles Placebo Esteroles Placebo Esteroles

AIV TT AIV TS+SS

mg/dL

Mujeres Hombres

Colesterol LDL-colesterol

Mujeres HombresMujeres Hombres

HDL-Colesterol

Así pues los portadores del alelo C→Tpresentaban valores mayores de HDL-C cuandoingerían una dieta cuyo aporte graso erainferior al 30% del total energético; sinembargo, presentaban niveles más bajos deHDL-C cuando el aporte de grasas suponíamás de un 30% de la energía (44). Los efectosse observaron fundamentalmente para dietasricas en AGS y AGM, pero no para dietas ricasen AGP (44). Cuando se agruparon los AGS yAGM y se estudiaron en función de su origen,se encontró que la grasa animal era la queproducía esta interacción significativa (44).

Gen APO A5: La apo A5 se encuentra unidaa las HDL, pero se cree que es transferida a lasVLDL y se ha relacionado con el metabolismo delos triglicéridos (74). Presenta 5 polimorfismos-1131T>C, -3>G, 56C>G, IVS3+476G>A, y 1259T>C, pero entre ellos cabe destacar -1131T>C y 56C>G por ser independientes.Lai et al. (45) estudiaron la posible interacciónde estos dos polimorfismos independientes y la grasa de la dieta en los individuos delestudio Framingham. Obtuvieron una inter-acción AGP-polimorfismo -1131T>C para losniveles de triglicéridos en ayunas, partículasremanentes y el tamaño de las VLDL y LDL,pero no para el polimorfismo 56C>G (45).Además este efecto era dosis dependiente,es decir que aquellos individuos -1131C quetomaban más de un 6% de AGP en la dietapresentaban valores mayores de triglicéridosen ayunas y de partículas remanentes (45).Además en los individuos -1131C presentabanVLDL mayores y LDL menores conformeaumentaba el aporte de AGP (45). Por otrolado, se estudiaron por separado el efecto delos AGP-ω3 y ω6, se vio que la interaccióngen-dieta ocurría sólo para los ω6 (45).

Gen ADH. Los isoenzimas de la alcoholdeshidrogenasa (ADH) son codificadas por el gen ADH1, ADH2, ADH3 y oxidanetanol y otros alcoholes (75). ADH2 y ADH3tienen polimorfismos que producen isoen-zimas con distintas propiedades cinéticas.

En la población caucasiana los polimorfismosde la ADH3 son comunes (40-50%). En el locusde la ADH3, el alelo γ1 difiere del γ2 en dosaminoácidos en las posiciones 271 y 349. Estudios farmacocinéticas muestran 2,5 vecesmayor oxidación del etanol en los homo-cigotos γ1 que en los homocigotos γ2 (75).

Los resultados de Hines et al. (75) en hombres(396 pacientes y 770 controles) señalan queel consumo moderado de alcohol se asociócon una disminución del riesgo en los 3 grupos(γ1γ1, γ1γ2, γ2γ2). No obstante los másbeneficiados fueron los γ2γ2 que consumíanal menos 1 bebida/día y tuvieron un riesgorelativo de 0,14 respecto a los γ1γ1 que bebíamenos de 1 bebida/semana. Respecto a laHDL-C no se observaron diferencias entre losγ1γ1, γ1γ2, γ2γ2 que bebían <1bebida/día,pero los portadores del alelo γ2 que bebían>1 bebida/día tuvieron niveles más elevadosde HDL-C que los γ1γ1. Dado que la ADHmetaboliza etanol y no otros compuestosminoritarios de las bebidas alcohólicas, debeaceptarse que las diferencias en la metaboli-zación del etanol son responsables de lasdiferencias en el riesgo relativo.

GEN LFABP (proteína hepática de unión a ácidos grasos): Se estudió en más de 600 individuos canadienses la relación entreel polimorfismo T94A, los niveles de apoB y laingesta de grasa en la dieta (76). Se vio, quecuando no se tenía en cuenta el efecto de laingesta de grasa no existía relación entre el polimorfismo de LFABP y los niveles de apoB (76). Sin embargo, cuando se introducíael efecto de la grasa en el modelo, lasconcentraciones de apoB eran explicadas en parte por el polimorfismo (76). Cuando seingiere una dieta rica en grasa los individuoshomocigotos T94 tenían valores más altos deapoB que los portadores de A94 (76).

Gen PON1: La paraoxonasa (PON1) es unenzima que está unida a las HDL y se creeinhibe la oxidación de las LDL y de las HDL (77).


Presenta 3 actividades enzimáticas: paraoxo-nasa, arilesterasa y lactonasa, habiéndoserelacionado bajos niveles de las dos primerascon un mayor riesgo de tener una ECV (77).El gen se localiza en el cromosoma 7 y poseedos polimorfismos en la región codifica-dora en la posición 55 por la sustitución deleucina (L) por metionina (M), y en la posición192 por la sustitución de arginina (R) porglutamina (Q) (77).

Existen pocos estudios que se analizan laposible regulación genética de los polimor-fismos de la PON1 sobre el efecto del consumode un determinado alimento o dieta enhumanos. Tomás et al. (78) en un estudioretrospectivo con 654 hombres, relacionaronque el alto consumo de ácido oleico estabaasociado con altos niveles de HDL-C y actividadparaoxonasa en los individuos portadores delalelo PON1-192R.

Bub et al. han estudiado el efecto de unadieta rica en zumo de tomate en hombressanos ancianos (79) y jóvenes (80). A 50ancianos sanos se les dividió en 2 grupos: la mitad bebían agua mineral y la otra mitad zumo de tomate. Se observó que a las 3 semanas de ingerir el zumo de tomatese reducía el grado de oxidación de las LDL en los individuos PON1-192R (79). El mismoefecto fue obtenido en los individuos jóvenes (80).

Rantala et al. (81) han analizado reciente-mente la interacción entre la dieta y los dospolimorfismos de la región codificadora de laPON1, el PON1-L55M y el PON1-Q192R es el de. Durante dos periodos experimentalesde 5 semanas cada uno, 37 mujeres sanasrecibieron una dieta rica en vegetales y otradieta pobre en estos alimentos. Entre ambashubo un periodo de lavado de 3 semanas.Tras la ingesta de la dieta rica en vege-tales disminuyeron significativamente el CT y e l t ranspor tado por las HDL y LDL , la Apo A1 y la actividad paraoxonasa (81).

Además, la disminución de la actividadparoxonasa fue mayor en las mujeres quetenían la mayor actividad paraoxonasa basal portadoras del genotipo PON1-192R y PON1-L55.

Nuestro equipo de investigación estudió laposible interacción entre los polimorfismosPON1-Q192R y L55M y la ingesta de uncárnico funcional conteniendo nuez en 23 individuos con riesgo cardiovascular incre-mentado (82). Encontramos una interaccióndieta-polimorfismo para los niveles de l ipoperóxidos (LPO) y el pol imorf ismo PON1-Q192R, así como para la actividad arilesterasa y el polimorfismo PON1-L55M(42). Los niveles de LPO disminuyeron a las 5 semanas de ingerir el cárnico con nuez enlos individuos PON1-192R, mientras la actividadarilesterasa disminuyó a las 5 semanas en los individuos PON1-55M (82) (Figura 4,página 140).

Gen MnSOD: El estrés oxidativo está relacio-nado con la patogénesis de la aterosclerosis,de tal forma que ciertos antioxidantes podríanmejorar la función endotelial en pacientescon riesgo incrementado, pero eso no ha sidocorroborado en estudios puramente observa-cionales. Debido a esto, algunos estudios han investigado el papel de los enzimasantioxidantes. Entre ellos destaca la SOD, la cual cataliza la dismutación de radicalesreactivos al anión superóxido a peróxido de hidrógeno. Se han definido 3 SOD enmamíferos: MnSOD en las mitocondrias,CuZnSOD en el citosol y SOD extracelular (83).Experimentos con animales knockout sugierenfuertemente que la MnSOD juega papelimportante en la resistencia antioxidante deórganos vitales (83,84). Un polimorfismo de un solo aminoácido (Ala→Val) en la posi-ción 16 a partir del origen de la secuencia señalo 9º aminoácido a partir del primer aminoácidode la proteína madura se ha sugerido cambiala estructura secundaria de la MnSOD y por tanto la “diana” mitocondrial del enzima.


Los resultados en ratones utilizando precursoresde MnSOD (proteínas quiméricas) señalan quelos Ala generan 30-40% más de compuestoactivo matricial que permite importar en lamatriz más MnSOD (84). La sobreexpresiónde MnSOD protege a los ratones transgénicoscontra la isquemia miocárdica y revertir ladisfunción endotelial en carótidas de conejossin cambios ateroscleróticos (85).

Gotlieb et al. (83) estudiaron 252 sujetos (70 hombres y 182 mujeres, edades 54-85años) y consideraron 82 individuos con alto nivel de LDLox (>0,5 nmol/mg apo) y 170 con bajos niveles (<0,5nmol/mg apo).

Los individuos fueron genotipados para polimorfismos de los genes APO E y MnSODAla16Val.

La comparación de frecuencias de polimorfismode MnSOD entre los sujetos con alto LDL-oxrespecto a los bajos LDL-ox mostró un incre-mento de los AA dentro del grupo LDLox elevado. Los niveles de LDLox en AV+VV fueron más altos. La distribución genotípicade APOE no difirió entre los individuos con LDL-ox elevado o bajo. El análisis multivariantemostró que la diabetes y el polimorfismoAla16V fueron factores independientes asociados con altos niveles de LDLox.


FIGURA 4 | Interacción GEN PON-1 y consumo de cárnico con nueces en sujetos con factoresde riesgo sobre la actividad arilesterasa y la concentración de lipoperóxidos (LPO).

Figura 4a. Influencia del polimorfismo PON1-L55M sobre la actividad arilesterasa después de 5 semanas con cárnico control (CC0_CC5) o cárnico con nueces (CN0_CN5).

Figura 4b. Influencia del polimorfismo PON-1Q192R sobre los lipoperóxidos (LPO) después de 5 semanas con cárnico control (CC0→CC5) o cárnico con nueces (CN0→CN5).Adaptado de Nus y col. (82).

LM+MMb*LLa

Act

ividad

arile

ster

asa

(U/L

)

80

60

40

20

0

CN0CN5CC0CC5

*

QR+RRb*QQa

LPO (um

ol/L

)

8

6

4

2

0

-2

CN0

CN5

CC0

CC5

*

Figura 4

Conclusiones

La variabilidad de respuesta a la dieta en loshumanos y animales de experimentación seexplica por la presencia de diferentes muta-ciones en genes candidatos. El conocimiento denuestro genoma y de la existencia de diferentespolimorfismos e interacciones entre los genes y elambiente, permitirá aplicar en un futuro próximocon garantía de éxito dietas personalizadaspara la prevención y el tratamiento de ECV.

Agradecimientos

Al profesor Ordovás por sus enseñazas y estu-dios en el campo de la nutrición y la genética.Los autores agradecen además la financiaciónde los proyectos Lipton studies 1067 y 1234 “Genetics of response to phytosterolconsumption” y los Proyectos del Plan NacionalAGL-2001-2398-C03-03 y AGL 2005- 07204-C02-01/ALI y la beca predoctoral de M. Nus.

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Capítulo 8

Metabolismo del tejido adiposoy sensibilidad insulínica en la gestación

1 4 7

Resumen

Durante la primera mitad de la gestación lamadre acumula grasas, que juegan un papelimportante en la segunda mitad, en la que se produce un acelerado catabolismo quecontribuye activamente a sustentar el rápidocrecimiento del feto. Un aumento en lasensibilidad a la insulina durante la primeramitad de la gestación y una resistencia insulínicadurante la segunda mitad son responsablesde esos cambios que tienen lugar en el meta-bolismo del tejido adiposo materno a lo largode la gestación. La resistencia a la insulina al final de la gestación está mediada por una disminuida fosforilación en residuos detirosina de las proteínas IR, IRS-1, Akt y ERK 1/2 de la cascada de señalización a lahormona y por una aumentada fosforilaciónen serina del IRS-1. Durante la gestación, eltejido adiposo de la madre juega un papelimportante como reserva de ácidos grasospoliinsaturados (PUFA) derivados de la dieta.Gracias a la activa lipólisis del tejido adiposo,estos PUFA llegan a ser accesibles al fetoincluso en periodos en los que la ingesta seencuentra disminuida. La malnutrición de lamadre durante la primera mitad de la gestaciónimpide el acúmulo de sus grasas corporales ycompromete el normal desarrollo del feto,

con consecuencias en el adulto, que se mani-fiestan con una acelerada resistencia a lainsulina con la edad, que predispone aldesarrollo de diabetes.

Introducción

El aumento de la masa del tejido adiposo es unacaracterística de la gestación normal, lo cual seha observado en la mujer (1) y en la rata (2),y corresponde preferentemente a un aumentoen el tamaño de los adipocitos más que a lahiperplasia del tejido adiposo (3). Este efectotiene lugar principalmente durante la primeramitad de la gestación (2), en que el incrementodel peso del embrión o del feto es escaso, por loque el exceso de nutrientes derivados de lahiperfagia materna se dirige preferentementeal acúmulo de grasas de depósito en los tejidosmaternos. Sin embargo, en el último tercio dela gestación, en que el ritmo de crecimientodel feto es máximo, los depósitos grasos de lamadre no continúan acumulándose, sino queincluso tienden a disminuir (2). Este cambiobifásico de los depósitos grasos a lo largo dela gestación juega una importante función en la nutrición fetal, ya que cuando no seproduce, como ocurre en condiciones demalnutrición de la madre (4) o por alteracionesendocrinas (5), el crecimiento del feto es menor.

Metabolismo del tejido adiposoy sensibilidad insulínica en la gestaciónEmilio HerreraDepartamento de Bioquímica, Biología Molecular y Celular.Facultades de Farmacia y Medicina. Universidad San Pablo-CEU. Madrid

Capítulo 8

Por tanto, es importante analizar los cambiosque ocurren en el metabolismo de la madre y los factores que lo controlan, entre los que cabe destacar a la insulina. De hecho, lainsulina es la hormona más activa controlandoel metabolismo del tejido adiposo, y a lo largode la gestación se producen cambios tantoen su concentración como en su sensibilidad.

Cambios metabólicos en tejidoadiposo y respuesta a la insulina

Lipogénesis y glicerogénesis

La glucosa es el principal sustrato que utilizael tejido adiposo para la síntesis de ácidosgrasos (lipogénesis) y del glicerol de los glicé-ridos (glicerogénesis). Las formas activas delos ácidos grasos y del glicerol, los acil-CoA y el glicerol 3-fosfato, se esterifican para lasíntesis de los triacilgliceroles (TG), tambiéndenominados triglicéridos. Los TG constituyenmás del 90% de los lípidos acumulados en el tejido adiposo. Como se muestra en laFigura 1, en tejido adiposo de la rata “in situ”, la conversión de glucosa en ácidos grasosesterificados y en glicerol de glicéridos en tejido adiposo aumenta enormemente

en mitad de la gestación, para disminuir ensu última etapa, aunque incluso poco antesdel parto, el cual tiene lugar al día 21.5, estasdos vías metabólicas siguen produciéndose amayor actividad que en las ratas no-gestantes(Figura 1).

Tanto la lipogénesis como la glicerogénesis a partir de glucosa en tejido adiposo sonactivadas por insulina, de forma que loscambios en la sensibilidad de la insulina quetienen lugar a lo largo de la gestación, puedenafectar de forma importante a estas vías. De hecho, nosotros hemos observado previa-mente que de una forma dependiente de ladosis, en adipocitos de ratas en los primerosdía de la gestación (día 7), la insulina estimulala síntesis de ácidos grasos y de glicerol deglicéridos con mayor intensidad que en los deratas no-gestantes (6). Sin embargo, cuandose trata de adipocitos procedentes de ratasde 20 días de gestación, el efecto de la insulinaes significativamente menor que en las ratasno-gestantes (6). Así pues, se produce unaumento de la respuesta a la insulina durantela primera fase de la gestación, mientras quehay una clara resistencia a la hormona en elúltimo tercio de la gestación.


FIGURA 1 | Síntesis de ácidos grasos esterificados (A) y de glicerol de glicéridos (B) a partir deglucosa por tejido adiposo periuterino “in situ” de rata a distintos días de gestación. Detallesmetodológicos descritos en la ref. (25).

GLICEROL DE GLICÉRIDOS

0

50

100

150

200

250

300

Días de gestación

nmol

/min

xg

0 211912

*

***

***

B)ÁCIDOS GRASOS ESTERIFICADOS

0

10

20

30

40

50

60

Días de gestación

nmol

/min

xg

0 211912

***

***

*

A)

Figura 1

Actividad lipoproteína lipasa

Los TG plasmáticos que se encuentran aso-ciados a lipoproteínas ricas en ellos (laslipoproteínas de muy baja densidad, VLDL, y los quilomicrones) constituyen también unafuente importante de TG en el tejido adiposo.Ello ocurre gracias a la actividad lipoproteínalipasa (LPL) presente en el endotelio de loscapilares sanguíneos, que hidroliza a esos TGcirculantes, y los productos correspondientes,ácidos grasos libres (FFA) y glicerol, son captadospor el tejido para su posterior conversión en susformas activas y subsecuente re-esterificaciónen la síntesis de TG. La utilización de esta víapara los FFA ha sido reconocida ampliamenteen tejido adiposo. Sin embargo, desde haceaños se conoce que en este tejido, aunqueexiste la capacidad de fosforilar directamenteel glicerol por la acción catalítica de la glicerol-quinasa, la actividad de esta enzima es muybaja (7), por lo que su eficacia para convertirel glicerol en glicerol-3 fosfato se consideraprácticamente inapreciable (8). No obstante,nosotros hemos demostrado recientemente queel tejido adiposo de la rata gestante de 7 díastiene una aumentada capacidad de utilizarglicerol para la síntesis de glicerol de glicéridoscon relación al de la rata no-gestante, y quela insulina tiene un efecto mucho más intensosobre esta vía metabólica en la rata gestantede 7 días que en la no-gestante (Ramos, P.,del Campo, S. y Herrera, E., observaciones sinpublicar). Por otro lado, la actividad LPL entejido adiposo es mayor en la rata durante laprimera mitad de la gestación que en la ratano-preñada, mientras que al final de la gesta-ción la actividad de esta enzima se encuentrasignificativamente disminuida con relación a lasituación de no-gestación (9). A su vez, hemosdemostrado también que esa disminuidaactividad LPL en tejido adiposo de la rata al finalde la gestación se produce como resultado dela menor respuesta del tejido a la insulina (10).Así pues, mientras que la hidrólisis y utilizaciónde los TG circulantes por el tejido adiposo estáaumentada en la primera mitad de la gestación,

contribuyendo al mayor depósito de TG en el tejido, la situación se revierte en la últimafase de la gestación, y estos cambios seencuentran modulados por las variaciones enla respuesta del tejido a la insulina, que vadesde un incremento durante la primeramitad de la gestación hasta una resistenciainsulínica en el último tercio de la gestación.

Actividad lipolítica

De forma opuesta a la lipogénesis, glicero-génesis y actividad LPL, la hidrólisis de los TGintracelulares (lipólisis), catalizada por la lipasasensible a las hormonas (HSL), constituye laprincipal vía de degradación de dichos TG,con la formación de FFA y glicerol, que salena la circulación. Hace años que conocemosque esta vía se encuentra aumentada en larata gestante durante la última fase de la gestación, con relación a la no-gestante (3).Mas recientemente hemos determinado dequé forma se produce la respuesta de esta víametabólica a la insulina (6). Hemos observadoque en adipocitos de ratas de 7 días degestación, a los que se les estimulaba la lipólisiscon un agente β-bloqueante adrenérgico(isoproterenol), se produce un incremento de la respuesta antilipolítica a la insulina. Sin embargo, cuando el mismo experimentose realiza en adipocitos de ratas de 20 días degestación, la respuesta a la insulina es inclusoinferior que la observada en adipocitos de ratasno-gestantes (6).

Recopilación de los cambios que tienen lugar en el metabolismo deltejido adiposo a lo largo de la gestación

Así pues, como se muestra en la Figura 2A-Página 150, durante la primera mitad de lagestación, gracias precisamente al aumentoen la sensibilidad a la insulina, tiene lugar un aumento en la utilización de glucosa para la síntesis de acil-CoA y glicerol-3-fosfato, y consecuentemente de la esterificación de estos compuestos en la síntesis de TG.

1 4 9Metabolismo del tejido adiposo y sensibilidad insulínica en la gestaciónCapítulo 8

A su vez, la acción antilipolítica de la insulinapermite una menor degradación de los TG endó-genos, mientras que la mayor actividad de la LPLy la inducción de la glicerol-quinasa producidapor la respuesta a la insulina, contribuyen a laaumentada llegada al tejido de los productos dela hidrólisis de los TG circulantes y su incorpora-ción a los TG endógenos. Todo ello justifica el au-mento neto de los depósitos grasos de la madre.

Sin embargo, como se muestra en la Figura 2B,durante la última fase de la gestación, laresistencia insulínica hace que disminuya la utilización de glucosa para la lipogénesis y la glicerogénesis. A su vez, disminuye la acti-vidad LPL y la subsiguiente captación de losproductos de la hidrólisis de los TG circulantes,lo que unido a la más activa lipólisis hace queel balance neto sea un aumentado catabolismode los depósitos grasos, lo cual justifica elmenor acúmulo de depósitos grasos en lamadre y el aumento de los niveles en sangrede los productos de la lipólisis en sangre, FFAy glicerol (11).

Cambios en la cascada deseñalización de la insulina

Recientemente nos ha interesado estudiar elmecanismo molecular por el que se producela resistencia insulínica del tejido adiposo enel último tercio de la gestación, responsablede la situación catabólica del tejido. Para ello,mediante análisis de Western blots, hemosdeterminado la concentración de una seriede proteínas que forman parte de etapasclave de la cascada de señalización de lainsulina (Figura 3): el receptor de insulina (IR),el sustrato del receptor de insulina (IRS-1), la fosfat idi l - inositol 3 quinasa (PI3K), la proteina quinasa-1 dependiente del 3 fosfoinositol (PDK-1), la fosfatasa y homó-logo de tensina de delección del cromosoma10 (PTEN), y una quinasa de regulación extra-celular (ERK 1/2). Al medir cualquiera deestas proteínas no observamos ningún cambioen el tejido adiposo de ratas preñadas al día20 de gestación con relación al de ratas no-preñadas (12).


FIGURA 2 | Resumen de los cambios que tienen lugar en las distintas vías del metabolismo del tejidoadiposo en la primera mitad de la gestación (A), inducidos preferentemente por una aumentadasensibilidad a la insulina, y en el último tercio de la gestación (B), inducidos por la resistenciainsulínica.Todo ello da lugar a una situación anabólica en la primera mitad, que se manifiesta porun aumento neto del acúmulo de reservas grasas, y una situación catabólica en el último tercio, conuna acelerada degradación de esas reservas. Signos (+) y (-) indican vía o reacción amentaday disminuida, respectivamente.

Lipólisis(HSL)

GLUCOSA

LPL

Esterificación

GlicerolFFA

GlicerogénesisAcetil-CoALipogénesis

Glicerol-3-fosfatoAcil-CoACoA

Triglycerides

1ª mitad de lagestación

Aumento de larespuesta insulínica

TGTriglicéridos

Aumento de depósitos grasos

Lipoproteínas

P

Figura 2A

A B

Sin embargo, cuando medimos la fosfori-lación de residuos de tirosina estimulada porla insulina del IR o el IRS-1, encontramos queera mucho menor en el tejido de las rataspreñadas que en el de las no-preñadas, locual era coincidente con una menor capacidadde fosforilación de las proteínas Akt/PKB y de la ERK1/2 en el tejido de ratas preñadas de 20 días (12).

A su vez, otros autores han puesto de mani-fiesto que la fosforilación en residuos de serinadel IRS-1 reduce su capacidad para unirse a laquinasa PI3, disminuyendo su activación (13).De hecho, se ha propuesto que éste sea un meca-nismo de desencadenar resistencia a la insulinaen diversas condiciones tales como la obesidad,el hiperinsulinismo, un incremento del TNFα,o incluso la hiperlipidemia, entre otras (14, 15).


FIGURA 3 | Esquema de la cascada de señalización de la insulina. La unión de la insulina a sureceptor da lugar a una autofosforilación de las subunidades β del mismo y la fosforilación en residuos de tirosina de los substratos del receptor de insulina (IRS) y de otras proteínas,como la Shc. Las formas fosforiladas del IRS desencadenan a su vez la fosforilación de otrasproteínas que actúan como segundos mensajeros, que terminan produciendo los efectoscaracterísticos de la insulina, tales como la estimulación del transporte de glucosa y síntesisde lípidos, de la síntesis de proteínas o del crecimiento celular. Los nombres desarrollados dealgunas de esas proteínas se especifican en el texto.

Por ello, nosotros hemos medido también elnivel de IRS-1 fosforilado en serina del tejidoadiposo, observando que estaba aumentadoen ratas preñadas de 20 días con relación aratas no-preñadas (12).

Así pues, una reducida capacidad fosforilantede las proteínas IR, IRS-1, Akt y ERK 1/2 enrespuesta a la insulina y un aumento de laforforilación en serina del IRS-1, sin cambiosen la cantidad de proteínas de la cascada de señalización de la insulina, parecen ser los principales factores responsables de laresistencia insulínica del tejido adiposo en la última parte de la gestación.

Beneficios para el feto

Es lógico pensar que estos cambios quetienen lugar en la funcionalidad del tejidoadiposo a lo largo de la gestación suponganun beneficio para el feto. Analicemos enprimer lugar el destino de los productos de la lipolisis, FFA y glycerol, los cuales estánaumentados en el último tercio de la gesta-ción, y particularmente en condiciones deayuno (16). Sin embargo, en comparacióncon otros metabolitos, como la glucosa o losaminoácidos, estos compuestos cruzan condificultad la placenta (17), por lo que suprincipal destino es el hígado materno. Ahí, después de pasar a sus respectivasformas activas, acil-CoA y glicerol-3-fosfato,en el caso de los FFA son utilizados preferen-temente en la síntesis de cuerpos cetónicos,mientras que el glicerol es utilizado comosustrato preferente en la gluconeogénesis (17).Los cuerpos cetónicos cruzan fácilmente laplacenta, y alcanzan en la circulación fetal losmismos niveles que en el plasma materno(11). El feto utiliza los cuerpos cetónicos nosólo como sustratos oxidativos sino tambiénpara la síntesis de lípidos en tejido nervioso,por lo que constituyen unos sustratos alter-nativos a la glucosa en situaciones en que los niveles de ésta pueden ser limitados.

En el caso de la glucosa, que es el sustratooxidativo preferente en el feto, la utilizaciónpreferente de glicerol para la síntesis deglucosa en el hígado materno constituye unavía esencial para el feto. Además, implica un ahorro del consumo de otros sustratosgluconeogenéticos, como es el caso de losaminoácidos, que son también esencialespara el feto. En la Figura 4 se resumen estasinterrelaciones metabólicas que tienen lugaren el último tercio de la gestación, particular-mente en los periodos de ayuno, donde sepone de manifiesto el papel del tejido adiposocomo fuente de sustratos para la síntesishepática de glucosa y cuerpos cetónicos, queson canalizados hacia el feto. El procesopermite el ahorro de aminoácidos derivadosdel catabolismo proteico en el músculo, parasu transferencia al feto, y garantiza tambiénel adecuado aporte de glucosa a los tejidosmaternos que la utilizan como sustrato funda-mental, como es el caso del tejido nervioso.

Otro beneficio que puede representar para elfeto el aumento de los productos de la lipólisisdel tejido adiposo es la disponibilidad deácidos grasos poliinsaturados de cadena larga(LCPUFA). Aunque los ácidos grasos esencialesen la dieta del adulto son el ácido linoleico(18:3, n-6) y el α-linolénico (18:2, n-2), el fetonecesita para su normal desarrollo también delos LCPUFA de cadena más larga, en particularde los ácidos docosahexaenoico (22:6, ω3,DHA) y araquidónico (20:4 ω6, AA), ya quecarece de suficiente actividad de las desaturasasy elongasas necesarias para llevar a cabo eficaz-mente la síntesis de estos ácidos grasos a partirde los esenciales. Ello hace que prácticamentetodos los ácidos grasos poliinsaturados (esen-ciales y LCPUFA) del feto deban proceder de lamadre, y en su mayor parte de los derivados dela dieta de ésta. De hecho, la proporción de losLCPUFA más importantes para el feto, DHA yAA, llega a ser más alta en plasma fetal queen plasma materno, lo cual pone de mani-fiesto su eficaz transferencia placentaria (18).


Mediante estudios en la rata, nosotros hemosdemostrado que durante la gestación, eltejido adiposo de la madre acumula losácidos grasos esenciales y LCPUFA de formaproporcional a los de su dieta (19). A su vez,hemos observado que en condiciones deayuno, es decir, cuando no hay aporte exógenode ácidos grasos, la concentración de estosácidos grasos aumenta tanto en la circula-ción materna como en la circulación fetal

(Amusquivar, E, López-Soldado, I, Ortega, H,and Herrera, E, observaciones sin publicar).Estos resultados permiten concluir que laactiva lipólisis del tejido adiposo de la madreen la última parte de la gestación, hace quese garantice la disponibilidad de esos LCPUFApara su transferencia al feto, incluso ensituaciones en que no hay fuente de ellos dela dieta, como es el caso de los periodos de ayuno.


FIGURA 4 | Esquema de las principales interrelaciones metabólicas que tienen lugar en el últimotercio de la gestación durante los periodos de ayuno. Se muestra el papel fundamental quedesempeña la movilización de los depósitos grasos de la madre, que se habían acumulado enetapas anteriores de la gestación, como fuente de sustratos para el aporte de metabolitosesenciales para el feto, tales como la glucosa y los aminoácidos. De igual forma, la aumentadagluconeogénesis en el hígado materno garantiza también el adecuado aporte de glucosa a lostejidos maternos que son dependientes de ella, como es el caso del cerebro. A su vez, la mayorproducción de cuerpos cetónicos permite el consumo de estos compuestos por aquellos tejidosmaternos que pueden utilizarlos en sustitución de la glucosa, como es el caso del músculo, así comosu llegada al feto, como sustratos alternativos cuando la llegada de glucosa nos es suficiente.

C0 +ATP2

PROTEINAS

ALANINA

FFA

GLICEROL

TEJIDOADIPOSO

CUERPOSCETÓN.

GLUCOSA

CEREBRO

HÍGADO

MÚSCULO

FETO

TRIACILGLICEROLES

Consecuencias a largo plazo en las crías cuando la madre no puede acumular depósitos grasosen la primea mitad de la gestación

Mediante estudios epidemiológicos se hallegado a la conclusión de que el bajo peso alnacer debido a una malnutrición durante laetapa intrauterina, es un riesgo de padecerdeterminadas patologías de adulto, como es el caso de la hipertensión, enfermedadescardiovasculares, obesidad y/o la diabetes(20, 21). A través de trabajos de intervenciónen la rata se conoce que esa malnutriciónintrauterina se produce no sólo cuando hay una deficiencia en la ingesta de la madre,sino también cuando hay una descom-pensación de los componentes de la dieta,como es el caso de una deficiencia proteica(22) o un incremento en la proporción de grasas, en particular de las saturadas (23).

En base a estos antecedentes, nosotros hipo-tetizamos que una incapacidad de la madrepara acumular las grasas corporales durantela primera mitad de la gestación, que comohemos comentado más arriba constituye unafuente de sustratos para el feto en la segundamitad, impide que se produzcan las adecuadasadaptaciones metabólicas durante el últimotercio, que es cuando el crecimiento fetal esmás rápido e intenso, comprometiéndose la disponibilidad de nutrientes para el feto.Para estudiar esta posibilidad, durante los 12 primeros días de la gestación alimentamosa ratas preñadas con el 60% de la dieta que ingerían ratas controles alimentadas ad libitum. A partir de esos 12 días, hasta elfinal de la gestación y en la etapa postnatal,todos los animales se alimentaron ad libitum.Observamos que este tratamiento disminuíael peso corporal de los fetos y reducía significa-tivamente los depósitos grasos de la madre.Estudiamos también esas crías de adultas, observando que presentaban alterada larespuesta a una sobrecarga oral de glucosa,

de forma que cuando los datos de insulina yglucosa durante la prueba eran expresados entérminos de “índice de sensibilidad insulínica”,resultaba que este parámetro era significati-vamente más bajo en las crías adultas de lasmadres que habían sido malnutridas durantela primera mitad de la gestación que las dede las ratas controles (4, 24).

Así pues, estos resultados permiten concluirque la incapacidad de la madre para acumulardepósitos grasos durante la primera mitad dela gestación, compromete la adecuada llegadade nutrientes al feto durante la etapa de sumás rápido crecimiento y altera la expresiónde genes dependientes de esos nutrientes,de tal forma que esta alteración permaneceoculta hasta que con la edad se acelera elproceso de resistencia a la insulina, incremen-tándose el riesgo de desarrollar diabetes (4).

Conclusiones

De lo presentado en este trabajo se puedenderivar una serie de conclusiones muyconcretas:

1. Durante la primera mitad de la gestación,la madre acumula grasas, gracias a unactivo anabolismo de su tejido adiposo y como resultado de una aumentadasensibilidad del tejido a la insulina.

2. En la segunda mitad de la gestación, y en particular en su último tercio, el tejidoadiposo de la madre cambia a un intensocatabolismo, derivado de la resistenciainsulínica que se produce. Ello permite unmayor aporte de sustratos hacia el feto,que se hace especialmente patente en lasituación de ayuno, en que se produce una intensa gluconeogénesis a partir deglicerol y de cetogénesis a partir de losácidos grasos derivados de la activa lipólisisdel tejido adiposo. También este tejidoconstituye una fuente importante de PUFApara el feto, derivados de la dieta de la madre.


3. La resistencia insulínica del tejido adiposo enel último tercio de la gestación se producecomo consecuencia de una disminuidafosforilación de tirosinas en las proteínas IR,IRS-1, Akt y ERK 1/2 de la cascada deseñalización de la insulina en respuesta alestímulo de esta hormona y a una aumen-tada fosforilación en serina del IRS-1.

4. Cuando por alteraciones endocrinas omalnutrición de la madre, ésta no lograacumular esas grasas en la primera mitadde la gestación, disminuye la disponibilidadde nutrientes al feto durante la etapa de su máximo crecimiento, dando lugar a un menor peso al nacer y su consiguienteriesgo de padecer determinadas patologíasde adulto.

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Capítulo 9

Ácido fólico: vitamina versusmarcador de riesgo en enfermedad

1 5 9

Resumen

El ácido fólico (AF) es una vitamina hidroso-luble que constituye uno de los ejemplos másemblemáticos del creciente interés por lasnuevas funciones de las vitaminas. Así, desdeprincipios de los años 90, se sabe que lasuplementación con ácido fólico durante la etapa periconcepcional y en los primerosestadios de la gestación reduce, en aproxima-damente un 70% de los casos, la incidenciade malformaciones congénitas como son los defectos del tubo neural (DTN). Además,existe también un creciente interés por suimplicación en la reducción de las concentra-ciones moderadas-elevadas de homocisteína,factor de riesgo cardiovascular. Otra nuevafunción atribuible a la vitamina es su relacióncon el cáncer colorrectal, además del crecienteinterés en su papel en las enfermedadesneurodegenerativas. Se discuten igualmentelas diferentes estrategias (fortificación vs.suplementación) para mejorar el estatus de la vitamina, en relación con el binomiobeneficio/riesgo. Un aspecto muy reciente eneste sentido, es la creciente preocupaciónsobre los posibles efectos adversos de lasingestas excesivas de ácido fólico, no sólo la interferencia a diferentes niveles con lavitamina B12, sino también en su acciónsobre el sistema inmune.

Introducción

El término ácido fólico se aplica en realidad atoda una familia de vitámeros con una actividadbiológica equivalente. Otros términos comofolato, folatos, y folacina se emplean indistin-tamente para designar estos compuestos. En algunos casos también se utiliza el términovitamina B9 (1).

En 1931, Lucy Wills describió un “nuevo factorhematopoyético” en la levadura, que tenía lacapacidad de curar la anemia macrocíticatropical prevalente en las mujeres de la India.Posteriormente, se encontró este mismo factoren extracto de hígado, el cual era curativo de laanemia perniciosa: a este nuevo y desconocidocompuesto se le denominó “factor Wills”.Mitchell y col., en 1941, estudiando los factoresde crecimiento para el Lactobacillus casei yStreptococcus lactis, fueron quienes propu-sieron por primera vez el término “ácido fólico”.El ácido fólico fue aislado, finalmente, en 1943por el equipo de investigación de E.L. RobertStokstad (Laboratorios Lederle), a lo quesiguió la determinación de la estructuraquímica y la síntesis del ácido pteroilmono-glutámico en 1945. Esta vitamina, a su vez,está intensamente relacionada con el meta-bolismo de la vitamina B12, cuya deficienciacausa la llamada anemia perniciosa (2).

Ácido fólico: vitamina versusmarcador de riesgo en enfermedadGregorio Varela MoreirasDepartamento de Nutrición, Bromatología y Tecnología de los Alimentos,Universidad San Pablo-CEU, Madrid, y Fundación Española de la Nutrición (FEN)

Capítulo 9

En la actualidad, además de la utilización tera-péutica del ácido fólico para tratar la anemiamegaloblástica y la deficiencia subclínica deesta vitamina, surge una nueva investigaciónque se centra fundamentalmente en el estudiode sus potenciales nuevas funciones en laprevención de defectos de nacimiento, enfer-medades cardiovasculares, cáncer y, aún más recientemente, en el mantenimiento de la función cognitiva durante el proceso de envejecimiento e incluso en la presencia desíntomas relacionados con las enfermedadesneurodegenerativas (2).

Estructura química y nomenclatura

La estructura que presentan todos los folatosen común es la del ácido pteroilglutámico(PteGlu), molécula constituida por:

• un anillo de pteridina;

• un residuo de ácido p-aminobenzoico,unido a la pteridina por un puente metilenoC9-N10;

• un residuo de ácido glutámico, unido al p-aminobenzoico por un enlace amido;

El ácido pteroilglutámico o ácido fólico no se encuentra en la naturaleza en cantidadessignificativas, pero constituye la forma sintéticamás estable y más comúnmente utilizada en lafortificación de alimentos y en la formulaciónfarmacéutica.

Los distintos folatos se diferencian entre sí porel anillo de pteridina, que puede presentar variasformas reducidas y diferentes tipos de sustitu-ciones, y también se pueden diferenciar entresí por el residuo de p-aminobenzoglutamato,que puede tener distinto número de restos deglutamato unidos mediante enlace peptídico.


FIGURA 1 | Estructura química del ácido pteroilglutámico.

1 6 1Ácifo fólico: vitamina versus marcador de riesgo en enfermedadCapítulo 9

Tabla I. Los folatos. Esquema de estructuras y nomenclaturas

Nombre del compuesto

Ácido pteroilglutámicoÁcido fólico

DihidrofolatoÁcido dihidrofólico

TetrahidrofolatoÁcido tetrahidrofólico

5-formiltetrahidrofolato *Ácido 5-formiltetrahidrofólicoÁcido folínico

10-formiltetrahidrofolatoÁcido 10-formiltetrahidrofólico

5,10-meteniltetrahidrofolato *Ácido 5,10-meteniltetrahidrofólico

5,10-metiléntetrahidrofolato *Ácido 5,10-metiléntetrahidrofólico

5-metiltetrahidrofolato *Ácido 5-metiltetrahidrofólico

...monoglutamato

...poliglutamato

Característica estructural

No reducido, sin sustituciones

–H en 5,6

–H en 5,6,7,8

–CHO en 5

–CHO en 10

–CH= en 5,10

–CH2- en 5,10

–CH3 en 5

1 glutamato

n glutamatos

Abreviaturas

PteGlu

H2PteGlun

DHF

H4PteGlun

THF

5-formil-H4PteGlun5-formil-THF

10-formil-H4PteGlun

10-formil-THF

5,10-metenil-H4PteGlun

5,10-metenil-THF

5,10-metilén-H4PteGlun

5,10-metilén-THF

5-metil-H4PteGlun

5-metil-THF

...PteGlu

...PteGlun

(*) A pesar de la presencia de sustituyentes en el anillo de pteridina y, por tanto, de saturarse el doble enlace 5-6con un solo hidrógeno, el prefijo indicando reducción (tetrahidro-) sigue manteniéndose por convenio.

Así, en el organismo, los folatos circulantesson derivados monoglutámicos y, en cambio,la mayoría de los folatos celulares contienenun total de 5 ó 6 residuos de glutamato (3).

Funciones bioquímicas y actividad biológica

En la célula, la función primordial de losfolatos es actuar como sustratos y coenzimasen el metabolismo monocarbonado, acep-tando, transfiriendo y facilitando la oxidaciónenzimática y reducción de unidades mono-carbonadas. Así, la importancia clave delfolato para la salud humana reside en su participación en la síntesis de ADN,

la interconversión de serina y glicina, la parti-cipación en el catabolismo de la histidina y ladetoxificación del formiato y la S-metilaciónde la homocisteína para regenerar la metionina(2, 3).

Folatos y salud

El ácido fólico es un nutriente esencial para lavida celular, por lo que su deficiencia da lugaral desarrollo de patologías de mayor o menorgravedad. El trastorno más frecuente es laanemia macrocítica o megaloblástica, cuyasintomatología clínica es muy parecida a lade la anemia inducida por deficiencia devitamina B12 (4).

Es frecuente la deficiencia en folatos en lassiguientes situaciones:

• La mujer embarazada: la anemia por carenciade ácido fólico es muy frecuente en el tercertrimestre del embarazo.

• Las personas de edad avanzada.

• Los prematuros y los recién nacidos.

Asimismo, cabe destacar una ser ie decircunstancias que pueden modificar labiodisponibilidad, la absorción, el metabo-lismo o la excreción de los folatos:

• Patología intestinal: Enfermedad de Crohn,la enfermedad celíaca, la colitis ulcerosa yla resección intestinal, por alteración en suabsorción a nivel intestinal.

• Alcoholismo crónico.

• Tabaquismo.

• Cáncer.

• Carencia de vitamina B12: la carencia de esta vitamina también puede inducirdeficiencia en folatos, ya que altera sumetabol ismo. Ambas vitaminas son,respectivamente sustrato y coenzima de la metionina sintasa. Un bloqueo en laenzima conduce a la acumulación de losfolatos en forma de metilTHF. El metilTHFno puede metabolizarse por otro meca-nismo, lo que resulta en una trampa para el folato en una forma no funcional y, a suvez, conlleva la reducción concomitante delresto de los derivados activos.

• Interacciones con medicamentos: anti-tumorales, antipalúdicos, antiepilépticos,anticonvulsivantes, antibióticos, diuréticos,antirreumáticos y anticonceptivos orales.

• Errores congénitos de metabolismo severos:principalmente en niños, en los que la sinto-matología no es sólo anemia megaloblástica,sino también retraso mental severo.

• Variante termolábil de la metiléntetra-hidrofolato reductasa (MTHFR): es unaenzima crítica en el metabolismo del folato,que cataliza la reducción irreversible del 5,10-metilénTHF a 5-metilTHF, forma delfolato predominante en plasma y donadordel grupo metilo en la conversión dehomocisteína en metionina (Figura 2). En elaño 1988 se identificó una variante de laenzima MTHFR, que presenta menor actividady es más termolábil. Esta variante de MTHFRse debe a un polimorfismo C667T en el genque codifica la enzima. Los individuoshomocigotos para el alelo MTHFR T677 tienensignificativamente elevada la homocisteínaplasmática y tendencia a tener bajas concen-traciones de folato plasmático y eritrocitarioy de vitamina B12. La presencia de la variantetermolábil de la MTHFR, junto con una situa-ción de deficiencia en folato, puede estarimplicada en la modificación del riesgo deenfermedades crónicas, como los defectos deltubo neural, la enfermedad cardiovasculare incluso el cáncer. Así, la modulación deestas anormalidades metabólicas por mediode un aumento en la ingesta de folato sugiereque los requerimientos de folato pueden serdiferentes según los individuos presenten ono este tipo de polimorfismo genético. Estehecho supone una oportunidad única en laidentificación de grupos de individuos quepresenten un mayor riesgo de desarrollaralguna de estas enfermedades crónicas y enla posible prevención mediante el empleode folato y otros nutrientes implicados en elmetabolismo de la MTHFR.

Acido fólico y embarazo. Prevención delos Defectos del Tubo Neural

La expresión “Defectos del Tubo Neural” (DTN)es un concepto genérico que se emplea paradescribir una malformación de la médulaespinal durante la fase embrionaria o fetal.En sus diferentes formas (anencefalia, meningo-cele, espina bífida), son especialmente gravesy muchas veces incompatibles con la vida.



FIGURA 2 | Metabolismo y función de los folatos en el organismo.

La etiología de estos DTN es multifactorial y en ella están implicados tanto factoresgenéticos como ambientales, entre los que elestatus nutricional en ácido fólico juega unpapel importante.

En las tres últimas décadas, los diferentesestudios demuestran una clara asociacióninversa entre un bajo nivel en folato y mayorriesgo de padecer malformaciones congénitas.De estos estudios, el más significativo fue elrealizado por el Consejo de InvestigacionesMédicas del Reino Unido (United KingdomMedical Research Council, MRC) (5). El estudiose realizó en 33 centros de 7 países diferentese involucró a un total de 1.817 mujeres de altoriesgo, es decir, que ya habían padecido unembarazo afectado por DTN y planificabanuna nueva gestación. Las mujeres fueronclasificadas aleatoriamente en cuatro gruposexperimentales que recibieron respectiva-mente: ácido fólico, ácido fólico y suplemento

polivitamínico sin ácido fólico, suplemento poli-vitamínico sin ácido fólico o placebo. La dosisde ácido fólico empleada fue de 4 mg diarios(veinte veces superior a las ingestas recomen-dadas para la mujer adulta en edad fértil). El resultado más significativo observado fueque la suplementación con 4 mg diarios deácido fólico en la etapa periconcepcionallograba reducir el riesgo de recurrencia deDTN en un 72%.

En un estudio de intervención posterior reali-zado en Hungría (6), se evaluó la capacidad delácido fólico para prevenir la ocurrencia de DTN,observándose que la suplementación con 0,8 mg diarios en la etapa periconcepcionalredujo el riesgo significativamente.

Tras estas observaciones, los organismos desalud de diferentes países han estudiado en profundidad la relación existente entre elestatus en folato y el riesgo de padecer DTN.

Así, parece claro que la mayoría de los DTNpueden prevenirse por medio de un aumentoen la ingesta materna de ácido fólico durantela etapa periconcepcional. Sin embargo, el mecanismo por el cual la ingesta adecuadade folato reduce el riesgo en la fase crucialdel desarrollo embrionario del tubo neural,sigue siendo desconocido. El aumento en la ingesta de folato podría superar undefecto metabólico aún no identificado, en la producción de proteínas y/o ADN o en la regulación de la expresión génica en el momento del desarrollo y cierre del tuboneural. Descubrimientos recientes sobre elpolimorfismo C677T de la MTHFR y sobreotras variantes genéticas de otras enzimasimplicadas en el metabolismo de los folatoshan proporcionado una nueva interpretacióna la bioquímica del folato, permitiendo unmás preciso entendimiento de cómo lasvariaciones genéticas influyen en las rutasfolato dependientes de la embriogénesis.Estos avances han sugerido que el estatus defolato puede encontrarse parcialmente bajocontrol genético, y que puede implicar un“efecto cóctel” resultante de interaccionesentre nutrientes, genes y enzimas (7).

También en los últimos años, se ha demos-trado la existencia de autoanticuerpos contralos receptores de folato de la membranacelular en el suero de mujeres que han tenidoembarazos complicados con DTN. Esto podríabloquear la captación celular del folato, y podría explicar en cierto modo por qué lasuplementación con ácido fólico previene losDTN (8).

Estrategias de salud pública para laprevención de malformaciones congénitas

La nueva función preventiva de los DTN hadado lugar a tres posibles estrategias nutri-cionales a considerar: mejorar la ingesta defolatos naturales en la dieta; la suplementacióncon ácido fólico y la fortificación de alimentoscon la vitamina (9).

En relación con una posible mejora del estatusvitamínico a través de la dieta, resulta muydifícil ya que incluso un país como España, quetiene las ingestas más elevadas de folatos deEuropa, no cubre las nuevas recomendacionesde la vitamina. La biodisponibilidad del folatoen un número muy amplio de alimentos esincompleta y muy variable y, sin embargo, es unclaro determinante del estatus vitamínico. En general, la biodisponibilidad del ácido fólico(ya sea en forma de suplementos o en alimentosfortificados), es casi siempre más elevada quela que se obtiene a partir de los folatos conte-nidos de manera natural en los alimentos. Sólolos monoglutamatos (forma en que se presentala vitamina en suplementos y alimentos enrique-cidos) se absorben directamente en el intestino,mientras que los poliglutamatos (forma de lavitamina en los alimentos) deben ser primerohidrolizados a monoglutamatos por acción deun enzima intestinal, la pteroilpoliglutamatohidrolasa. En conjunto, se absorben alrededordel 90% de los monoglutamatos y entre el50 y el 90% de los poliglutamatos, aunque lascifras varían mucho según el tipo de alimentoy la metodología de análisis empleada.

También los factores genéticos han despertadola atención en el presente, ya que los diferentespolimorfismos enzimáticos pueden influir enla biodisponibilidad y metabolismo.

Además, debe considerarse la progresiva modi-ficación de las diferentes recomendaciones,de forma que (10):

1) La primera de ellas, emitida en 1991,recomendaba 4 mg /día para las mujeresque ya habían padecido un embarazoafectado por DTN.

2) Poco después, en 1992, se recomendaron0,4 mg /día para mantener un estatusnormal de folato durante el embarazo.

3) Más recientemente, desde 1998, se reco-miendan 0,6 mg /día Equivalentes Dietariosde Folato en gestación.


4) También desde este mismo año, 1998,se recomiendan 0,4 mg /día de ácido fólicosintético, además del procedente de unadieta variada, para todas las mujeres conposibilidad de quedarse embarazadas.

Sin embargo, no se conoce aún la dosis deácido fólico más baja y que sea efectiva parauna gestación adecuada y con menor riesgo,y es necesario cuestionarse hasta qué puntola suplementación prolongada con ácidofólico puede asociarse con posibles efectosadversos, tal como se discute en otro apartadodel presente capítulo.

Además de la recomendación del uso desuplementos, se ha sugerido que la fortifi-cación de alimentos con ácido fólico podríaconducir a un estatus adecuado de folatopara todas las mujeres con posibilidad dequedarse embarazadas. De hecho, la fortifi-cación de cereales y derivados con ácido fólicoes obligatoria en EEUU desde 1998 (140 µgde ácido fólico /100 g de cereal o derivado).La política de fortificación obligatoria iniciadapor EEUU y Canadá ha sido seguida hasta el momento por otros muchos países, más de 40, aunque ninguno del ámbito europeo.

En Europa, las mayores reservas a la hora deintroducir la fortificación obligatoria derivandel riesgo de que ingestas elevadas de ácidofólico (>1 mg/día) puedan enmascarar yretrasar el diagnóstico de la deficiencia envitamina B12, pudiendo progresar a lesionesneurodegenerativas de carácter grave,especialmente en las personas mayores. Otro grupo de población para el que sedesconocen los efectos de ingestas elevadasde ácido fólico a medio y largo plazo son losniños, para los que las ingestas máximastolerables se sitúan mucho más cerca de lasingestas recomendadas (11).

En Estados Unidos ya se han publicadoalgunos resultados referentes al éxito o no de la fortificación obligatoria. La efectividadde la política de fortificación en relación con la mejora en el estado nutricional enfolatos es significativa: la mayor parte de los estudios muestran un importante incre-mento en las medidas sanguíneas de folato (sérico, plasmático y eritrocitario) y unaimportante reducción en las concentracionesplasmáticas de homocisteína, un indicadorindirecto del estado nutricional en folatos(12, 13, 14).


Tabla II. Efecto de la fortificación obligatoria de los alimentos con ácido fólicosobre el estado nutricional en folato de distintas poblaciones

Estudio

NHANES, EEUUHombres y mujeres, no toman suplementos

Estudio Framingham, EEUUHombres y mujeres, no toman suplementos

Canadámujeres de 18-42 años

Chile

Prefortificación

Folato sérico10,7 nmol/L


Folato eritrocitario737 nmol/L




Postfortificación



Folato eritrocitario1.020 nmol/L




En cuanto a la prevención de los DTN, los estu-dios observacionales más recientes muestranuna disminución en la prevalencia de un 19-25%, porcentaje que se interpreta comomoderadamente satisfactorio, teniendo encuenta que las expectativas eran notablementesuperiores (reducción entre el 30-40%)(15, 16).

Ácido fólico, homocisteína yenfermedad cardiovascular

Los niveles elevados de homocisteína han sidoidentificados como factor de riesgo indepen-diente para la enfermedad cardiovascular ycerebrovascular (17). El aumento de la ingestade folatos estaría asociado con una disminuciónde los niveles de homocisteína y, consecuente-mente, se ha hipotetizado que el incrementoen la ingesta de folato reduciría la mortalidadpor lesión vascular, pero esto está aún porconfirmar (18, 19). Sin embargo, sí se hademostrado que una homocisteína elevada noes un indicador específico de una ingesta inade-cuada de folato. Esto puede estar causadopor insuficiencias dietarias de vitamina B12,vitamina B6, por determinadas condicionescomo el fallo renal, polimorfismo de la MTHFRo por el uso de ciertos medicamentos (19).De hecho, la concentración plasmática dehomocisteína puede estar también influenciadapor otros factores dietéticos como: riboflavina,alcohol y cafeína y por factores de estilo devida como el tabaco o la hipertensión.

Por otro lado, todavía no se han completadolos estudios clínicos que evalúan si el aumentode homocisteína es el agente causal de la pato-logía vascular, o si es únicamente un marcadoro un resultado de la misma. Los meta-análisishasta ahora realizados arrojan resultadoscontrovertidos sobre la relación causal entreel aumento de homocisteína y la enfermedadcardiovascular. Lo que sí se ha demostrado es que las terapias basadas en la adminis-tración de folato solo o en combinación con otras vitaminas del grupo B reducen lahomocisteína en la mayoría de los casos.

La pregunta pendiente es si esta intervenciónlogra reducir la mortalidad por enfermedadcardiovascular (20, 21, 22).

Prevención del cáncer

Muchos estudios epidemiológicos y clínicosen humanos y experimentales en animalessugieren que el estatus en folatos puedeparticipar en la modulación del proceso decarcinogénesis (23). Esta observación es válidapara muchos tejidos, pero de manera másconsistente en el caso del cáncer colorrectal(una baja ingesta de folato se relaciona conun incremento en el riesgo de cáncer colo-rrectal). Los mecanismos que median estamodulación permanecen sin considerarsecomo definitivos: alteraciones en la metilacióna lo largo del genoma o en un gen especificoy/o alteraciones en la estabilidad del ADN,resultantes de roturas en la cadena de ADN o falta de incorporación de uracilo, son loscandidatos principales en este asunto.Recordemos que el folato tiene un papelfundamental en la metilación biológica y en la síntesis de nucleótidos y, por tanto, no debe sorprender que la depleción de folatoaltere la metilación del ADN y disminuya suestabilidad. La hipótesis de que estos dosmecanismos son los principales por los cualesel folato modula el riesgo de padecer cánceres también apoyado por la observaciónepidemiológica de que el polimorfismo de la MTHFR afecta diferencialmente al riesgorelativo de sufrir cáncer de colon dependiendodel estatus de folato, debido a que estaenzima cataliza la reacción que determina si el folato celular se destina a la metilaciónbiológica o a la síntesis de nucleótidos. Estefenómeno sugiere que hay un desequilibrioentre la metilación biológica y la síntesis denucleótidos que es responsable de la carcino-génesis relacionada con el folato. Asimismo,este polimorfismo parece interactuar con el folato y la riboflavina en la modulación del riesgo de cáncer, de manera que varía deacuerdo con el emplazamiento del cáncer.


El control de la proliferación celular, el cualtambién está relacionado con la metilaciónde ADN, es otro mecanismo candidato a lamodulación que ejerce el folato en la carci-nogénesis. La deficiencia de folato en tejidosepiteliales normales puede ser un factor quecontribuya y predisponga a la transformaciónneoplásica y niveles modestos de suple-mentación parece que logran suprimir eldesarrollo de tumores en tejidos normales.Sin embargo, estudios en animales hanmostrado también que la dosis y el momentode la intervención con folato es crítica paraproporcionar una quimioprotección segura y efectiva; niveles excepcionalmente altos de suplementación y la intervención confolato cuando ya se ha establecido un focomicroscópico de neoplasia en la mucosaintestinal promueven, más que suprimen, la carcinogenesis colorrectal (24, 25, 26). Por tanto, en esta patología el efecto dualparece bien establecido.

Estado cognitivo y enfermedades neurodegenerativas

La concentración sanguínea de tHcy pareceincrementarse a medida que envejecemos. La concentración de Hcy aumenta progresi-vamente con la edad en ambos sexos. Dichoincremento podría relacionarse con la dismi-nución de las concentraciones de las vitaminasnecesarias para el metabolismo de la Hcy. De hecho, la elevación de Hcy se puedeconsiderar como un hecho prácticamenteuniversal, debido en gran medida a estadosdeficitarios en vitaminas (27). Especial rele-vancia tiene el hecho del interés actual enconocer la influencia que tienen elevacionesmoderadas en la concentración de Hcy sobrediferentes situaciones neurodegenerativas,especialmente en aquellas asociadas con unamenor capacidad cognitiva. A este respecto,se ha demostrado que niveles altos dehomocisteína plasmática se consideran factorde riesgo independiente para el desarrollo dela demencia y la enfermedad de Alzheimer.

La etiología de este factor de riesgo no estáclara, pero puede ser debido a un efectoneurotóxico de la homocisteína, o al decreci-miento en la disponibilidad de S-adenosilme-tionina, que da lugar a una hipometilacióndel tejido cerebral. Lo que sí se conoce es quelos niveles altos de homocisteína están relacionados con una deficiencia en ácidofólico, vitaminas B12 y B6, deterioro de la función cognitiva y demencia, pero todavíano hay pruebas de que el tratamiento conestas vitaminas pueda revertir el deteriorocognitivo o la demencia, aunque devuelvanlos niveles de homocisteína a su estadonormal. Del mismo modo, se observó queindependientemente de la hiperhomocis-teinemia, las concentraciones bajas de folatosérico son factor de riesgo del desarrollo dealgunas formas de demencia y Alzheimer ydel declive de la función cognitiva en personasde edad avanzada (28).

Efectos adversos asociados a ingestas elevadas de ácido fólico

En principio, el ácido fólico no debe presentarproblemas de toxicidad, incluso en un ampliorango de dosis. Sin embargo, este criterioclásico se ha basado en ensayos agudos detoxicidad, muy diferentes al patrón de consumoactual para las vitaminas, cronificado, y parael cual no se tiene información suficiente. Es indudable que actualmente la poblaciónen general está consumiendo cantidadesmucho más elevadas de la vitamina ácidofól ico debido a las potenciales nuevasfunciones y, en este momento, desconocemosla dosis mínima y segura para la prevenciónde los DTN y la reducción de los niveles de homocisteína. Básicamente, se ha consi-derado que el mayor riesgo de exposición a dosis elevadas de la vitamina es el posibleenmascaramiento de una deficiencia envitamina B12 en anemia perniciosa, ya que lasuplementación o fortificación continuadacon folato puede reducir los síntomas hema-tológicos, pero no los neurológicos (22).


En este sentido, el Institute of Medicine(EEUU) recomienda no superar la ingesta de1 mg/día (10). Éste es un problema potencialde especial relevancia en las personas de edad,debido a los frecuentes problemas de absorciónpara la vitamina B12 asociados al envejeci-miento. Otro grupo de población de riesgoque debe considerarse es el caso de los niños.Paradójicamente, no se han realizado ni seestán llevando a cabo estudios en la poblacióninfantil para comprobar los efectos de laexposición a largo plazo de varias veces susingestas recomendadas de ácido fólico (29).

De igual modo, se debería profundizar másen el hecho de que el ácido fólico (ácidopteroilglutámico) se tiene que metabolizar a5-metiltetrahidrofólico antes de entrar en lacirculación portal, y que ingestas superiores a200 µg/día parece que saturan esta capacidadmetabólica, lo que conduce a la aparición de ácido fól ico no metabolizado en elplasma. Teniendo en cuenta este fenómeno,y estimando que la ingesta actual de ácidofólico se sitúa en torno a los 200 µg/día, es probable que se produzca una presenciaconstante de ácido fólico no metabolizadoen sangre. Resultados recientes sugieren unaasociación entre la presencia de ácido fólicosin metabolizar en sangre y una alteracióndel sistema inmune (30).

A la vista de todas estas consideraciones, se mantiene abierto el debate sobre la ido-neidad de esta medida de política nutricional,y se plantea la necesidad de evaluar los efectostanto potencialmente beneficiosos comoadversos a medio y largo plazo sobre lapoblación en general, y de forma concreta en determinados subgrupos de poblaciónmás vulnerables. También es cierto que no hatranscurrido el tiempo necesario para evaluaren países que fueron pioneros en la fortificaciónobligatoria el efecto sobre el posible enmas-caramiento, aunque sí existen ya datos quedemuestran ingestas considerablemente másaltas que las inicialmente previstas.

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Capítulo 10

Ferropenia y otras alteracionesdel metabolismo del hierro. Un problema de salud pública y su impacto actual en la población laboral

1 7 3

Resumen

A pesar de los avances sanitarios y específica-mente en el campo de la hematología y lanutrición, la anemia ferropénica continúasiendo la alteración hematológica de mayorprevalencia a escala mundial y la causa másfrecuente de las anemias en la práctica clínicadiaria de los países desarrollados, tanto enámbito extrahospitalario como hospitalario.

La etiología es múltiple, la práctica clínicadiaria indica que -a pesar del gran avance ensu conocimiento- dicha patología no siemprees fácil de diagnosticar, porque: puedenconfluir varias causas, puede deberse a unaetiología potencialmente grave, se detectanmuy frecuentemente manejos terapéuticosinadecuados de la ferropenia y de la anemiaferropénica que inducen a errores diagnós-ticos y porque hay factores etiopatógénicosno bien conocidos que deben continuar siendoinvestigados.

Se presenta una revisión de la situaciónactual y sus implicaciones en el mediolaboral, específicamente en aquellos trabajosde potencial riesgo químico/toxicológico,radiactivo y/o biológico en los que se haceimprescindible un estudio integral (preven-ción primaria y secundaria) de cualquierferropenia no filiada o insuficientementeinvestigada.

Se propone un algoritmo para el estudio,control y seguimiento de esta patologíadentro del ámbito de la Salud Laboral y la Medicina del Trabajo para l levar a cabo el abordaje multidisciplinar de esta patología.

¿Qué es la ferropenia? (1, 3, 4)

Es la disminución del Hierro (Fe) en elorganismo con tasas por debajo de lo normalde hierro en plasma, glóbulos rojos y depó-sitos de hierro (ferritina) en el organismo.

Ferropenia y otras alteracionesdel metabolismo del hierro. Un problema de salud pública y su impacto actual en lapoblación laboral

Bermejo Bermejo M, Moreno Alonso R, Zúñiga Gil CConsejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC).Unidad de Vigilancia de la Salud y Salud Laboral. Madrid.

Capítulo 10

Según la Organización Mundial de la Salud (OMS)existe anemia cuando el descenso de Fe da lugara una Hemoglobina (Hb) por debajo de 14 mg/dlen el hombre y de 12 mg/dl en la mujer.

La ingesta diaria de alimentos de una dieta“normal” suministra unos 15 mg de Fe/ día,de ellos se absorbe -en intestino delgado yparte alta del yeyuno- sólo el 5% (0,75-1.5 mg/día). Diariamente se pierde 1mg de Fea través de la orina, heces, sudor, descamacióncelular, piel y aparato digestivo. Esto significaque el aporte diario de Fe (aprox. 1 mg/día) estámuy igualado a las pérdidas (aprox. 1 mg/día);además, en las mujeres en edad fértil existeuna pérdida adicional por la menstruaciónmensual de unos 20 mg de Fe/ mes.

Dada la fragilidad de dicho equilibrio, cuandolas pérdidas de Fe superan a la ingesta,descienden los depósitos de Fe y se produceferropenia que se manifiesta, en su presen-tación más común, en 5 fases progresivas(Tabla I) que finalmente conducen a un cua-dro de anemia caracterizada –en su formamás típica-por hematíes pequeños y pálidos(anemia microcítica e hipocrómica) (1, 3, 4).

Aunque la OMS describe la ferropenia comoel trastorno nutricional más común, juntocon la anemia a la que da lugar, el déficitnutricional como causa única de ferropenia esinfrecuente en los países desarrollados, salvoque exista un incremento de las demandasde Fe como por ejemplo en la mujer gestante,el crecimiento de niños y adolescentes, la actividad deportiva o los trabajos con cargafísica importante.

Estado actual del tema

A pesar de los avances sanitarios y específica-mente en el campo de la Hematología y laNutrición, la anemia ferropénica continúasiendo actualmente la alteración hematológicade mayor prevalencia a escala mundial (1, 3, 4)y es la causa más frecuente de las anemias en la práctica clínica diaria de los paísesdesarrollados, tanto en ámbito extrahos-pitalario como hospitalario. En los paísesindustrializados afecta a un 2-5% de losadultos (hombres y mujeres postmenopáusicas)y asciende al 10% en las mujeres de edadreproductiva.


Tabla I. Fases de la ferropenia (4)

FASE 1

FASE 2

FASE 3

FASE 4

FASE 5

La pérdida de fe supera a la ingesta.Agotamiento progresivo de los depósitos Fe

El agotamiento de los depósitos de Fe no puedesatisfacer las exigencias de la médula eritroide

Anemia *** asintomática

Anemia franca pero aún asintomática

Anemia microcítica e hipocrómica

Hb normalFe sérico normalFerritina↓ *Transferrina↑**Capacidad fijación de Fe↑

Fe sérico↓Receptor de Ferritina serica↑Transferrina ↑Saturación Transferrina ↓

Hematíes e índices normales

1º: microcitosis2º: hipocromía

Aparición de síntomas y signosdetectables en la exploración física

* ↓ : Disminuido** ↑ : Aumentado.*** : Criterios de anemia según OMS: Hemoglobina (Hb) <12 mg/dl en mujeres y <14 mg/dl en varones.

1 7 5Ferropenia y otras alteraciones del metabolismo del hierroCapítulo 10

Tabla II. Causas de anemia ferropenia (1, 4, 18, 23)

Frecuentes en países desarrollados

Metrorragias/ menstruación abundanteGestaciónDietas desequilibradas:

(Malnutrición por dietas vegetarianas,dietas milagro para adelgazar etc)

Pólipos colónicos benignosIngesta de Acetilsalícilico (AAS) y

Antiinflamatorios no esteroideos (AINES)AngiodisplasiaCáncer de colonCáncer de estómagoColitis UlcerosaEnfermedad celíacaEnfermedad de CrohnGastrectomía

Frecuentes en paísesen vías desarrollo

Desnutrición/ Déficitnutricionales

Parásitos intestinalesAnquilostoma duodenalNecator americano

Otras causas

Cáncer esófagoCáncer vejigaCarcinoma ampolla VaterDivertículo de MeckelEnfermedad Rendu-OslerEnfermedad de WhippleEsofagitisLinfoma ID*Leiomioma IDOtros tumores de IDPólipos duodenalesÚlcera péptica g-i **

*ID: Intestino Delgado **g-i: gastrointestinal

La etiología es múltiple (Tabla II). Además delincremento de las demandas en determinadasedades y situaciones referidas, cabe destacarque en varones adultos y en mujeres postme-nopáusicas las causas más frecuentes deferropenia y de anemia ferropénica son laspérdidas de hierro producidas por patologíasdel tracto gastrointestinal (fundamentalmentecolon y estómago) que cursan con hemorragias(un 10-15% de dichas lesiones son neoplasiasmalignas) y las hemorragias digestivas inducidaspor la ingesta de AAS (Acido Acetil Salicí-lico) y otros AINES (AntiInflamatorios No Esteroideos). En las mujeres en edad fértil la causa principal de ferropenia es la pérdidade origen menstrual, pero siempre debeninvestigarse otros posibles mecanismos puesalguno de ellos son potencialmente graves(tumores...). Entre los procesos que causanmalabsorción de hierro, el más frecuente esla Enfermedad Celíaca.

En los países industrializados –a pesar de lascampañas y recomendaciones sanitarias quefomentan los hábitos dietéticos saludables–,los patrones alimentarios de la dieta medi-

terránea han evolucionado de forma pocofavorable y se han incrementado los casos de“malnutrición” por dietas desequilibradas(“dietas milagro para perder peso”, vegeta-rianos, “modas dietéticas” etc.). Estas dietasconducen a deficiencias de vitaminas y mineralesy alteraciones metabólicas y son peligrosas parala salud. La Agencia Española para la SeguridadAlimentaria (AESA) ha clasificado reciente-mente como “dietas milagro” sin fundamentocientífico y con riesgo para la salud numerosasdietas de las más populares y difundidasentre la población general (18, 21) (Tabla III).

Tabla III. Principales “Dietas Milagro”–desequilibradas y nocivas– (18),

Clasificación AESA 2007 (Agencia Española de Seguridad Alimentaria)

http://www.aesan.msc.es/aesa/web/AesaPageServer?idpage=89&idcontent=7239

“Dieta del grupo sanguíneo”“Dieta de Montignac”“Dieta de la Luna”“Test de Alcat”

“Dieta disociada”“Dieta Atkins”“Dieta clínica Mayo”“Dieta de la Sopa”

Todas esas dietas desequilibradas puedenprovocar deficiencias de proteínas, vitaminasy minerales porque hacen descender muchoel peso corporal en las primeras semanas a base de una destrucción de las proteínascorporales y pérdida de masa muscular cuyo tejido es muy rico en agua, con lo que se elimina mucho líquido al principio.Como consecuencia, en el organismo seponen en marcha potentes mecanismosnerviosos y hormonales que se oponen a esapérdida brusca de peso (más de 5 kg por mes)con un mayor ahorro energético e incrementodel apetito. Estos mecanismos hacen quetodas esas “dietas milagro desequilibradas”favorecen el efecto “rebote” porque conducena una rápida recuperación del peso perdido encuanto se vuelve a comer de modo habitual,y ese peso recuperado se debe fundamental-mente a la formación de tejido graso que es,precisamente, el que puede originar problemasde salud y que se reduce cuando seguimosuna dieta equilibrada (18).

No hay que olvidar, además, que en un mismopaciente puede confluir más de una causa deanemia o de alteraciones de la regulación delhierro, por lo que se debe hacer un estudiointegral de los mismos.

La experiencia clínica refleja que, a pesar delgran avance en el conocimiento médico sobrela anemia ferropénica, dicha patología nosiempre es fácil de diagnosticar, porque:pueden confluir varias causas, puede debersea una etiología potencialmente grave, se detectan muy frecuentemente manejosterapéuticos inadecuados de la ferropenia y de la anemia ferropénica que inducen aerrores diagnósticos y porque hay factoresetiopatógénicos no bien conocidos que debencontinuar siendo investigados (3, 17, 20, 23).

Es habitual encontrar muchos pacientes conanemia que son tratados sistemáticamentepor sus médicos con hierro oral sin haberefectuado ningún estudio diagnóstico previo

ni investigación alguna del origen de la ferro-penia y/o anemia, o bien sobre los que sólo seha efectuado un estudio incompleto. Otroerror frecuente es la utilización de productosfarmacológicos de hierro a dosis subtera-péuticas, lo que impide la recuperación de laanemia (1, 3, 4), con pacientes que acuden aconsulta refiriendo “anemia crónica” y quereciben tratamientos “intermitentes” con Feoral. Se pueden generar de este modo dudasdiagnósticas e interpretaciones incorrectasde una anemia ferropénica inadecuadamentetratada como una “anemia resistente al hierrooral” o malabsorción del hierro. Todo ello puedeconllevar importantes retrasos en la resoluciónde la anemia y de la causa que la produceque mientras no se investigue y solucione podríaseguir progresando, con enorme repercusiónsobre la evolución y pronóstico del paciente,sabiendo que una de las causas más frecuentesde anemia ferropénica en el adulto son lashemorragias (principalmente del aparatodigestivo) y que en algunos casos la causa delas mismas es un tumor maligno.

Siempre que se diagnostica una ferropeniadebe investigarse la causa/s y tratarse de modocompleto. El tratamiento con Fe oral (preferible-mente con sales ferrosas por su mejor absorciónintestinal) debe mantenerse al menos tres mesesmás después de que las cifras de Hemoglobinase hayan normalizado, y es necesario efectuarel seguimiento y control periódico post trata-miento del paciente. En las anemias ferropé-nicas muy severas puede ser útil administrarconcomitantemente ácido fólico ya que lasdemandas de Fólico están incrementadas porel aumento en la síntesis de Hemoglobina queocurre al iniciar el aporte de Fe, y valorar tambiénotros déficits de vitaminas o minerales (1, 3, 4).

Síntomas clínicos de Anemia Ferropénica:

Pueden ser debidos a la anemia, a la deficienciaespecífica de hierro, a la existencia de patologíasubyacente o bien a la combinación de estostres aspectos. (1, 4). (Figura 1).


a) Síntomas debidos a la anemia:

Según el tiempo de evolución de la ferropeniay el tiempo que tarde en instaurarse la anemialos síntomas serán variables. En anemias conHb <7 g/dl generalmente aparecen comosíntomas cansancio, fatigabilidad fácil,sensación de debilidad, cefalea, episodios de mareos y sensación de inestabilidad oepisodios de tipo vértigo; también puedenaparecer, acúfenos (“pitidos en el oido”),alteraciones del gusto, irritabilidad e incluso

cambios en la conducta o estado de ánimodeprimido, trastornos de la menstruación(amenorrea), molestias gastrointestinales y pérdida de la líbido. En anemias aún másseveras se pueden desencadenar disnea(dificultad respiratoria) con insuficienciacardíaca y shock en los casos más graves.

Sin embargo en los casos de anemia crónicainstaurada lentamente tras un largo tiempode evolución, el paciente puede mantenerseasintomático incluso con Hb<7 g/dl.


FIGURA 1 | Síntomas por defecto del hierro

Disfunción de EnzimasCelulares

que contienenFe

$Ferritina

A la DEFICIENCIA ESPECÍFICA DE HIERRO

$DopaminaSd. Piernas Inquietas

$Trastornos del sueño

Pat Gástrica Pat. Intestinal Sd. OrgánicoGeneral de tumores

Enf. Hereditaria Déficit Vitamina C

Factores que influyen-Tabaquismo y alcoholemia

Escorbuto Hemorragia

!!

-Alt. hábito intestinal-Rectorragias

-Pérdida peso-Anorexia-Astenia

-Sd. Peutz Jeghers-Sd. Rendu Osler

-Ardores-Dispepsias

-Vaginales-Gástricas-Urinarias-Nasales

-Rectorragia

Hemorragias

A PATOLOGÍA SUBYACENTE

-$Absorción intestinal Fe-Interf. Metabolismo Fólico

A la ANEMIA

-Cansancio-Fatigabilidad fácil-Debilidad-Cefalea-Mareos-Molestias gástricas-Inestabilidad, vértigos

-Acúfenos-Alt. Gusto-Irritabilidad, Alt. conducta

-Ánimo depresivo-Amenorrea-Disminución líbido

Graves -Disnea-ICC-Shock

{

{ -Astenia-$Resistencias Tejidos-Pagofagia-Glositis-Estomatitis angular-Queilosis-Coiloniquia-Mb Esofágica

Disfagia$

b) Síntomas debidos a la deficiencia espe-cífica de hierro:

Se ha descrito astenia y disminución de laresistencia como consecuencia de un efectodistinto sobre los tejidos por la ferropenia,posiblemente por disfunción de las enzimascelulares que contienen Fe (4).

El “Síndrome de las piernas inquietas”,caracterizado por la necesidad imperiosa demover las piernas y por la presencia de sensa-ciones molestas o disestesias que empeorancuando se está en reposo, durante el atardecery por la noche, se debe a una disfuncióndopaminérgica en determinados momentosdel día en el que la carencia de hierro actúacomo un agente causal relevante. La ferropeniafavorece el descenso de dopamina, y enaproximadamente la mitad de los pacientescon dicho síndrome existe hipoferritinemia;al parecer no se trata sólo de un problema de almacenamiento del hierro sino tambiénde un problema en alguna de las proteínasque intervienen en la reutilización del hierro, por lo que “el problema es más complicadoque una simple anemia” (5). Esta patologíaes más frecuente en mujeres y a partir de los35-40 años y los síntomas empeoran por lanoche dificultando el sueño nocturno.

Otros síntomas específicos de ferropenia encasos crónicos y graves son: pica-pagofagia(deseo de ingerir polvo, pintura, hielo...),inflamación de lengua, labios y mucosa de laboca (“glositis”, “queilosis”, y “estomatitisangular” respectivamente) y uñas cóncavasen “forma de cuchara” (coiloniquias), y másraramente, dificultad para deglutir debida ala formación de una membrana esofágica(Síndrome de Plummer-Vinson).

c) Síntomas debidos al proceso o patologíasubyacente:

En algunos pacientes existen síntomas queorientan hacia una patología orgánica de base,bien gástrica (molestias epigástricas, “ardores”),

bien intestinal (cambios en el hábito intestinal,sangrado rectal...) que obligarían a investigaruna posible patología gastro-intestinal, inclu-yendo cáncer.

Es imprescindible investigar en profundidadcualquier tipo de hemorragia padecida porlos pacientes con ferropenia –y por las quemuchas veces no han efectuado consultamédica– (hemorragias nasales, vaginales,urinarias, rectorragias...).

El llamado síndrome general orgánico (pérdidade peso + astenia + anorexia) debe hacerpensar en un tumor maligno.

Existen enfermendades hereditarias queconllevan anemia ferropénica como laEnfermedad de Peutz-Jeghers (con póliposintestinales que pueden ser potencialmentemalignos y máculas hiperpigmentadasalrededor de labios y boca), o la Enfermedadhereditaria de Rendu Osler (con sangrado por las fosas nasales (epistaxis) y dilatacionescapilares en labios (telangiectasias).

El déficit de Vitamina C (que provoca elEscor-buto) disminuye la absorción del hierroen el intestino e interfiere con el metabolismodel ácido fólico, por lo que la Deficiencia deVitamina C se suele asociar a anemia porfalta de hierro y fólico, anemia agravadaademás por la sintomatología propia delEscorbuto (hemorragias cutáneas, encíasinflamadas y de sangrado fácil, hemorragiasinternas) , que obl iga a t ratar a estospacientes con Vitamina C + Hierro+ ÁcidoFólico (24).

¿Qué otras alteraciones delmetabolismo del hierro nos preocupan?

En el diagnóstico diferencial de las anemiasmicrocíticas hay que tener en cuenta losdefectos en el transporte del hierro, en lautilización del hierro y en la biodisponibilidaddel hierro (Tabla IV).


La anemia inflamatoria o anemia asociada alas enfermedades crónicas es la segunda causade anemia más frecuente en el mundo despuésde la anemia ferropénica debida a las pérdidasde hierro (4, 9, 12). Este tipo de anemia, quetambién es hipocrómica, se produce comoconsecuencia de la activación de mediadoresque regulan la respuesta inflamatoria y delsistema inmunológico humano y conllevauna disminución de la biodisponibilidad delhierro necesario para la formación de glóbulosrojos (eritropoyesis). Los hallazgos clínicos sonhabitualmente los de la enfermedad subya-cente (infección, inflamación o cáncer) y el trata-miento más importante en este tipo de “anemiainflamatoria” es el de la enfermedad de base.

Hasta hace unos años sólo se conocían tresproteínas fundamentales que intervienen enel metabolismo del hierro (transferrina, ferritina

y el receptor de transferrina), pero en los últimosaños se han detectado varios factores genéticosy péptidos nuevos implicados en la regulacióndel hierro. Entre ellos destaca la Hepcidina,péptido que disminuye la absorción del hierroen el intestino cuando se produce sobrecargade hierro o ante estímulos patogénicos comola inflamación y determinados procesosinfecciosos. El aumento de Hepcidina enrespuesta a la inflamación puede actuarcomo estrategia defensiva en el organismohumano al impedir el acceso de los microor-ganismos infecciosos al hierro que necesitanpara su crecimiento y proliferación (9, 11).

El exceso de Hepcidina puede conducir a unaanemia hipocrómica (anemia de la inflama-ción, anemia de enfermedades crónicas) y sudéficit a la sobrecarga de hierro (9, 11, 12, 13).


Tabla IV. Diagnóstico diferencial de la anemia microcítica (Adaptada de 4)

Sangre periférica

Sideremia

Capacidad defijación del Fe

SaturaciónTransferrina (%)

Ferritina sérica*

**Ferritinaeritrocitaria

Hierro medular

Ferropenia

M>H

$

#

<10

<12

<5

Ausente

Defectotransporte de Fe(Atransferrinemia)

M>H

$

$

0

–

–

Presente

Defecto utilizaciónde Fe(Hemoglobinopatía,Talasemia, AnemiaSideroblástica oMielodisplásica)

M>HCélulas en dianapolicromatófilasHematíes punteados

#

N

>50

>400

>50

#Sideroblastos en anillo

Defectobiodisponibilidad de Fe(Anemia de la inflamación y de lasenfermedades crónicas)

M>H

$

$

>10

30-400

5-45

Presente

M= Microcitosis H= Hipocromía $ = Bajo # = Alto N = Normal*Ferritina sérica: valor normal 30-300 ng/mL ** Ferritina eritrocitaria: valor normal 5-48 atogramos/hematíe


Patología por sobrecarga férrica

La enfermedad más importante por sobrecar-ga de hierro es la hemocromatosis, que estáconsiderada como la enfermedad genéticamás frecuente en la población humana deorigen caucásico (9); es un trastorno heredi-tario del metabolismo del hierro que produceun aumento de su absorción intestinal y undepósito anormal, excesivo y progresivo delhierro en distintos órganos y fundamental-mente en el hígado, conduciendo a lesión delos mismos. Se ha descrito que la Hepcidinaestá implicada en el origen y desarrollo de laHemocromatosis tipo 1, ligada a determina-das mutaciones genéticas (4, 9, 11, 12, 13).

Impacto en la población laboral dela Ferropenia y otras alteraciones del metabolismo del Fe

Muchos trabajadores que se encuentran enactivo y que padecen ferropenia atribuyenerróneamente al estrés laboral o a la carga detrabajo síntomas que se presentan por laanemia o que se acentúan a consecuencia de la misma (cansancio, debilidad, cefalea,fatigabilidad, irritabilidad, ánimo depresivo...)y permanecen sin diagnosticar durante largosperiodos de tiempo hasta que el empeora-miento franco de los síntomas iniciales les conduce a la consulta médica. (Tabla V).

La fatiga, o falta de energía y somnolencia,refleja a menudo exceso de trabajo, perotambién puede ser un indicador importante

de la existencia de una deficiencia nutricional,siendo la más común la de hierro (asociada ono a otros déficiti de vitaminas como Fólico,vitaminas del grupo B etc.).

Una de las consecuencias más relevantes dela ferropenia y la anemia ferropénica es ladisminución en la capacidad para trabajar y eldescenso del rendimiento físico e intelectualen el trabajo.

Los síntomas más comunes en la poblaciónlaboral incluyen: lentitud, bajas defensas, bajaresistencia al esfuerzo, disminución de la produc-tividad relacionada con las tareas repetitivas ydescenso de la productividad laboral en relacióna las tareas intelectuales o con altas exigenciasmentales (cualitativas y cuantitativas).

El “Síndrome de las piernas inquietas es unproceso en el que el déficit férrico altera elfuncionamiento dopaminérgico, afecta másfrecuentemente a mujeres a partir de los 35-40 años, con empeoramiento nocturno delos síntomas, deterioro de la cantidad y calidaddel sueño nocturno y su potencial repercusiónnegativa en las actividades laborales diarias.

En el ámbito laboral, la ferropenia conllevaimportantes consecuencias socioeconómicas:la Organización Mundial de la Salud (OMS)informa de un 17 a un 30 por ciento dedisminución en el rendimiento y en la capa-cidad para el trabajo físico o trabajo manualpesado y de una pérdida del 5 por ciento deproductividad en las tareas intelectuales y dealta exigencia mental, debidas a la ferropenia.

Tabla V. Síntomas comunes en población laboral con ferropenia/anemia

Disminución de la capacidad para trabajarLentitudBajas defensasMenor resistencia al esfuerzoDisminución de un 17-30% de la capacidad para el trabajo físico o manual pesadoDisminución de la productividad en tareas repetitivasPérdida de hasta un 5% de productividad en tareas intelectuales y de alta exigencia mentalIncremento absentismo


Tabla VI. Fases para el estudio EIS (Evaluación Impacto Salud) (6, 8, 19)

1ª) “Screening”: primera valoración sobre si la intervención objeto del estudio puede ocasionar algún impactoen la salud y qué aspectos de ésta podrían ser más afectados por la intervención

2ª) “Scoping”: planificar; determinar las cuestiones más relevantes de salud que tendremos que tener encuenta en la fase 3ª:

3ª) “Appraisal or assesment”: cuantificar el potencial impacto sobre la salud y el bienestar de la población afectada4ª) “Adjusting the proposed decision or intention”: estrategias para que los gestores adopten las

recomendaciones indicadas por el informe resultante de la EIS5ª) “Monitoring and evaluation”: evaluar si las recomendaciones propuestas en la EIS se han realizado

de modo efectivo y si han logrado un efecto positivo sobre la salud. En caso de respuesta negativa, se debe analizar por qué dichas recomendaciones no se implantaron o por qué si se implantaron no consiguieron el efecto positivo esperado.

FIGURA 2 | Alteraciones del Hierro. Impacto en la Población Laboral

Y las deficiencias en micro-nutrientes repre-sentan una pérdida del 2 al 3 por ciento delPBI en los países en vías de desarrollo.

El “Informe sobre la Salud Mundial 2002” de laOMS (19) informó que, en relación con el coste,son muy efectivos los programas para reducirel riesgo de las enfermedades no transmisibles,incluidas las alteraciones del metabolismo delFe, mediante el fomento de una dieta equili-brada y los cambios de hábitos nocivos porhábitos “saludables”. Estos programas debenser introducidos en el contexto de la Prevenciónde Riesgos Laborales a través de los MédicosEspecialistas en Medicina del Trabajo que rea-lizan la Vigilancia de la Salud de los trabajadores,pudiendo jugar un importante papel en laprevención y promoción de la salud de losmismos. El Médico del Trabajo también debeparticipar activamente en la detección precozy diagnóstico diferencial de las “anemiasinflamatorias” y sus causas subyacentes(inflamación, infección, cáncer) en todos lostrabajadores de riesgo y debe desarrollarprocedimientos de estudio y seguimiento

médico laboral específicos para la vigilanciade la salud de aquéllos que desempeñantareas con productos químicos con potencialtóxico radiactivo y/o carcinógeno, y agentesbiológicos patógenos de humanos.

Por otro lado, también es necesario estudiar lassituaciones de sobrecarga férrica en la pobla-ción trabajadora, pues aunque los estudios pordeficiencia férrica han monopolizado hastahace pocos años las investigaciones sobre elFe, son numerosas las publicaciones recientesque están detectando una importante preva-lencia de las alteraciones por sobrecargaférrica y que requieren ser investigadas en elmomento actual (9, 10, 11, 14) (Figura 2).

Por todo ello, se considera necesario profun-dizar en el estudio de las alteraciones delmetabolismo del hierro en la poblacióntrabajadora, mediante un nuevo abordaje en laMedicina del Trabajo y la Vigilancia de la Saludde los trabajadores, a través de un estudio deEvaluación de Impacto en la Salud (EIS) (8)siguiendo los criterios de la OMS (Tabla VI).

13%

84%

2,7%

15%

72%13%

15%

78%7%

Estudio Framingham (2001)n=1016; edad: (67-96) años

Estudio Cataluña (2003)n=1300; edad: (50+30) años

Estudio CSIC Madrid (2007)n=99; edad: (18-70M) años

Fe Normal Fe Bajo Fe Alto

Algoritmo para el estudio de la ferropenia y otras alteracionesdel metabolismo del hierro en los trabajadores y su medio laboral (a través de Unidad de Medicina del Trabajo/ Salud Laboral y Vigilanciade la Salud de los trabajadores)

Objetivos

1) Facilitar una Evaluación de Impacto en laSalud (EIS) de las alteraciones del hierro enuna población de trabajadores, siguiendolos criterios de la OMS, fundamentalmen-te en la fase 3ª) “Appraisal or assesment”(cuantificar el potencial impacto sobre lasalud y el bienestar de la población traba-jadora afectada).

2) Integrar el análisis de las alteraciones de lahomeostasis del Hierro en los protocolosde vigilancia sanitaria específica y vigilanciade la salud para trabajadores con riesgospotenciales en sus puestos de trabajo(fundamentalmente aquéllos que efectúantareas de riesgo químico/ tóxico, físico –incluyendo radiaciones ionizantes, trabajosen altura, maquinaria peligrosa etc.– y/o biológico).

3) Diseñar estrategias de prevención (preven-ción primaria y secundaria) y promociónde la salud en el medio laboral.

Metodología

Se propone integrar en los Protocolos de vigi-lancia sanitaria específica, para su aplicacióna todos los trabajadores en el ámbito de laMedicina del Trabajo y la Vigilancia de la Saludy específicamente para aquéllos que efectúantareas en puestos de potencial riesgo (químico,biológico, físico –incluyendo radiaciones ioni-zantes –categorías A y B de RD 783/2001),

un estudio analítico en sangre que incluyasistemáticamente, además del estudio bio-químico y hematológico, la determinación de:Hierro sérico, Ferritinemia, Transferrina, Índicede Saturación de la Transferrina (IST) (Hierrosérico/ Capacidad de fijación total del Fe x100),Reticulocitos, Proteinograma completo conInmunoproteínas IgA, IgG e IgM, y al menosdos parámetros como reactantes de faseaguda: VSG (Velocidad de sedimentaciónglobular) y Proteína C Reactiva. Asimismo, se realizará en todo caso estudio sistemáticode orina con sedimento urinario.

En la práctica, una anemia con hipoferritinemiaes diagnóstico de anemia ferropénica, pero laferritinemia también es un reactante de faseaguda que se puede elevar por la inflamación,infección y el cáncer; también puede elevarsepor la obesidad y la diabetes, dado que en ambos existen procesos inflamatoriossubyacentes; por este motivo, pueden existirerrores de apreciación sobre una ferritinemiasupuestamente “normal”.

Estudios recientes en 2006 (20) han demos-trado que las mujeres adultas obesaspresentan un mayor déficit de Fe frente a las no obesas, por lo que se propone analizarel Receptor de la Ferritina, que no se altera ni por la inflamación ni por la obesidad ni porla diabetes, por ser éste un buen marcadorsérico para detectar la deficiencia de Fe en mujeres obesas.

En la Historia clínico laboral se detallarán ante-cedentes personales patológicos, antecedenteslaborales, puesto actual y puestos previos:descripción de puesto, fechas, antigüedad,evaluación de riesgos, tipo de riesgo y tipo de tareas, accidentes o incidentes y medidasde protección usadas. En trabajadores conriesgo químico se valorará efectuar controlanalítico biológico específico en aquéllos quetrabajen con productos tóxicos susceptiblesde inducir anemia (Tabla VII).


La valoración nutricional básica debe formarparte de los exámenes de salud realizados porlos Especialistas en Medicina del Trabajo y Vigi-lancia de la Salud en el ámbito laboral, así comode los estudios epidemiológicos que permitanla detección de personas de riesgo, pues reflejansi es adecuado o no el resultado del aporte,absorción y utilización de los nutrientes. Dichavaloración incluirá el estudio de los comparti-mentos proteico y graso y determinacionesdel estado de inmunidad (15). (Figura 3).

En la exploración física se han de registrarsistemáticamente los datos antropométricos:talla (m), peso (Kg), y el Indice de Quetelet o Indice de Masa Corporal (IMC): peso (Kg)/Talla2 (m) por ser el que mejor se correlacionacon la proporción de grasa corporal (Tabla VIII).


Tabla VIII. Clasificación del IMC(criterios OMS)

(IMC= peso (kg) /talla2 (m)

• < 16: Criterio de ingreso

• 16 a 17: Infrapeso

• 17 a 18: Bajo peso

• 18 a 25: Peso normal (Saludable)

• 25 a 30: Sobrepeso (Obesidad grado I)

• 30 a 35: Sobrepeso crónico

(Obesidad grado II)

• 35 a 40: Obesidad premórbida

(Obesidad grado III)

• >40: Obesidad mórbida (Obesidad grado IV

Tabla VII. Listado no exhaustivode riesgos químicos susceptibles

de inducir anemia

Trinitrotolueno

Aceites de motores

Naftalina

1-Metil Naftalina y 2-Metil Naftalina

Benceno

1-2 Dicloropropano

Plomo

Metilmercaptano

Dinitrobenceno

1,3,5 Trinitrobenceno

FIGURA 3 | Algoritmo para el estudio de ferropenias en entorno laboral de riesgos específicos(Metodología)

*IMC= peso (Kg)/ Talla2 (m)

Valoración Global

Anamnesis C. Protéico

Proteinograma-Peso-Talla-IMC*

-Peso-Talla-IMC*

-Hipersensibilidadcutánea

-Linfocitos-Inmunoproteínas

C. Graso V. Inmunidad

Examen Físico

Valoración Nutricional Básica en medio laboral

P. Complementarias

En la anamnesis, anotaremos, además de lasenfermedades y síntomas presentes, la dietahabitual que realiza el trabajador (déficit dela ingesta de algún nutriente etc.), actividadfís ica, y otras que puedan influir en lanutrición del trabajador (origen geográfico,satisfacción o no con la situación laboral,disfunción en las relaciones personales,laborales y familiares).

En la malnutrición disminuye el número total de linfocitos T, sin alteración de loslinfocitos B ni las inmunoglobulinas-, losfactores de complemento C1, C2, C3 y C5descienden en la malnutrición, con normalidaden C4 (15).

Según informó la Comisión de las Comu-nidades Europeas en el “Libro verde” parafomentar una alimentación sana y la actividadfísica como prevención de las alteraciones delpeso corporal y las enfermedades crónicas(16), el lugar de trabajo constituye un lugarprivilegiado para fomentar una alimentaciónsana y la práctica de una actividad física ypara fomentar los cambios necesarios en loshábitos de vida; los Especialistas en Medicinadel Trabajo deberían incluir en los estudiosmédico laborales recomendaciones sobreambos aspectos de modo individualizado encada trabajador, según el tipo de puesto ytareas, actividad extralaboral, enfermedadespresentes y antecedentes patológicos y suestado actual de salud. De la misma manera,aquellas empresas cuyos comedores ofrecenopciones dietéticas saludables y un entornopropicio a la práctica de una actividad física(por ejemplo, poniendo a disposición duchasy vestuarios), pueden contribuir de modoimportante a la promoción y prevención de lasalud en el lugar del trabajo (16, 17).

Conclusiones

1. Las alteraciones del metabolismo férricotienen una alta prevalecía por defecto ypor exceso.

2. Constituyen un problema de salud públicacon potencial impacto en la salud laboral,que debe ser estudiado de un modo integral,especialmente en puestos con riesgo.

3. Los Servicios de Medicina del Trabajo sonidóneos para la detección precoz de lasalteraciones del hierro y la promoción dehábitos de vida saludables.

4. La integración del estudio del hierro dentrode los procedimientos de la Vigilancia de la Salud específica en medio laboralpuede ser rentable desde el punto de vistaCoste /Beneficio en prevención de patologíasprevalentes.

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Capítulo 11

Detección de mutaciones y su implicación en estados patológicos del metabolismo del hierro

1 8 9

Resumen

El hierro es un mineral imprescindible para lavida que se ingiere con la dieta y que en canti-dades elevadas resulta tóxico. Debido a ello,el organismo humano está genéticamenteprogramado para absorber bajas cantidades,s i bien este del icado equi l ibr io puederomperse, produciendo un exceso o unacarencia de hierro. En el control de este sistemaintervienen por lo menos una docena degenes, aunque cada vez son más los queparecen intervenir pese a no saberse a cienciacierta la relación causal que les une. Todoesto ha llevado a postular la existencia de unabase genética de las disfunciones del meta-bolismo del hierro. Dado que la mencionadabase genética pretende ser demostradamediante las nuevas técnicas de genotipadomasivo (SNPlex, arrays, etc.) y el ulterior análisisde datos, el presente capítulo pretendedescribir el estado de la cuestión y apuntaralgunas posibles estrategias para dirimir larealidad o no de dicha base genética.

Abreviaturas: CNV, Copy Number Variants ovariantes por número de copias; DMT-1,transportador de metales divalentes; HAMP,gen de la hepcidina; HCP-1, proteína transpor-tadora hémica 1; HFE; gen de la hemocroma-tosis; HH, hemocromatosis; HJ, hemocromatosisjuvenil; HJV, gen de la hemojuvelina; DHPLC,Denaturing High Pressure Liquid Chroma-tography o cromatografía desnaturalizantede alta resolución; SSCP, Single StrandedConformation Polymorphism o polimorfismode conformación de monohebras; pb, paresde bases; PCR, Polimerase Chain Reaction oreacción en cadena de la polimerasa; SNP, SingleNucleotide Polymorphism o polimorfismo deun único nucleótido; Tf, gen de la transferrina.

Introducción

El hierro es un mineral imprescindible para la viday que se encuentra en casi todos los organismosvivos, pero que en cantidades elevadas resultatóxico. En la especie humana, el contenido totalde hierro es de 40-50 mg por kg de peso.

Detección de mutacionesy su implicación en estados patológicos del metabolismo del hierroEduardo Arroyo1, Mª Pilar Vaquero2

1Laboratorio de Genética Forense y Genética de Poblaciones.Departamento De Toxicología y Legislación Sanitaria.Facultad de Medicina. Universidad Complutense de Madrid.

2Departamento de Metabolismo y Nutrición. Instituto del Frío. Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), Madrid.

Capítulo 11

De este total, entre el 60 y el 70 % formaparte de la hemoglobina, el 15% forma partede la mioglobina y enzimas diversas (catalasas,peroxidasas, oxigenasas, etc.) y el 20-30%restante se encuentra en diversos depósitos.Sólo una pequeña cantidad –el 0,2% o entre3 y 5 mg– se halla en estado circulante unidoa la transferrina.

El proceso digestivo constituye el principalregulador fisiológico del hierro corporal dadoque una vez absorbido los mecanismos paraexcretarlo son ineficaces. Por ello, el organismohumano está genéticamente programado paraabsorber bajas cantidades y mantener bastanteconstante el hierro corporal. Este delicado equi-librio puede romperse, produciendo un excesoo una carencia de hierro, de manera que losindividuos con trastornos del metabolismo delhierro, es decir, con sobrecarga o deficiencia,poseen mecanismos de absorción alterados.En general, el exceso de hierro puede conducir,por ejemplo, a patologías como hemocroma-tosis mientras que la deficiencia del mismoconduce a la anemia. En el extremo corres-pondiente al exceso de hierro, cuya mejorrepresentación es la típica hemocromatosishereditaria (HH), es sobradamente conocidala relación entre la hemocromatosis del adultoy la existencia de ciertas mutaciones comoC282Y y/o H63D (1-3). Además de la HH,existen situaciones patológicas en las que seda una sobrecarga férrica secundaria (hemo-cromatosis secundaria), que constituye unacomplicación severa de le enfermedad conmanifestaciones clínicas superponibles a la HH.Estas patologías por sobrecarga entran en laclasificación de enfermedades raras (prevalenciaestimada 1/1.000 personas). Por su parte, ladeficiencia de hierro es la antesala de la anemiaferropénica y constituye un problema de saludpública a nivel mundial (4). Como casi todaslas enfermedades de proporciones epidémicas,tiene una causalidad multifactorial, desem-peñando papeles destacados la alimentación,género, situación fisiológica y genotipo.

Desde el punto de vista genético, y mientras nose disponga de datos concretos, la deficienciade hierro debe ser considerada una alteraciónmultigénica.

Pecando quizás de una esquematizaciónexcesiva, algunos autores han intentadosintetizar las situaciones de exceso y defectode hierro a modo de los extremos opuestosdel amplio espectro de fenotipos posiblesdentro de los desordenes del metabolismodel hierro (5) (ver Figura 1). Cuando el indi-viduo se sitúa en el centro de este espectro,dentro del rango de fenotipos no patológicos,decimos que dicho individuo mantiene suhomeostasis.

Genes implicados en el metabolismo del hierro

En promedio se absorbe aproximadamente el 10% del total de hierro ingerido, debido a que el individuo sano tiene escasas nece-sidades de hierro. Factores como la ingestadel micronutriente, sus depósitos, la hipoxiatisular y la presencia de determinados compo-nentes de los alimentos, pueden favorecer ono la absorción.


FIGURA 1 | Espectro de patologías del meta-bolismo del hierro con la hepcidina comoelemento central (5). HJ, Hemocromatosisjuvenil; HH, hemocromatosis hereditaria.

Figura 1. Espect o de tologí l me bolismo del hie on

(5) HJ, He osis juvenil; HH, he

La mayor parte del hierro presente en losalimentos está en forma inorgánica, salesferrosas y férricas, y este hierro es muy sensiblea inhibidores como por ejemplo: el ácido fítico y ciertos polifenoles, que lo insolubilizane impiden su transporte a través de los ente-rocitos. Por el contrario, el hierro orgánico del núcleo hemo, presente en los alimentosde origen animal, es mucho más inertefrente a inhibidores, absorbiéndose el 25-40% independientemente del conjuntode la comida que lo aporta. La Figura 2presenta un esquema de la absorción intestinaldel hierro (6).

Durante los últimos años, a raíz del estudiode la hemocromatosis juvenil, algunos autoreshan postulado el papel central de ciertasproteínas hasta ahora no implicadas en desór-denes del hierro, como son los de la hepcidina(7, 8) y la hemojuvelina (5, 8). Algunos de elloshan indicado la posible asociación en la

mayoría de los casos entre la HH juvenil, ellocus de la hepcidina y el locus de la hemoju-velina (9). El gen de la hemojuvelina, tambiénllamado HFE2 y más recientemente HJV, tiene4265 pb y 4 exones y se expresa en numerosostejidos: análisis por northern blot han demos-trado la presencia de mRNA de hemojuvelinaen músculo esquelético, hígado y corazón (5),si bien en los últimos años se ha demostradoque la expresión es más amplia (10). Se transcribeen forma de un mRNA que presenta variospuntos de “splicing” alternativo, los cualesgeneran 3 isoformas de 426, 313 y 200aminoácidos. Al parecer, la hemojuvelinacarece, por el momento, de función conocidaprecisa, pero se cree que tiene un papel en lahomeostasis del hierro debido a que lospacientes con mutaciones padecen sobrecargade hierro y tienen bajos niveles de hepcidina(5, 11, 12). Estudios familiares parecen señalartambién dicha relación (13).

1 9 1Detección de mutaciones y su implicación en estados patológicos...Capítulo 11

FIGURA 2 | Esquema del metabolismo de la absorción de hierro (6). DMT-1, transportador demetales divalentes; HCP-1, proteína transportadora hémica 1.

Figura 2. Esquema del metabolismo de la absorción de hierro (6). DMT-1, transportador de

s diva ; HCP-1, proteína transportadora hémica 1.

LUZ INTESTINALENTEROCITOPLASMA

Fe3+

Ferroreductasa

DMT-1

��-Integrina

HCP-1

Hemo-oxigenasa

ParaferritinaHepastina

Ferroportina

Fe-Hemo

Fe3+

Fe2+

Ferritina

Fe2+

Fe3+

Transferrina-Fe

Apo-transferrina

Fe2+

Fe2+

Fe3+

Fe-Hemo

Por otro lado, la hepcidina, codificada por elgen HAMP, es una pequeña hormona plasmá-tica de 20-25 aminoácidos, proveniente de unprecursor más grande que, unida por puentesdisulfuro, posee actividad anti-microbiana, yse expresa principalmente en el hígado (10).La hepcidina amortigua la absorción intestinalde hierro al tiempo que impide la liberaciónexcesiva del hierro contenido en los macrófagos,uniéndose al transportador de la ferroportina,internalizándolo e induciendo su degradación(5, 14). Hasta hace poco se creía que un déficitde hepcidina conducía a elevados niveles dehierro plasmático y finalmente a una sobre-carga (Figura 1, en página 190).

Así las cosas, los recientes estudios hanpostulado provisionalmente un esquema delos trastornos del hierro en el que la hepcidinadesempeña un papel central, regulado por lahemojuvelina en conjunción con otros factores(11). De acuerdo con esto, los niveles dehepcidina hepática parecen jugar un papelclave en la regulación de la absorción delhierro ingerido en la dieta. La expresión de lahepcidina está, por lo general, disminuida enHH, mientras que se encuentra muy elevadaen la anemia crónica. Dicho de otro modo,niveles elevados de hepcidina producen unadisminución de la absorción intestinal dehierro y unos macrófagos igualmente ricosen hierro. El cuadro correspondiente seríauna anemia inflamatoria genérica. En el otroextremo del espectro estaría la sobrecarga dehierro producida por un déficit de hepcidina.

Los déficit de hepcidina difieren en el adultoy en el individuo joven: resultan moderadosen el caso de la hemocromatosis del adulto yparecen provocar una absorción moderada y un contenido en macrófagos también mode-rado, produciendo una sobrecarga de hierroasí mismo moderada. Sin embargo, en lahemocromatosis juvenil, ambos parámetrosson más severos y la sobrecarga de hierro estambién más severa. Dado que parece que lahemojuvelina modula los niveles de hepcidina,

puede decirse que aquélla incide directamenteen el espectro fenotípico que acabamos dedescribir.

Variabilidad genética y estrategias de futuro

La variabilidad genética de los genes delmetabolismo del hierro ha sido objeto denumerosos estudios poblacionales, en buscade mutaciones que han sido halladas prime-ramente en casos clínicos. Más recientemente,la hepcidina y la hemojuvelina se han estudiadocon la misma estrategia pese a que más bienpoco ha podido concluirse al respecto (15-18).Así, 162 mujeres con problemas de deficienciade hierro presentaron sólo dos casos de hete-rocigosis en sus genes HAMP de la mutaciónI7V. Por si fuera poco, esta mutación, situadaen el segmento del péptido líder sustituyedos aminoácidos bioquímicamente similares,de manera que resulta poco relevante para lafuncionalidad del producto génico (19). En laactualidad, distintos grupos de investigadoresestán llevando a cabo el estudio de secuenciasde genes HJV en individuos deficientes y conproblemas de sobrecarga, no apareciendouna sola variante de la secuencia consenso.Así las cosas, todo parece apuntar a que losgenes HAMP y HJV son secuencias muyconservadas, que admiten pocas alteraciones.Nuestro equipo de investigación ha compro-bado que la mutación G277S del gen de la transferrina, de forma aislada, no explicadiferencias en la absorción de hierro (medidapor isótopos estables) de mujeres en edadfértil (20). Sin embargo, el estudio conjuntode dist intos genes que se asocian consobrecarga y con deficiencia (HFE, HAMP, Tf)ha demostrado la aparición de mutacionesasociadas posiblemente formando haplotipos.Así, se ha observado que la mujeres quepresentan mayor número de mutaciones enlos genes del metabolismo del hierro, parecenser las que tienen peor estado de hierro (19)(ver Tabla I).



Tabla I.Mutaciones en los genes HFE, tranferrina y HAMP de 162 mujeres trabajadoras.(-/-, homozigoto habitual; +/-, heterozigoto mutante; +/+, homozigoto mutante) (19)

Genotipos Frecuencia(%) HFE

Genes

Transferrina HAMP

282 63 247 268 277 7

1 41.4 -/- -/- -/- -/- -/- -/-

2 1.2 -/- -/- -/- -/- -/- +/-

3 7.4 -/- -/- +/- -/- -/- -/-

4 0.6 -/- -/- +/- +/- -/- -/-

5 0.6 -/- -/- +/- +/- +/- -/-

6 4.94 -/- -/- +/- -/- +/- -/-

7 0.6 -/- -/- +/+ -/- -/- -/-

8 1.2 -/- -/- +/+ -/- +/- -/-

9 24.7 -/- +/- -/- -/- -/- -/-

10 4.9 -/- +/- +/- -/- -/- -/-

11 2.5 -/- +/- +/- -/- +/- -/-

12 3.7 -/- +/+ -/- -/- -/- -/-

13 0.6 -/- +/+ +/- -/- +/- -/-

14 3.7 +/- -/- -/- -/- -/- -/-

15 0.6 +/- -/- +/- -/- -/- -/-

16 0.6 +/- -/- -/- +/- -/- -/-

Es necesario, por tanto, en primer lugardemostrar la existencia de mutaciones y, en segundo lugar, demostrar si existe o noasociación entre genotipos y fenotipos. A estos efectos deben emplearse diferentesestrategias.

Detección de mutaciones

El estudio de la secuencia del genoma humanoha hecho posible determinar en qué tipo depolimorfismos se encuentra la variabilidad

genética humana. Es comúnmente aceptadoque el 85% de la variación humana seencuentra en polimorfismos de una única baseo SNPs (Single Nucleotide Polimorphism);aproximadamente e l 15% restante seencuentra en polimorfismos que difieren en el número de copias o CNV (Copy NumberVariants). Dado que ambos tipos de variacióngenética no son solapantes, es necesarioestudiar los dos si es que se quiere conocer lavariabilidad genética humana en su conjunto.

Hoy día, existen más de 10 millones de SNPsconocidos y disponibles en bases de datoson-line. Sin embargo, en lo relativo al meta-bolismo del hierro, la situación es en muchoscasos anterior al estudio de asociación de SNPsconocidos, ya que es necesario determinarcon anterioridad la existencia de polimorfismosSNPs desconocidos. En definitiva, es necesariodetectar mutaciones mediante técnicas diversasque varían en cuanto a costo y eficiencia. Deentre todos los procedimientos conocidos, dosson los que proporcionan mejores rendimientosa la hora de detectar mutaciones en relaciónal gasto económico.

a) DHPLC: Es una cromatografía de altapresión desnaturalizante (Denaturing High Pressure Liquid Chromatography),capaz de separar en una columna cromato-gráfica los fragmentos de ADN obtenidospor PCR, desnaturalizados y vueltos arenaturalizar (ver Figura 3). Los distintosconfórmeros, disueltos en un disolventeconocido como fase móvil, interaccionande distinta manera a su paso por la columnay salen de ella a distintos tiempos, dondeson detectados por un mecanismo detector(ver Figura 3a).

b) SSCP: Este procedimiento es conocidocomo polimorfismo de conformación demonohebras (Single Stranded ConformationPolymorphism). Los fragmentos de ADNcon mutaciones son desnaturalizados yrenaturalizados para ser corridos en unaelectroforesis. Los confórmeros mutantes y no mutantes –denominados genotiposalvaje o wild-type– presentan diferentespatrones de migración que son detectadosmediante una tinción de sales de plataestándar o bien por el láser de un secuen-ciador (ver Figura 3b).

No hay que olvidar que este tipo de aná-lisis sólo proporciona resultados del tipomutante vs. wild type o, en otras palabras, sólodescribe presencia/ausencia de mutaciones.

La confirmación de la mutación implicanecesariamente secuenciar el fragmento,pero el análisis previo por técnicas comoDHPLC o SSCP eliminan gran cantidad deindividuos no mutantes que reducen enor-memente el costo del estudio. Lógicamente,una vez detectado el SNP es necesariodeterminar la distribución de frecuencias delos alelos en la población.

Una vez establecida la herramienta y conocidosposteriormente los SNPs variantes, es necesarioestablecer la asociación. Básicamente, éstaconsistirá en establecer un grupo controlsano y contrastarlo con otro grupo quepresente las características fenotípicas ypatológicas previas determinadas por elinvestigador. Para ello puede elegirse dosestrategias diferentes:

– Estudio de asociación mediante estra-tegias de alto rendimiento: Este tipo de estrategia, conocida como “barrido genó-mico” (Genome Wide Scan) determina enambos grupos –control y patológico– la presenc ia de c ientos de mi les de SNPs. La característica principal es que NO requiere hipótesis previas respecto alconjunto de genes implicados, dado que la asociación, si efectivamente se descartatodo tipo de artefacto estadístico y elexperimento es reproducible, puede revelarrelaciones causales desconocidas por el momento.

– Estudio de asociación mediante estrategiasde bajo rendimiento: En este caso se escogenaquellos SNPs cuyos genes están directa-mente implicados en las patologías de laenfermedad de acuerdo con lo descrito en la bibliografía. El número de SNPs eneste caso oscila entre apenas una docena–como en el caso de la tecnología SNapShot(Applied Biosystems)– o un centenar, comosucede con tecnologías como SNPlex (Applied Biosystems) o microarrays de bajadensidad.



FIGURA 3 | Diferentes estrategias de detección de mutaciones.

En ambos casos, constituye un problema eltamaño muestral de los grupos patológico ycontrol, que tiene que proporcionar suficientepoder estadístico para no conducir a conclu-siones erróneas o artefactuales.

Hasta la fecha no ha sido abordado ningúnestudio de este tipo en el caso del metabolismodel hierro, de modo que está por determinarqué estrategia es la más recomendable a lahora de determinar la asociación entre los poli-morfismos SNPs conocidos hasta el momento.Dado que es absolutamente esencial paraeste tipo de estudios determinar con claridadel genotipo, es posiblemente poco realistaconsiderar grandes tamaños muestrales delorden de varios cientos e incluso el millar de individuos dentro del grupo patológico.Sin embargo, resulta interesante saber que elnúmero de muestras humanas del panel CEPH,disponibles en el Instituto Jean Dausset deParís, está tipado para 350.000 SNPs y es de libre disponibilidad. Esta posibilidad abrelas puertas a posibles replicaciones sin costo y a la utilización de estos resultados comogrupo control.

Sin embargo, el estudio de la base genéticadel metabolismo del hierro tiene que versecomplementado por otro tipo de estudiosque evidencien la importancia de los genesimplicados y su regulación. Recientemente,ciertos polimorfismos del gen supresor tumoralSMAD4 han demostrado una incidenciadirecta en la sobrecarga de hierro (21). Por otrolado, la existencia de mutaciones en zonasreguladoras, como las que existen en elpromotor del gen de transferrina, llevan apensar que la búsqueda de variabilidadgenética en exones puede ser una mala estra-tegia si se olvidan las regiones promotoras (22).En este sentido, los estudios de expresióntienen mucho que decir al respecto. Quedapor tanto aún por decidir cuál es la estrategiamás prometedora para aceptar o descartar la existencia de una base genética en laspatologías del metabolismo del hierro.

Agradecimientos

El presente trabajo ha sido realizado al amparodel acuerdo marco (GENUTREN) entre elConsejo Superior de Investigaciones Cientí-ficas, la Dirección General de Salud Pública y Alimentación de la Comunidad de Madrid yla Universidad Complutense de Madrid. Estetrabajo ha sido parcialmente financiado conel proyecto de la Fundación Médica MutuaMadrileña FMMA-05 y el proyecto del PlanNacional AGL2006-09519/ALI.

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Capítulo 12

Fibra dietética y salud

2 0 1

Resumen

Por fibra dietética (FD) entendemos el totalde los polisacáridos de las plantas, junto conla lignina y otos polifenoles, que son resistentesa la hidrólisis por los enzimas digestivos deltracto gastrointestinal humano. La clasifica-ción más adecuada desde el punto de vistanutricional de la FD es la de su solubilidad enagua. La fibra dietética soluble (FDS) incluyepectinas, gomas, mucílagos y ciertos tipos de hemicelulosas y polisacáridos de reservade la planta; se caracteriza, porque gran parte de ella, sufre un proceso bacteriano defermentación en el colon, con producción de hidrógeno, metano, dióxido de carbono y ácidos grasos de cadena corta que sonabsorbidos por el organismo y metabolizados,teniendo una relación estrecha con los procesos metabólicos del aparato digestivo, y cuyos efectos fisiológicos se asocian gene-ralmente con la disminución del colesterol en sangre y con el control de la glucemia. La fibra dietética insoluble (FDI) está formadapor celulosa, algunas hemicelulosas y ligninas,y se caracteriza por ser más resistente que la soluble a la fermentación de las bacteriascolónicas e incrementar la masa fecal. El consumo de FD también se ha relacionadocon la reducción del riesgo de neoplasia en eltracto gastrointestinal. El consumo recomen-dado de FD es de 30 g/día con un contenidoen las fracciones soluble e insoluble de 40 y 60 % respectivamente.

Concepto de “fibra dietética”.

Fibra dietética (FD) es un material complejode origen vegetal resistente a la digestión porlos enzimas del tracto intestinal humano (1).De acuerdo con la American Association of Cereal Chemists (2), la FD consiste en laparte comestible de plantas o hidratos decarbono análogos, resistentes a la digestión y absorción en el intestino delgado, pero que sufren una fermentación completa oparcial en el intestino grueso, dando lugar a compuestos que el organismo absorbe ymetaboliza (3). La denominación de FD es,por tanto, genérica y abarca una serie desustancias químicamente definidas, con propie-dades físico-químicas peculiares y efectosfisiológicos individuales.

La FD está formada mayoritariamente por:celulosa, hemicelulosa, pectinas, lignina,carragenatos, alginatos y gomas (Tabla I,página 202). También están presentesasociados a la FD, otros componentes de lascélulas vegetales, generalmente en pequeñascantidades, y que pueden ser de importanciafisiológica, como son las proteínas de la paredcelular, los polifenoles, las cutinas, el ácidofítico, algunos ésteres del ácido acético, losminerales y el almidón resistente (3, 4). Algunos de estos componentes tienen propie-dades parecidas a las de la FD, y en concretolos polifenoles, se considera que podríanincluirse como constituyentes de la FD (5, 6).

Fibra dietética y saludBaltasar Ruiz-Roso Calvo de MoraDepartamento de Nutrición, Facultad de Farmacia.Universidad Complutense de Madrid.

Capítulo 12

Fuentes y clasificación

El contenido de fibra de diferentes alimentosde origen vegetal se puede observar en laTabla II.

La clasificación más adecuada de la FD, desdeel punto de vista nutricional, es la de su solu-bilidad en agua (Tabla I). La fibra dietéticasoluble incluye almidón resistente, pectinas,

gomas, mucílagos y ciertos tipos de hemice-lulosas y polisacáridos no amiláceos de reservade la planta, existiendo proporciones elevadasde la misma, respecto al total de FD, en frutas(38%), verduras y hortalizas (32%) y legumbres(25%). La fibra dietética insoluble incluyecelulosa, algunas hemicelulosas, lignina y otrospolifenoles, como los taninos condensados.Predomina en las hortalizas, verduras, algunasleguminosas y cereales (2).


Tabla I. Componentes y clasificación nuticional de la fibra dietética

Polisacáridos amiláceos

Almidón resistente (Tipos I y II)Almidón retrogradado

Polisacáridos noamiláceos solubles

GomasMucílagosPectinasHemicelulosas

Polisacáridosno amiláceosinsolubles

CelulosaHemicelulosas

Polifenoles y otroscompuestos asociadosa la pared celular

LigninaCutinaTaninosSuberinaFitatosProteínaMinerales Ca2+, K+, Mg2+

Fibra dietética soluble (FDS) Fibra dietética insoluble (FDI)

Tabla II. Contenido de fibra dietética de algunos alimentos(adaptado de Moreiras y col. 2006, (7)

VERDURAS, HORTALIZASEspinacas . . . . . . . . . 6,3Acelgas . . . . . . . . . . . 5,6Guisantes . . . . . . . . . 5,2Habas . . . . . . . . . . . . 4,2Alcachofas . . . . . . . . 4Coles y repollo . . . . . 3,7Remolacha . . . . . . . . 3,1Judía verde . . . . . . . . 2,9Zanahoria . . . . . . . . . 2,9Nabo . . . . . . . . . . . . 2,8Boniato . . . . . . . . . . . 2,5Champiñón . . . . . . . . 2,5Coliflor . . . . . . . . . . . 2,1Patata . . . . . . . . . . . . 1,2Cebolla . . . . . . . . . . . 2

LEGUMBRESAlubias . . . . . . . . . . . 25,4Habas secas . . . . . . . 19Guisantes secos . . . . 16,7Garbanzos . . . . . . . . 15Lentejas . . . . . . . . . . 11,7

FRUTASNíspero . . . . . . . . . . . 10,2Membrillo crudo . . . . 6,4Aceituna . . . . . . . . . . 4,4Plátano . . . . . . . . . . 3,4Higos y brevas . . . . . . 1,1Peras . . . . . . . . . . . . . 2,3Fresa y fresón . . . . . . 2,2Albaricoque . . . . . . . 2,1Ciruela . . . . . . . . . . . 2,1Manzana . . . . . . . . . 2Naranja . . . . . . . . . . . 1,7Mandarina . . . . . . . . 2,2Chirimoya . . . . . . . . . 2

FRUTOS SECOSHigos secos . . . . . . . . 18,5Ciruelas secas . . . . . . 16,1Almendra . . . . . . . . . 14,3Avellana . . . . . . . . . . 10Dátiles . . . . . . . . . . . 8,7Cacahuetes . . . . . . . . 8,1Nueces . . . . . . . . . . . 5,2

CEREALES, DERIVADOSPan integral . . . . . . . 8,5Pan blanco . . . . . . . . 2,2Pan blanco de molde 3,2Corn flakes . . . . . . . . 2,5All-bran . . . . . . . . . . 28Harina de trigo . . . . . 3,4Harina de maíz . . . . . 3Arroz . . . . . . . . . . . . 0,2

Efectos fisiológicos de la ingesta de fibra

La FD ejerce su influencia a lo largo de todoel tracto gastrointestinal, desde la ingestiónhasta la excreción. El incremento de la masti-cación producida por la fibra, facilita el flujode jugo gástrico, lo que unido al aumento en la secreción de saliva y a la hidratación de la FD, produce aumento de volumen, que acelera y mantiene por más tiempo lasensación de saciedad. Además, es uncomponente de la dieta de bajo contenidocalórico, por lo que produce un efectosignificativo de reducción de la ingestaenergética (3). Sin embargo, según otrosautores (8), estos efectos de la fibra sobre la reducción de la ingesta calórica son menos claros. Sobre la saciedad influyetambién la velocidad de vaciado gástrico. La FDS muy hidratable, como pectina o gomaguar, producen geles que incrementan laviscosidad del contenido estomacal y retrasanel vaciado (3).

La FD incrementa la secreción de diferenteshormonas del tubo digestivo, tales comocolecistoquinina, glucagon-like peptide 1(GLP-1), lo que también parece estar rela-cionado con el retraso del vaciado gástrico.Colecistoquinina se secreta por las células del intestino delgado tras la ingestión dealimento y estimula la secreción pancreática,regula el vaciado gástrico e induce saciedad a nivel central (9, 10). Pruebas en ratastambién han mostrado que diferentes fibrassolubles producen aumentos en los nivelesc i rculantes de pépt idos anorexígenos tales como GLP-1 y péptido YY, así comoreducción de los niveles séricos de la hormonagrelina (11).

La FD favorece el tránsito del quimo a travésdel intestino delgado, existiendo una rela-ción directa entre el contenido de FD en ladieta y la velocidad a la cual los nutrientestransitan a lo largo del tracto gastrointestinal.

La fibra diluye el contenido intestinal y retrasala absorción de nutrientes. Sin embargo, es en el colon donde ejerce sus efectos másimportantes: diluir el contenido intestinal, sersustrato para la flora bacteriana, captaciónde agua y fijación de cationes. El colon debeconsiderarse como un órgano doble. Por unaparte, el colon ascendente y el ciego, dondese verifica la fermentación anaerobia de la fibra;por otra, el colon descendente y el sigmoideestán implicados en el almacenamiento ycontinencia del bolo fecal (3).

Algunos componentes de la FD promuevencambios morfológicos en la mucosa, porqueestimulan la proliferación celular, pero laimportancia de este efecto varía muchodependiendo del tipo de fibra estudiada. Se asume ampliamente que la fermentaciónpor la microflora colónica de los polisacáridosno absorbidos juega un importante papel enla modulación del recambio celular intestinal.Cuando algún hidrato de carbono escapa de la digestión intestinal, es atacado por lasbacterias del colon, produciéndose principal-mente ácidos grasos de cadena corta (acético,propiónico y butírico) y otros gases (dióxidode carbono, hidrógeno y metano). El acéticoes el único de estos ácidos que alcanza lacirculación sistémica y puede utilizarse comofuente de energía y en la lipogénesis; el ácidopropiónico, se metaboliza en el hígado, es elúnico gluconeogénico de todos ellos y puedeinfluenciar algunas facetas del metabolismohepático, como la síntesis de colesterol,mientras que el butírico, es la mejor fuente deenergía para el enterocito colónico, se utilizaa este nivel y muy poco alcanza al hígado.Una dieta exenta de fibra mantiene un patróninmaduro de los villi (12).

En relación al tiempo que la masa fecal sealmacena en el colon, existe una relacióninversa entre su volumen y el tiempo que este material es retenido por el intestinogrueso, debido a que la distensión provoca la estimulación de la motilidad del colon.

2 0 3Fibra dietética y saludCapítulo 12

El colon humano contiene una abundantepoblación de bacterias, principalmente anaero-bias y sacarolíticas, con un peso de unos 170 g ypertenecientes a unas 400 especies diferentes,que actúan fermentando diferentes sustratos:la FD, oligosacáridos no absorbidos y mucinas.La capacidad de retención de agua de las hecesestá inversamente relacionada con la fermenta-ción en el colon. Debemos tener en cuenta quela fracción indigestible de la fibra representa,si la ingesta de FD es adecuada, la mayor partedel peso fecal, y que las bacterias representansólo una pequeña parte de los sólidos en lasheces. Por tanto, a mayor fermentación de lafibra, menor volumen fecal. La fracción inso-luble, cuyo componente mayoritario es lacelulosa, es la responsable principal del pesofecal, es poco fermentable y aparece el 60%o más de la consumida en las heces, mientrasque la FD soluble y el almidón resistente esmuy fermentable entre el 80 y el 100% (3).

En relación a la influencia de la FD sobre laabsorción de nutrientes, algunos autores hanencontrado un ligero aumento en el nitrógenofecal con dietas ricas en fibra. No obstante,dado que en los países industrializados elconsumo de proteína está por encima delrecomendado, y que la acción de la fibra sobrela proteína es en general pequeña, el aumentode la ingesta de fibra en estas poblaciones nosupondría un problema nutricional para lapoblación adulta (13). También la fibra puededisminuir la utilización nutritiva de diversosminerales, particularmente metales divalentes(Ca, Mg, Fe), debido principalmente a la aceleración del tránsito, dilución del contenidointestinal, incremento en la secreción endógenade minerales y a la retención de iones en laestructura de algunas fibras (14, 15).

También hay que tener en cuenta que la FD contiene fitatos, oxalatos, saponinas,taninos, etc., que pueden actuar disminu-yendo la biodisponibilidad mineral. Por otrolado, la fibra dietética contiene minerales, y algunos de ellos pueden ser disponibles.

Quizá por estos motivos las repercusionesprácticas sobre el balance mineral del consumode fibra en poblaciones humanas no estánclaras. En los casos en que exista una ingestamineral baja junto con un consumo excesivo defibra podrán aparecer deficiencias, pero éstasno se producirán si la dieta es adecuada (15).

Fibra dietética y lipemia

Una gran cantidad de publicaciones hanindicado los efectos positivos en la reducciónde los valores de colesterol sérico de una dietabaja en grasa y rica en fibra dietética soluble(16). En este sentido la ingesta de fibra soluble(leguminosas, salvado de avena, goma guar ypectina, entre otras), reduce de forma signifi-cativa el colesterol total y el LDL-colesterol enmás del 80 de los trabajos publicados (17),aunque el efecto es modesto y no afecta el colesterol HDL ni los triglicéridos. Por elcontrario, las fibras dietéticas insolublescontienen diferentes mezclas de pequeñascantidades de compuestos con potencialactividad hipocolesterolemiante, como lospolifenoles, con otros productos mayoritarios,como celulosas, hemicelulosas, etc., de escasao nula actividad (18). La celulosa no afecta a lacolesterolemia en humanos, por lo que normal-mente se la utiliza en los estudios como controlo placebo. El salvado de trigo, que es muyrico en celulosa, también se ha usado comoplacebo en estudios con humanos (19).

Un componente minoritario de la fibraalimentaria de interés bioactivo, como hemosdicho, son los compuestos polifenólicos.Estos compuestos poseen importantesefectos antioxidantes, y algunos de ellostienen efectos hipocolesterolemiantes (19).No obstante, los compuestos polifenólicosinsolubles se encuentran en muy pequeñacantidad en la fibra de los vegetales quehabitualmente consumimos y en los suple-mentos dietéticos comerciales de fibra,generalmente en porcentajes menores al 2 gpor cada 100 g de fibra alimentaria (5).


En este sentido, la fibra vegetal alimentaria quetiene un porcentaje más alto de compuestospolifenólicos es la fibra de algarrobas, con uncontenido cercano a 18 g de polifenoles por100 g de pulpa de algarroba seca, estos polife-noles son taninos condensados (proantocia-nidinas), formados por grupos de flavan-3-oly sus ésteres gálicos, ácido gálico, catequinas,epicatequin-galato, epigalocatequingalato, y glicósidos de quercetina. Esta fibra, tras unproceso de transformación, se ha comprobadoexperimentalmente que produce una reducciónen los niveles de colesterol en ratas hiperco-lesterolémicas superior a la que produce lafibra soluble, posiblemente por romper conmucha mayor eficacia el ciclo enterohepáticodel colesterol (20). No obstante, su empleoen humanos con este fin es problemático porlas cantidades elevadas de fibra de este tiponecesarias, en torno a 15 g/día, para producirefectos significativos (21). En este sentido se están desarrollando fibras de segundageneración, obtenidas a partir de extractos dediferentes fibras naturales como Exxenterol®,que utilizadas en cantidades mucho máspequeñas, en torno a 6 g/día, producenreducciones del 20% de los niveles decolesterol en sujetos hipercolesterolémicos(20). En relación a la influencia del consumode fibra y los niveles de triglicéridos, la mayorparte de los estudios no encuentran influenciaalguna, aunque hay algún resultado positivocon dietas con un nivel muy elevado de fibrasoluble, por encima de 50 g/día (17).

El mecanismo de actuación de la fibra sobrelos lípidos sanguíneos no está perfectamenteestablecido, aunque parece estar relacionadocon su efecto saciante y un efecto variablesobre el secuestro de sales biliares y el retornode colesterol al hígado (22). También se rela-ciona el efecto hipotrigliceridemiante de la fibracon su influencia en la absorción de glucosa y lípidos, el índice glucémico y el incrementoen la secreción de incretinas (GIP y GLP-1).Sin embargo, son necesarios más estudioscon el fin de clarificar estos mecanismos.

La fibra en el síndrome metabólico

La obesidad y la distribución anormal de lagrasa con acúmulo abdominal, son las carac-terísticas principales del síndrome metabólico.Este hecho se asocia con la insulinoresistencia ypuede ser muy perjudicial en la función cardio-vascular. En diferentes estudios epidemiológicosse ha encontrado una correlación inversa entreingesta de fibra, el peso y la grasa corporal.Por otra parte, también hay varios estudiospublicados que indican que la suplementacióncon fibra reduce el peso corporal (23, 24).

La FD soluble en diferentes ensayos clínicostambién ha demostrado su efecto en la reduc-ción de los picos de las curvas de glucemiaproducidas por comidas ricas en hidratos decarbono (alrededor del 12%) y un moderadoefecto en la reducción de la lipemia (25). Las dietas ricas en este tipo de fibra producenun aumento de la viscosidad del contenidointestinal, ya que son moléculas que captanagua y poseen la propiedad de formar geles, loque disminuye el contacto del quimo gelificadocon la mucosa intestinal y la tasa de digestiónenzimática. En este caso concretamente sereduce la velocidad de acción de la α-amilasapancreática que es la etapa limitante en laabsorción de los polisacáridos, reduciéndoseconsecuentemente la velocidad de absorciónintestinal de monosacáridos y disacáridos. De este modo la concentración de glucosa ensangre se incrementa más lentamente tras lacomida, lo que reduce las necesidades deinsulina, favorece la formación de glucógenoy reduce la transformación de hidratos decarbono en triglicéridos (26). También debemosconsiderar el efecto de la FD en la liberaciónde diferentes hormonas gastrointestinales:péptido inhibidor gastrointestinal (GIP), colecis-tocinina, enteroglucagon, etc., y potenciar elestímulo parasimpático vagal durante la diges-tión. Todos estos factores nerviosos y hormo-nales, además de retardar el vaciado gástricoy aumentar la motilidad intestinal, incrementanla liberación de insulina en la célula β (27).


También se ha demostrado que la FD solubleproduce efectos beneficiosos en la toleranciaa la glucosa, modifica la secreción de insulinay glucagón (27). En el estudio Framinghan, seconcluye que existe una correlación inversaentre consumo de fibra e insulinoresistencia,aunque los mecanismos de esta acción noestán determinados (28).

En una reciente revisión de los ensayosclínicos con grupos aleatorizados publicadosen los últimos años (29), se concluye que elincremento del consumo de fibra constituyetambién un sistema seguro y aceptable dereducir la tensión arterial en sujetos hiper-tensos. Varios mecanismos de acción se han propuesto para justificar el efecto de la ingesta de fibra en la presión arterial. La hiperinsulinemia asociada a la resistencia a la insulina se ha considerado como principalresponsable de la hipertensión en sujetos con síndrome metabólico, por ello, teniendoen cuenta el papel ya comentado de las fibrassoluble e insoluble en la reducción de losniveles de insulina y la resistencia tisular a lahormona tanto en sujetos diabéticos comoen personas sanas y su efecto en la reduccióndel peso corporal, el cosumo de fibra podríajugar un papel importante en el control de lahipertensión.

Los individuos con síndrome metabólicotambién presentan niveles plasmáticos ele-vados de fibrinógeno, factor VII y del agenteinhibidor del activador del plasminógeno tipo 1(PAI-1) el principal inhibidor de la fibrinolisis.Hay controversia sobre el efecto del consumode fibra en estos factores que incrementan el riesgo de trombosis, pues mientras hayestudios que encuentran un efecto positivodel consumo de fibra en la disminución de estosfactores en otros no aparecen. Existen tambiéninteresantes estudios que indican que el con-sumo de fibra reduce los niveles de proteínaC reactiva (CRP) y las citoquinas inflamatoriasIL-1, IL-8 y TNF-α, que se encuentran elevadasen el síndrome metabólico, y algunos estudios

indican también una asociación positiva entreconsumo de fibra y la citoquina adipocitariaanti-inflamatoria adiponectina.

Efecto preventivo de la fibra dietéticafrente a la neoplasia de colon

Según la American Dietetic Association, elconsumo de FD se ha relacionado directamentecon la reducción del riesgo de diversos procesoscancerígenos del tracto gastrointestinal (30).El cáncer de colon está positivamente relacio-nado con las dietas ricas en grasa y en proteínas,y negativamente relacionado con las dietasricas en féculas y en fibra dietética. Cada díaexisten más pruebas del efecto protector dela FD frente al cáncer de colon, proponiéndosediversos mecanismos, aunque probablementeel efecto se deba a la suma de todos ellos:

La fibra adsorbe y diluye una serie de sustanciascancerígenas que pueden estar presentes en elcolon, la fibra disminuye el tiempo de tránsitointestinal, con lo que hay menor tiempo decontacto de los carcinógenos con la pareddel intestino. La FD también modifica la floraintestinal, produciendo unas poblacionesbacterianas cuyos metabolitos son menos peli-grosos para la pared del colon. La fermentaciónde la fibra soluble (FDS) en el colon produceácidos grasos de cadena corta, uno de ellos el butirato se ha observado que estimula elcrecimiento de las células del colon y reducela degeneración de las criptas de la mucosa yla aparición de neoplasias. También el butiratoestá relacionado con la regulación del sistemainmune en el intestino.

Además de estos mecanismos propuestospara explicar el efecto preventivo de la fibradietética frente al cáncer, hay que tener encuenta que este efecto se ve favorecido porqueel consumo de dietas ricas en alimentos deorigen vegetal, implica un consumo reducidode proteínas y grasas animales y elevado dediferentes componentes vegetales protectoresde las enfermedades degenerativas, como losantioxidantes (27).


Ingesta recomendada de fibradietética. Situación en España

Según diferentes organizaciones norteame-ricanas (American Dietetics Association,American Diabetes Association, AmericanHerat Association, National Cancer Institute y otras), las ingestas recomendadas de fibradeben estar entre 20 y 35 g por persona y día,procedente del consumo de alimentos no desuplementos, y debe incluir fibra soluble (de 5a 10 g) y el resto insoluble (27). En EstadosUnidos el consumo medio es entre 12 y 17g/día, de la que aproximadamente 1/4 seríasoluble y el resto insoluble (27). En España, elconsumo medio actual de hidratos de carbonono disponibles es de 18,3 g/persona día, siendola fracción soluble de 7,13 g, no obstante, siconsideramos el concepto de fibra en sentidoamplio, o sea todo el material no digestibleque llega al colon, esta cifra se eleva hasta41,5 g/día (31). El mayor porcentaje de estafibra la aportan los cereales (43 %), seguido delas verduras y hortalizas (33 %), frutas frescas(19 %), legumbres (4 %) y frutos secos (1 %).

En los últimos años, no obstante, se ha podidoobservar como el consumo de fibra ha dismi-nuido significativamente. Por otro lado, el mercado de los productos dietéticos quecontienen fibra ha crecido en los últimos años.Por ello, al menos en parte, la deficiencia deingesta de fibra contenida en los alimentos,podría ser suplida con la FD contenida enpreparados comerciales, aunque representanun modelo de consumo diferente: menosnatural, más caro y, sobre todo, menos placen-tero. Debemos tener en cuenta que una dietarica en fibra a partir de los alimentos, es unadieta rica en cereales, legumbres hortalizas yfrutas, pero pobre en grasas y productos deorigen animal, mientras que con suplementosconseguimos que una dieta rica en productosde origen animal también lo sea en fibra y éstees un patrón de consumo diferente del compro-bado como beneficioso en los estudios epide-miológicos, y del que sabemos muy poco (27).

Por tanto, hay que insistir en aumentar elconsumo de alimentos ricos en fibra comoson las legumbres, hortalizas, cereales, frutasy verduras.

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Capítulo 13

Factores desencadenantes de la obesidad

2 1 1

Resumen

La etiología y tratamiento de la obesidadexige el conocimiento de los mecanismosque controlan el metabolismo energético y lacomposición corporal. Los procesos de regu-lación del organismo ajustan fisiológicamenteel aporte de sustratos combustibles y lasdemandas de energía con objeto de manteneruna masa corporal estable. A la luz de las másrecientes investigaciones se puede hipotetizarque el control del peso corporal y la adiposidaddepende de un eje integrado por varios compo-nentes autorregulados: apetito, metabolismo,termogénesis y depósitos grasos. Los factoresmás importantes implicados en la obesidadparecen ser los hábitos dietéticos y de acti-vidad física, que están afectados por variantesgenéticas, que a su vez, modifican el gastoenergético, el metabolismo de sustratos gené-ticos y el consumo de alimentos. Sin embargo,las crecientes tasas de obesidad no puedenser explicadas exclusivamente por causasgenéticas, ya que en algunos casos estánasociadas al consumo de dietas de altadensidad energética bien ricas en grasa y/oen hidratos de carbono, y por el crecientesedentarismo de las sociedades, tanto enpaíses desarrollados como en transición. El conocimiento de la genética y el estilo devida implicados en la ganancia de pesocorporal y la obesidad pueden facilitar lapuesta en marcha de acciones de prevención.

Palabras clave: Obesidad, hábitos dietéticos,genética y actividad física.

Introducción

El peso y la composición corporal permanecenrelativamente constantes en el individuoadulto por largos periodos de tiempo, a pesarde las fluctuaciones cotidianas en la ingesta ygasto energético (1). En este sentido, se asumela existencia de procesos de regulación, queajustan con precisión el aporte de nutrientescombustibles y las demandas de energía con objeto de mantener una masa corporalestable (2). Este equilibrio parece incluir unaserie de mecanismos fisiológicos altamenteintegrados, que contribuyen a la regulación delpeso corporal y los depósitos de tejido adiposo,que están continuamente comprometidos porinadecuados hábitos alimentarios y actitudessedentarias (3).

En este contexto, diversas teorías e hipótesistratan de aplicar las leyes de la conservación ytransformación de la energía en los organismosvivos al mantenimiento de la constancia en el peso (2-4). En efecto, el control de apetitoy el gasto energético, así como la estabilidadde la composición corporal se ha atribuido,según diferentes hipótesis, a: a) la existenciade un nivel fisiológico fijado para el pesocorporal, b) la regulación del apetito a través deprocesos glucostáticos o glucogenostáticos,

Factores desencadenantes de la obesidadJ. Alfredo Martínez, M. Jesús Moreno-Aliaga y Amelia MartíInstituto de Ciencias de la Alimentación. Universidad de Navarra, Pamplona

Capítulo 13

c) la utilización homeostática de sustratosenergéticos, d) la participación de un ejecerebro-tracto gastrointestinal, e) la existenciade un adipostato mediado por señalesproducidas en el tejido adiposo, f) modelosconductuales. Además, la descripción demutaciones relacionadas con la obesidad y la identificación de factores de transcripcióno genéticos, que regulan la funcionalidad y diferenciación de los adipocitos o la expre-sión de genes que afectan a su contenidolipídico, constituyen nuevas áreas de interésde investigación en esta área (5, 6). La obesidadimplica no sólo un problema de estética yautoestima, sino que conlleva una serie decomplicaciones y manifestaciones clínicasgraves (Figura 1) y un aumento de las tasasde mortalidad.

Peso y regulación de depósitos adiposos

La precisión de la regulación del peso corporal(a menudo ± 1% durante años) requierepoderosos mecanismos de retroalimentación,que controlen la masa corporal grasa (1). Sin embargo, un desequilibrio continuadoentre la ingesta y el gasto energético en la vida diaria contribuye al desarrollo de laobesidad (7). Otros factores como la distri-bución de los macronutrientes en la dieta, la diferente participación de los compo-nentes del gasto energético (metabolismobasal, efecto termogénico de los alimentos y la act iv idad f ís ica) y el metabol ismo de nutrientes específicos (2) influenciantambién la ecuación del balance energético.


FIGURA 1 | Complicaciones asociadas al sobrepeso y obesidad.

En este contexto, puede formularse lahipótesis de que el control del peso corporaly la composición dependen de un eje con tres componentes (Figura 2) estrechamenterelacionados entre sí: 1) apetito, 2) meta-bolismo de nutrientes y termogénesis y 3) depósitos grasos corporales, de los queexisten complejos mecanismos de retro-alimentación entre ellos (4). Sin embargo,debe asumirse que el peso corporal está finalmente determinado por la interacción de factores genéticos, ambientales (hábitosdietéticos y de actividad física) y psicosocialesque actúan a través de diferentes mecanismosfisiológicos del apetito y del metabolismoenergético (8).

Apetito

El centro del apetito, localizado en el sistemanervioso central, es sensible a distintas señalessensoriales o ritmos circadianos mediados porla distensión o liberación de hormonas localesy señales nutritivas, las cuales modulan laingesta a través de mecanismos específicosmedidos por diferentes neurotransmisores(9), incluyendo monoaminas (noradrenalinadopamina serotonina, etc.), aminoácidos(triptofano, tirosina, GABA, etc.) y neuro-péptidos (grelina, melanocortinas, polipép-tidos pancreáticos, factores liberadores dehormona, péptidos gastrointestinales comola colecistoquinina y neuropéptido Y, etc.).

2 1 3Factores desencadenantes de la obesidadCapítulo 13

FIGURA 2 | Mecanismos y procesos implicados a la regulación del metabolismo energético yla composición corporal.

ambientales (há itos die étic y tivida fí ) psic s qu túa tr

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Todas estas señales, generan señales nerviosasy endocrinas que desencadenan ajustescuantitativos y cualitativos apropiados nosolamente sobre la ingesta de nutrientes,sino también sobre el metabolismo ener-gético (Figura 2, en página anterior). Las teoríasglucostática, lipostática y aminostática delapetito no parecen ser suficientes para explicarestos procesos reguladores. Así, el sistemanervioso autónomo y diversas hormonascirculantes (grelina, leptina, insulina, cortisol,hormona de crecimiento y mediadores gastro-intestinales, etc.) están involucrados en larespuesta metabólica a la ingesta de alimentosen las que también interviene el tractogastrointestinal (10).

Metabolismo de nutrientes y termogénesis

Un segundo circuito de control del pesocorporal comprendería la regulación delrecambio metabólico de sustratos y la termo-génesis, que no solamente dependen delaporte de nutrientes, sino también de laregulación específica de su utilización através de procesos nerviosos, endocrinos yenzimáticos y de la existencia de ciclos futiles(4, 11). En ese sentido, la oxidación lipídicaestá poco regulada con relación a la oxidaciónde proteína y carbohidratos después de laingesta. Además, la respuesta termogénicadel tejido adiposo pardo es el resultado delbalance entre influencias de origen nerviosocentral y la inervación simpática de la grasaparda. El resultado de este equilibrio (Figura 2)tiene una influencia directa tanto sobre laacumulación de grasa corporal como sobre el apetito (4, 8).

Tejido adiposo

La reserva grasa en el tejido adiposo ha reci-bido poca atención científica hasta hace pocotiempo, aunque ahora el adipocito se consideracomo un centro de regulación metabólica (12).

En este sentido, la hormona leptina, producidamayoritariamente en el tejido adiposo,podría cubrir este tercer sistema de regulación–lipostato–, aportando información sobre losdepósitos efectivos de grasa a un sistemacentral de control, que a su vez modula laacumulación de grasa a través de señalesnerviosas o endocrinas mediadas por losreceptores adrenérgicos β3, y algunashormonas o péptidos que afectan al meta-bolismo lipídico tales como la hormona decrecimiento, la insulina y los esteroides. La grasa corporal podría afectar a la utili-zación de nutrientes y a la selección demacronutrientes directa o indirectamente(Figura 2). El papel de los genes que afectana la adipogénesis y a la diferenciación deladipocito son objeto de investigacionesrecientes, así como la eficiencia mitocondrialjunto con los procesos inflamatorios en estetejido y la participación de adipoquinas (12, 13).

Etiología de la obesidad

La obesidad se define como un exceso degrasa corporal debido a un balance positivo enla ecuación energética, bien por una ingestacalórica excesiva, bien por un descenso en elgasto energético aunque no se descarta laimplicación de otros procesos (14). La obesidadse asocia con diferentes condiciones fisio-patológicas, (diabetes, hipertensión, hiper-colesterolemia...) que conllevan un alto costeeconómico y de gran relevancia en saludpública por las complicaciones asociadas(Figura 1). Además, la creciente tasa deobesidad en los últimos años sugiere queinfluencias culturales y sociales, pueden inter-venir en el ajuste de la ecuación energéticajunto con determinantes genéticos y fisiopato-lógicos (15). Así, se estima que entre el 40-70%de la variación en los fenotipos relacionadoscon la obesidad es hereditario, mientras quelas influencias ambientales podrían explicarcerca del 30% de los casos de obesidad (8).


El enorme incremento en la prevalencia de laobesidad en poblaciones, cuyos antecedentesgenéticos han permanecido relativamenteestables, aporta una confirmación de que losagentes ambientales pueden tener una impor-tancia considerable (16). El proceso de moder-nización y reestructuración socioeconómicaen países desarrollados y en vías de desarrolloha modificado los modelos sociales nutricio-nales y de actividad física (7). Los sistemas dealimentación han mejorado la disponibilidad dealimentos de alta densidad energética, mientrasque los estilos de vida sedentarios estánextendiéndose constantemente (17). En efecto,estudios transversales han hallado una fuerteasociación entre los hábitos dietéticos y la inac-tividad física con las situaciones de sobrepesoy obesidad. Además, estudios prospectivos hansuministrado evidencias complementarias,sugiriendo que el ejercicio físico puede contri-buir a prevenir las situaciones de sobrepeso yobesidad (3). Las tasas crecientes de sobrepesoy obesidad (15) justifican los esfuerzos de lacomunidad científica para conocer las causasde la obesidad, entre las que se encuentrancomponentes genéticos y endocrinos juntocon factores ambientales (hábitos dietéticos ymodelos de actividad física) (8).

Papel de la herencia en la obesidad

La predisposición genética para la obesidad estárelacionada tanto con la ingesta como con elgasto energético (18). En este contexto, algunoshallazgos informan de mutaciones individualescon implicaciones en la obesidad (leptina,receptor de la leptina, PPARG, POMC, etc.),de síndromes mendelianos en los que la obe-sidad es una manifestación clínica (Prader-Willi,Wilson.-Turner, Bordet-Bield, etc.), de modelosanimales con obesidad genética (animalestransgénicos, animales genéticamente obesoso ensayos de apareamiento entre animales), y através de estudios de asociación, ligamiento,y casos-control destinados a la identificación degenes candidatos y búsquedas de marcadoresen el genoma (19).

Los genes pueden influenciar señales aferentesy eferentes así como mecanismos centralesimplicados en la regulación del peso corporal(19). El número de marcadores implicados enla obesidad pueden ser más de 600 según lasúltimas revisiones (Figura 3, página 216).Algunos genes están implicados específica-mente en el control de la ingesta (neuropép-tido Y, leptina, POMC, CCK, MCH, etc.) o enla regulación de la termogénesis (receptoresadrenérgicos β2 y β3, proteínas desacoplantes,leptina, etc.), mientras que la expresión dealgunos otros genes influencian diferentesvías de señalización, adipogénesis, etc., quepodrían afectar a la ecuación energética (20).Otros posibles mecanismos fisiológicos a travésde los cuales una susceptibilidad genéticapuede operar, incluyen una baja tasa demetabolismo basal, disminución en la oxidaciónde macronutrientes, bajo contenido en masamagra, así como otros factores relacionadoscon la utilización de macronutrientes o elperfil hormonal, incluyendo la sensibilidad a la insulina (18). La existencia de genes omutaciones responsables de la suscepti-bilidad de algunos individuos o grupos deindividuos para ganar peso en presencia deuna dieta de alta densidad energética o unosniveles bajos de actividad física están siendoinvestigados.

En resumen, la obesidad es un síndromecomplejo de origen multifactorial, que podríaser explicado por mutaciones monogénicas,aunque en la mayor parte de los casos pareceresultar de interacciones poligénicas, quepodrían ser a su vez afectadas por una seriede factores ambientales, como dietas hiper-calóricas y la inactividad (5, 8).

Factores dietéticos y metabólicosimplicados en la obesidad

El balance energético viene determinado por la ingesta de macronutrientes, el gastoenergético y la oxidación específica de lossustratos energéticos (2).


Así, la ingesta de proteína y de hidratos decarbono desencadena espontáneamente unpotente ajuste de regulación en la oxidación deproteínas y de hidratos de carbono, mientrasque el balance lipídico está regulado de formamenos aguda (21). Por otra parte, la mayorparte de los individuos alcanzan un peso, en el cual la composición media de lossustratos energéticos que oxidan se ajustacon la distribución de macronutrientes en sudieta. En condiciones de estudio rigurosas seha encontrado que los sujetos suelen tenerun alto coeficiente respiratorio cuando tiendena quemar más glucosa y menos grasa, lo queparece implicar un mayor riesgo de ganar pesoa lo largo de los años.

El hecho de que se oxide toda la grasa que esconsumida parece ser un factor protector dela obesidad, lo cual queda corroborado por lacircunstancia de que el ajuste de la oxidaciónde la grasa ingerida parece ser más lento en sujetos obesos que en delgados (22).

Adicionalmente, parece ser que aquellosindividuos genéticamente predispuestos a laobesidad podrían presentar una oxidación lipí-dica alterada en situaciones de post-obesidad.Por tanto, el ajuste individual entre la compo-sición de la mezcla de sustratos oxidada a ladistribución de macronutrientes de la dietapodría jugar un papel crucial para permitir laestabilidad del peso a corto y largo plazo (1).

Además, la ganancia de peso puede tambiéndepender de la distribución de los sustratosenergéticos de la dieta, ya que pueden tenerun impacto diferente sobre el metabolismo y elapetito así como en la respuesta del sistemanervioso simpático y, por tanto, en el balanceenergético y en el peso corporal (23). Por otraparte, un coeficiente respiratorio alto podríareflejar una oxidación de lípidos inferior, lo cualsería un indicador de ganancia de peso, aunqueotros investigadores, han publicado que laeficiencia metabólica podría jugar un papelmenor en el desarrollo de la obesidad.


FIGURA 3 | Algunas regiones cromosómicas implicadas en la obesidad.

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La influencia de la grasa de la dieta sobre la prevalencia de obesidad es objeto decontroversia (21). Así, existen argumentos encontra de la implicación de la grasa dietéticaen la obesidad basados en estudios longitu-dinales y ecológicos, que sugieren que la reducción en el consumo de grasa y el usofrecuente de productos bajos en calorías enalgunos países se ha relacionado paradójica-mente con un incremento en la prevalenciade obesidad (2). Adicionalmente, aunque lasdietas hipolipídicas pueden ser útiles en lareducción de la grasa corporal o en prevenirla ganancia de peso, datos actuales parecenindicar que una reducción de los lípidos de ladieta debiera ser empleada principalmentecomo un medio para reducir la densidadenergética. Por otra parte, ensayos experimen-tales en animales que recibieron dietas ricasen grasa han mostrado de forma consistenteun aumento gradual en el peso. La ingestaexcesiva de grasa es frecuente en individuosque consumen dietas de alta densidadenergética, mientras que las poblaciones que consumen muy bajos niveles de grasanormalmente no muestran niveles altos de prevalencia de obesidad. Además, dosmeta-análisis de estudios de intervención hanrevelado que existe una pérdida de pesocuando se reduce el consumo de lípidos. Las investigaciones sobre el papel de laingesta de hidratos de carbono o de azúcaren la prevalencia de la obesidad, establecidosa través de estudios de intervención e epi-demiológicos, han reseñado que aquellosgrupos que consumen una alta proporciónde energía, como hidratos de carbono,presentan una menor posibilidad de serobesos que los que consumen bajos nivelesde azúcar, lo que ha sido explicado por cambiosrecíprocos en la ingesta de grasa. En todocaso, las bebidas refrescantes (Figura 4) y algunos tipos de comida rápida son predoc-tores de obesidad, mientras que el consumode frutas e ingesta de fibra se consideraprotector (24) (Figura 5).

Algunos de estos resultados podrían serexplicados por factores modificadores, talescomo la predisposición genética, el sexo ypor la actividad física (5, 8).

Actividad física y peso corporal

El gasto energético puede influenciar el peso y la composición corporal, a través decambios indirectos en la tasa de metabolismobasal, en el efecto termogénico de utilizaciónde los alimentos y en la demanda energéticapropia de la actividad física (25).


FIGURA 4 | El consumo de bebidas refrescantesse asocia con una mayor ganancia de peso.

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FIGURA 5 | El consumo de fibra y productosvegetales se considera como elemento benefi-cioso para evitar la ganancia excesiva de peso.

Así, los resultados disponibles sugieren que unasituación de sedentarismo es un importantefactor de incremento en la prevalencia de la obesidad, aunque una menor respuesta ala ingesta y menores tasas de metabolismobasal también pueden tener un impactosobre la ganancia de peso (26).

Además, datos transversales han encontradoalgún tipo de asociación entre la actividadfísica en el tiempo de ocio (inversa) o con eltiempo destinado a estar sentado (directa) conel IMC (Figura 6). Así, una baja participaciónen actividades deportivas y una ausencia deinterés en participar en la actividad física y unalto número de horas de sedentarismo sentadoen el trabajo son predictores significativos de la obesidad (27). Por otra parte, un análisisde cuestionarios de tiempo y presupuestosseñala que el esfuerzo físico destinado altrabajo ha disminuido en las ultimas décadas,lo que se ha asociado de un débil, pero signi-ficativo incremento en el IMC en varones,pero no en mujeres (28).

En este contexto, estimaciones relacionadascon la evolución de actividades sociales y elempleo de equipos electrodomésticos entre1950 y 2000 señalan que los hombres ymujeres realizan ahora mucho menos ejercicioque hace una generación (27). Así, “jugar”requiere aproximadamente 900 Kcal/4 h. y “ver la televisión” únicamente 310 Kcal/3h,“comprar en el mercado” requiere 2.500Kcal/semana y “comprar en un hipermercadocon carrito” requiere menos de 100 Kcal/semana, “hacer fuego para cocinar” exige11.300 Kcal/semana y “encender un fuegoeléctrico” solamente unas pocas Kcal, “lavarropa a mano” exige 1.500 Kcal/dia, mientrasque “lavar con una lavadora automática”necesita solamente 270 Kcal/2 h. etc. Se estimaque una reducción en tareas diarias domésticasen unas 111 Kcal/dia, conlleva una gananciateórica de peso anual de 4,5 Kg.

De hecho, actualmente pocas ocupacionesserían clasificadas como muy activas enrelación a varias decenas de años atrás.


FIGURA 6 | El riesgo de obesidad aumenta notablemente cuando se realiza poco ejercicio yse dedica un número elevado de horas a permanecer sentado.

Estos datos, sin embargo, no ofrecen unaexplicación definitiva sobre una relación causaefecto entre la asociación inversa del IMC conla actividad física, dificultando el conocer si losobesos son menos activos a causa de su obe-sidad o si su sedentarismo causa la obesidad (25).Algunas informaciones complementarias sobrelas tendencias en el gasto energético muestranque los niveles crecientes de prevalencia deobesidad se deben a modelos de reducción deactividad física y de aumento de las conductassedentarias en diversas poblaciones (28, 29).Así, la primera encuesta nacional americana desalud llevada entre 1971 y 1974 en la que parti-cipan 8.300 individuos reveló que bajos nivelesde actividad física en los 10 años anterioresestaban asociados con ganancia de peso,mientras que actividades de ocio de tipo depor-tivo estaban inversamente correlacionadas conel peso corporal. Otros estudios y cuestionariosutilizando indicadores indirectos de actividadfísica como horas dedicadas a ver la TV,número de coches por hogar y número de horassentado durante el tiempo de ocio, señalanque la reducción del gasto energético podríaser el determinante más importante de laepidemia de obesidad actual (8, 16).

Por último, las interacciones entre la herenciagenética y el sedentarismo han permitidoconcluir que la predisposición genética puedemodificar el efecto de la actividad física sobre loscambios de peso en varones y mujeres, y queel estilo de vida podría tener un efecto espe-cífico sobre la obesidad dependiendo de lapredisposición genética (30, 31), lo cual puedetener especial relevancia para la prevencionde la obesidad en niños y adolescentes (16).

Conclusiones

La alta precisión de la regulación del pesocorporal se alcanza con un conjunto de sistemasintegrados, que ajustan el balance energético(ingesta y gasto). La consecuencia fisiológicade esta compleja maquinaria homeostáticaes minimizar ganancias o pérdidas de peso,

lo cual constituye una ventaja para la supervi-vencia humana en periodos de hambruna,supervivencia o de abundancia. En estecontexto, tres factores parecen participarespecíficamente en el mantenimiento de laconstancia del peso corporal: utilizaciónmetabólica de los nutrientes, hábitos dieté-ticos y la actividad física. Estos factores estánafectados por genes que, a su vez, puedeninfluenciar el gasto energético, el metabolismode sustratos y el apetito. Sin embargo, lascrecientes tasas de obesidad no deben seratribuidas directamente a cambios en el compo-nente genético, aunque variantes genéticasque permanecieron “silenciosas” puedenahora manifestarse por la alta disponibilidadde energía en las dietas hipercalóricas y por el creciente sedentarismo de las sociedadesmodernas, así como el papel de determinadosvirus, toxinas, fármacos, etc.

Las interacciones entre genotipo y ambientese ponen de manifiesto cuando la respuestade un fenotipo (masa grasa) a cambiosambientales depende del genotipo del indi-viduo. Aunque es bien sabido que existendiferencias interindividuales en la respuesta a diversas interacciones dietéticas, pocosintentos se han llevado a cabo para establecersi estas diferencias son dependientes delgenotipo. Además, las interacciones genotipo-ambiente pueden afectar al peso corporal, el gasto energético y la acumulación de grasacorporal inducida por el consumo de dietasricas en grasa, lo que apoya el hecho de querasgos genéticos pueden aumentar el riesgode obesidad a través de la regulación de laoxidación de macronutrientes.

En este contexto, las corrientes epidemioló-gicas actuales sobre la evolución de las tasasde obesidad indican que una causa impor-tante del problema de obesidad subyace enmodelos inadecuados dietéticos y de actividadfísica, mientras que los estudios metabólicosy genéticos revelan que hay individuos más susceptibles a ganar peso que otros.


La prevención y tratamiento de la obesidadexige una visión integrada. El examen defactores tales como la genética y el estilo devida como predictores de obesidad contribuiráal desarrollo de acciones preventivas.

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31. Martí A, Martínez-González MA and Martínez JA (2008).


Capítulo 14

Las contribuciones del estudioeuropeo EPIC al conocimiento de la relación entre nutrición y cáncer

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Resumen

EPIC (European Prospective Investigation into Cancer and Nutrition), es un estudioprospectivo multicéntrico llevado a cabo en23 centros de 10 paises europeos: Dinamarca,Francia, Alemania, Grecia, Italia, Paises Bajos,Noruega, España, Suecia y el Reino Unido,incluyendo 519.978 sujetos (366.521 mujeresy 153.457 hombres), de edades compren-didas entre los 35 y los 70 años. Fue diseñadopara investigar la relación entre la dieta y el cáncer, con el objetivo de hacer unacontribución significativa al ya acumuladoconocimiento científico, intentando superar laslimitaciones de estudios previos. Presentamoslos resultados más relevantes para los tiposde cáncer más frecuentes. El alto consumo defruta está negativamente asociado con el cáncerde pulmón y el cáncer gástrico. El consumode verduras, probáblemente reduzca elr iesgo de cáncer de estómago y el delpulmón en fumadores. El consumo de carneroja y carne procesada está positivamenteasociada con el cáncer colorectal y el cáncerde estómago de la porción distal en aquellaspersonas infectadas por el Helicobacter Pylori.

El consumo elevado de fibra alimentaria y depescado está negativamente asociado con el cáncer colorectal. El consumo elevado de alcohol incrementa el riesgo de cáncer demama y de colon y recto. La obesidad abdo-minal está fuertemente asociada al cáncer decolon, mientras que la obesidad general alcáncer de mama, especialmente en mujeresmenopáusicas que no consumen terapiahormonal sustitutoria. Estos primeros resul-tados del estudio EPIC, en combinación condatos de otros estudios prospectivos, aportanel conocimiento necesario para el desarrollode estratégias de salud pública basadas en laevidencia científica, cuyo objetivo debe serreducir el riesgo de cáncer en la poblacióneuropea.

Introducción

Existe una amplia evidencia científica, prove-niente de la investigación humana y experi-mental en animales, sobre el role de la nutriciónen la aparición del cáncer, siendo la causa másimportante de cáncer después del tábaco.

Las contribuciones del estudioeuropeo EPIC al conocimientode la relación entre nutrición y cáncerCarlos A. GonzálezGrupo de Nutrición, Ambiente y Cáncer.Departamento de Epidemiología. Instituto Catalán de Oncología. Barcelona.

Capítulo 14

Sin embargo, a pesar de décadas de investi-gación epidemiológica, la evidencia sobre larelación de diversos tipos de cáncer con elconsumo de alimentos y nutrientes es aúninsuficiente o inconsistente y sólo para algunostumores y ciertos grupos de alimentos se hanestablecido conclusiones sólidas. Varias razonespueden explicar estas incertezas. Algunas estánrelacionadas con las limitaciones de los estudiosepidemiológicos de tipo caso-control, comoel denominado sesgo de recuerdo (recuerdamás y mejor un caso enfermo que un controlsano), o por el hecho de que los alimentos ynutrientes asociados al cáncer son los consu-midos varios años antes (a menudo décadas),de la aparición del tumor, y las personaspodrían haber modificado su dieta durante lafase prediagnóstico de la enfermedad, querepresenta el periodo de tiempo cubiertohabitualmente por las entrevistas alimentariasen los estudios caso-control. Otras podríanafectar tanto a los estudios de tipo caso-controlcomo a los de tipo prospectivo o cohorte,como los errores en la medición del consumode alimentos, el insuficiente tamaño del estudioy por ello la ausencia de suficiente potenciaestadística para poner en evidencia unaasociación verdadera, y/o la homogeneidadde los hábitos alimenticios entre los sujetosparticipantes del estudio.

Hay que tener en cuenta que si bien el riesgoatribuible a la nutrición es alto (probablementeun tercio de los casos de cáncer están asociadoa la dieta), porque la exposición a la dietaafecta a toda la población, el riesgo relativo(magnitud del efecto) es bajo (habitualmenteentre 1,2 y 1,6). Por ello el impacto del error demedida que diluye el efecto es muy importantey se requieren grandes estudios, y con buenosmétodos de medición de la ingesta, paraencontrar diferencias significativas para riesgosrelativos bajos.

El estudio EPIC fue específicamente dise-ñado para investigar la relación entre la dietay el cáncer, con el objetivo de hacer una

contribución significativa al conocimientocientífico ya acumulado, intentando superarlas limitaciones de otros estudios previos.

En esta presentación, descr ibimos lascaracterísticas generales del diseño delestudio y los resultados publicados inicialesmás importantes sobre la asociación entrealgunos grupos de alimentos y los tumoresmás frecuentes en la población mundial(próstata, pulmón, colorectal, mama yestómago). [Las publicaciones realizadas porla cohorte EPIC pueden ser consultadas en lapágina web de EPIC (http://www.iarc.fr/EPIC/)]

El diseño del estudio EPIC

EPIC es un estudio prospectivo multicéntrico,uno de los mayores del mundo, cuyo objetivoprincipal es la investigación de la relaciónentre la dieta, el estilo de vida, factoresmedioambientales y genéticos y la incidenciade cáncer (1-2). Se lleva a cabo en 23 centrosde 10 paises de Europa: Dinamarca, Francia,Alemania, Grecia, I ta l ia, Paises Bajos,Noruega, España, Suecia y el Reino Unido,incluyendo 519.978 sujetos sanos (366.521mujeres y 153.457 hombres), de edadescomprendidas entre los 35 y los 70 años,reclutados principalmente entre 1992 y 1998(Figura 1). En España se realiza en 5 áreasgeográficas (Granada y Murcia en el sur, yNavarra, Guipuzcoa y Asturias en el norte).Los participantes se han reclutado usualmenteentre la población general residente en unárea geográfica dada, ciudad o provincia. Las excepciones fueron la cohorte de Franciabasada en miembros de un seguro médicopara empleados de educación, la cohorte deUtrecht y la de Florencia basada en mujeresparticipantes de un programa de diagnósticoprecoz de cáncer de mama, parte de lascohortes de Italia y España basada en donantesde sangre, y la mayoría de la cohorte de Oxfordbasada en vegetarianos.


Para la información sobre la exposición alimen-taria, se utilizaron varios métodos de medida,previamente validados (3) adaptados a lasnecesidades de cada cada país, que incluyen:cuestionarios de frecuencia semicuantitativade alimentos autoadministrados (FFQs, con aproximadamente 260 alimentos),cuestionarios de historia de dieta (con más de600 alimentos), administrados por medio deentrevistas, y cuestionarios semicuantitativoscombinados con registros de la dieta duranteuna semana. Además, se realizó un recuerdoestandarizado de 24 horas, que fue aplicadopor entrevista por medio de un programacomputerizado (EPIC-SOFT) en una submuestradel 8% de la cohorte (4) que se utilizó paracalibrar los instrumentos de medida de ladieta, con el objetivo de corregir erroressistemáticos producidos por la sobre o subesti-mación del consumo de alimentos. Se recogióademás mediante otros cuestionarios unaamplia información sobre hábitos personales,

estilos de vida, consumo de hormonas ehistorial médico y se tomó el peso, la altura ylas medidas de cintura y cadera. Se obtuvoas imismo una muest ra de sangre (en387.889 individuos) para análisis bioquí-mico, hormonal, y genético, fraccionadas en pajuelas de leucocitos, suero, plasma yglobulos rojos, la mayoría conservadas ennitrogeno líquido. Hasta marzo de 2007,más de 41.000 casos de cáncer han sidoidentificados (Figura 2, página 226) por mediode un “record-linkage” computerizado conRegistros de Cáncer de base poblacionalexistentes en los centros EPIC, excepto enGrecia, Francia y Alemania, donde una combi-nación de métodos (registros de aseguradorasmédicas, registros hospitalarios y seguimientosactivos) están siendo utilizados. Se ha comple-tado además una tabla estandarizada deComposición de Alimentos (base de datos de nutrientes del EPIC-ENDB) para los 10 paisesparticipantes (5).

2 2 5Las contribuciones del estudio europeo EPIC al conocimiento de la...Capítulo 14

FIGURA 1 | The EPIC Study.

14

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The EPIC Study

I.A.R.CW.H.O

European Prospective Investigation

into Cancer and Nutrition

2 3

5 6 7 8 9 10

En resumen, los aspectos más relevantes deldiseño de EPIC son los siguientes:

• Es una muestra muy amplia, que permitealcanzar una gran potencia estadística.

• Incluye múltiples regiones de Europa congran variedad en el riesgo de incidencia de cáncer.

• Incluye una población con gran rango devariación en los patrones de dieta, desde ladieta mediterránea (Grecia, sur de Italia,España, sur de Francia) a la dieta típica delcentro y norte de Europa.

• Se utilizaron cuestionarios alimentarios con un amplio y detallado número dealimentos.

• Se utiliza un método de calibración de losdatos de los cuestionarios de dieta quepermite reducir los errores de medición.

• Se obtuvieron muestras de sangre en lamayoría de sujetos del estudio (75 %) que seusan para medir biomarcadores de exposicióny para estudiar interacciones entre factoreshormonales, genéticos y nutricionales.

ResultadosCáncer colorectal

En 1997 se publicó un voluminoso informede un comité internacional de expertos (6)que resumió la evidencia científica existentehasta el año 1996 sobre el efecto de losalimentos y nutrientes en las diferenteslocalizaciones tumorales. En relación al cáncercolorectal, el informe concluye que existíauna evidencia convincente de que un altoconsumo de vegetales reduce el riesgo decáncer colorectal; de que probablemente lacarne roja y el alcohol incrementan el riesgo,y de que posiblemente un alto consumo de fibra y carotenoides reduzcan el riesgo.


FIGURA 2 | Seguimiento de la cohorte EPIC 1994-2007.

Se llegó además a la conclusión de que posi-blemente el consumo de pescado no estabaasociado con este tipo de cáncer.

En relación a la fibra, basado en un amplioconjunto de hallazgos epidemiológicos yexperimentales de los ultimos 20 años, ymecanismos biológicos plausibles, la mayoría delas guías dietéticas recomiendan el incrementode consumo de fibra para reducir el riesgo decáncer colorectal. Esta visión tradicional hasido desafiada, sin embargo, por los resultadosde recientes estudios prospectivos sobreconsumo de fibra y cáncer colorectal (7) yensayos controlados al azar sobre el efectoen la recurrencia de pólipos colorectales ade-nomatosos, en los cuales no fue observadoningún efecto protector. El estudio EPIC, porel contrario, basado en 1.065 casos de cáncercolorectal (8) halló una asociación significati-vamente negativa entre fibra dietética y elriesgo de cáncer colorectal. El riesgo relativocalibrado fue de 0,58 para la comparación delos quintiles más elevados de consumo (entre32 a 36 g/día) versus el más bajo (12 g/día).Ninguna fuente de fibra (cereal, vegetales ofruta) fue más protectora que otra. Despuésde la publicación de estos resultados, se sugirióque éstos pudieran estar influenciados por laausencia de ajuste por el consumo de folateen el modelo de análisis y que podría ser larazón de la discrepancia entre el estudio EPICy otros estudios de cohorte. Por ello se repitióel análisis, utilizando más casos de cáncer(1.721) y ajustado para el consumo de folate (9).Los resultados fueron los mismos, confirmandoel efecto protector del consumo de fibra en estacohorte europea. Quizás la heterogeneidadde la definición utilizada de fibra, el error de medición del consumo y/o el bajo nivel yamplitud de la ingesta de otros estudiospuedan explicar esta discrepancia con losresultados de EPIC.

Por lo que respecta al consumo de carne, laevidencia de los últimos años confirma que unalto consumo de carnes rojas y procesadas

está positivamente asociado con el riesgo de cáncer colorectal. Un meta-análisis de 13 estudios cohorte (10) sobre el consumode carne y cáncer colorectal ha mostrado un12-17% de aumento de riesgo de cáncercolorectal por cada incremento de consumode 100 g/día de carne roja y un 49 % deaumento de riesgo para cada incremento de 25 g/día de carne procesada. Otra revisiónsistemática de todos los estudios epidemio-lógicos publicados entre 1973 y 1999 (11)concluye que el riesgo de cáncer colorectalaumenta un 24 % por cada incremento deconsumo de 120 g/día de carne roja, y un 36 % por cada incremento de 30 g/día decarne procesada. Los resultados del estudioEPIC confirman la asociación positiva entrecarne roja y carne procesada y el riesgo decáncer colorectal (12). Basado en 1.329 casosde cáncer colorectal, se observó un incre-mento del 35 % de riesgo de cáncer colorectalcuando se comparaban un consumo de másde 160 g/día de carne roja y carne procesadarespecto a un consumo de menos de 20 g/día. Se observó además, que el aumentodel riesgo de cáncer colorectal asociado conalto consumo de carne roja y carne proce-sada era más elevado en el grupo queconsumia menos fibra que en el grupo queconsumía más fibra. El consumo de carneblanca (aves), por el contrario, no estuvoasociado con el riego de cáncer colorectal.Los mecanismos que pueden explicar elaumento de riesgo de cáncer en relación alalto consumo de carnes rojas y procesadas serelacionan con el aporte de nitritos, nitratos ynitrosaminas, con el aporte de hierro hemático(mioglobina) que parece ser la fuente másimportante en la formación endógena denitrosaminas (13) y por el aporte de aminasheterocíclicas e hidrocarburos policíclicosaromáticos que se forman cuando la carne secocina a altas temperaturas. Por otra parte,este estudio de EPIC ha mostrado que elconsumo de pescado está inversamente rela-cionado con el riesgo de cáncer colorectal.


Se observó una reducción del 31% del riesgode cáncer colorectal para un consumo depescado de más de 80 g/día respecto a unconsumo de menos de 10 g/día. El efecto del consumo de pescado fue relativamenteindependientemente de los niveles de consumode carne roja y carne procesada.

Existe evidencia suficiente de que la obesidadgeneral aumenta el riesgo de cáncer colorectal(14). Los resultados del estudio EPIC confirmanesta evidencia (15), y sugieren que el efectode la obesidad puede ser más importantepara el cáncer de colon que para el de recto.Muestran además que la circunferencia de lacintura y el ratio cintura cadera, indicadores deobesidad abdominal, están fuertemente aso-ciado con el cáncer de colon en ambos sexos.

En relación al cáncer colorectal, existe asi-mismo evidencia suficiente sobre la asociacióncon el alto consumo de alcohol (16). El estudioEPIC, basado en 1.833 casos de cáncercolorectal (17), ha mostrado un aumento del riesgo del 8% por cada incremento delconsumo de alcohol de 15 g/día a lo largo de la vida, que es más alto para el cáncer derecto que para el de colon y más alto para el consumo de cerveza que para el consumode vino.

Cáncer de próstata

El informe de la World Cancer Research Fund(WCRF) y la American Investigation of CancerResearch (AICR) (6) concluyó en 1997 que no había evidencia epidemiológica de unaconvincente o probable relación causal con la dieta. Consideró que posiblemente elconsumo de vegetales reduce el riesgo de cáncer de próstata, pero la evidencia fueconsiderada inconsistente para las frutas. El consumo de tomate, la más importantefuente de licopeno ha sido asociado con lareducción del riesgo de cáncer de próstata,pero la evidencia es inconsistente, y unefecto protector está aún por confirmar.

Los resultados de EPIC (18) acerca de laincidencia de cáncer de próstata y el consumode vegetales y frutas confirman la evidenciacientífica previa que indica que esta aso-ciación no era muy probable. Basada en1.104 casos de cáncer, no se observó ningunaasociación estadísticamente significativa entreel total de vegetales, vegetales crucíferos,total de fruta, o total de fruta y total devegetales combinados. Un posterior análisisbasado en los niveles plasmáticos de 7 caro-tenoides, retinol y alfa y gamatocoferol en966 casos y 1.064 controles de la cohorteEPIC (19) mostró que los niveles plasmáticosde esos nutrientes no estaban asociados alcáncer de próstata. Sin embargo, los nivelesde l icopeno y la suma de carotenoides se encontraron asociados a una reduccióndel riesgo de estadíos o grados avanzados delcáncer de próstata.

Cáncer de pulmón

El informe del comité internacional de expertos(6) resumió la evidencia científica sobreefecto de los alimentos y nutrientes basadoen resultados de 7 estudios cohorte y 17estudios caso-control, publicados hasta esafecha, concluyendo que existía una evidenciasuficiente de que dietas abundantes enverduras y frutas (particularmente vegetalesverdes y zanahorias) protegían contra elcáncer de pulmón.

Señaló además que probablemente loscarotenoides y posiblemente la alta ingestade vitamina C, vitamina E y selenio estánasociados a una reducción del r iesgo. Posteriormente, un analisis de 8 estudios de cohorte (20) encontró un efecto protectoren las frutas [Riesgo Relativo (RR)=0.77;intervalo de confianza al 95 % (IC)=0.67-0.87] con una relación de dosis respuestasignificativa (P trend < 0.001), pero el efectofue más débil y rozando el límite de signi-ficancia para vegetales (RR=0.88; CI 95%=0.78-1.0) sin relación de dosis respuesta.


Se llegó a la conclusión de que había unareducción modesta en el riesgo de cáncer depulmón, principalmente atribuible a las frutas,pero no para los vegetales. Otro recientemeta-analisis (21) mostró un leve efectoprotector significativo de frutas y vegetalesen estudios caso-control, pero en estudioscohorte, el efecto protector fue observado en frutas [odds ratio (OR)=0.86; IC 95% =0.78-0.94], pero no para vegetales

Los resultados del estudio EPIC basado en860 casos son consistentes con estos meta-análisis (22). Se encontró una relación inversaentre el consumo total de frutas y el cáncerde pulmón (RR para el quintil más elevado deconsumo relativo al más bajo =0.60; IC 95% =0.46-0.78), pero no observamos una asocia-ción entre el consumo total de vegetales o de diversos subtipos de vegetales y cáncer depulmón. Sin embargo, en un nuevo análisis conmás casos (1.126) y más años de seguimiento(23), cuando se estratificó entre fumadores y no fumadores, se observó una asociaciónsignificativa inversa entre el consumo devegetales y el cáncer de pulmón en fumadores,pero no entre los no-fumadores.

Cáncer Gástrico

En 1997 el informe de la WCRF y la AICR (6)l legó a la conclusión de que había unaevidencia convincente, basada en 6 estudiosde cohorte y 32 estudios caso-control de queuna dieta alta en vegetales y frutas protegíacontra el cáncer de estómago. Se consideróque probablemente la vitamina C y posible-mente los carotenos, ajo y cebollas, y cerealesintegrales reducian el riesgo de cáncer deestómago. Por otra parte se estableció queprobablemente un elevado consumo decomidas con abundante sal, alimentos conser-vados en sal y posiblemente el consumo decarne a la parrilla o a la barbacoa incrementabael riesgo, mientras que se concluyó que nohabía una evidencia suficiente acerca delefecto de las nitrosaminas y la carne procesada.

Un meta-analisis publicado posteriormente(21) sobre 17 estudios caso-control, halló un efecto protector significativo asociado aun incremento de 100 g/día de consumo de fruta (OR=0.69;IC 95 % =0.62-0.77) ovegetales (OR=0.78; IC 95% =0.71-0.86). Sin embargo, el meta-analisis de cinco estudiosde cohorte mostró un débil y no significativoefecto protector para la fruta (OR=0.89; IC 95 %=.73-1.09 o vegetales (OR=0.89; IC 95% =0.75-1.05). Parece que el efectoprotector de las frutas es más alto que el delos vegetales, particularmente en estudiosasiáticos. Otro meta-analisis y evaluación de expertos (24) mostró también un fuerte yelevado efecto protector en el consumo defruta y vegetales en estudios caso-control,pero en estudios cohorte se observó un débily significativo efecto protector para la fruta(RR=0.85; IC 95 % = 0.77-0.95), pero no parael consumo de vegetales (RR=0.94; IC 95 % =0.84-1.06).

En el estudio EPIC (25), el análisis basado en330 adenocarcinomas gástricos, observó unaasociación negativa pero no significativa parael total del consumo de vegetales y para elconsumo de cebollas y ajo para el tipo histoló-gico intestinal. Se encontró asimismo unaasociación negativa pero no significativaentre el consumo de frutos cítricos y los tumoresgástricos del cardia, pero con el tipo distal. Se ha analizado además, la relación con elconsumo y los niveles plasmáticos de vitamina C(26). Se encontró que no habia una asociacióncon la ingesta de vitamina C, pero sí que habíauna fuerte y significativa asociación negativacon lo niveles en plasma de vitamina C(OR= 0.55; CI 95 % = 0.31-0.97 cuando secompara el quintil más alto con el más bajo),que fue más pronunciada en sujetos quepresentaban un alto consumo de carne roja yprocesada, que incrementan la formaciónendógeno de nitrosaminas. Se observó asi-mismo, una asociación negativa de los nivelesplasmáticos de ciertos carotenoides (beta-criptozantina y zeozantina), retinol y vitamina E.


Esto demuestra el role de compuestos de las frutas y verduras en relación al cáncergástrico, efecto que se diluye, cuando semiden a través de cuestionarios alimentarios,que pueden tener errores de medición. Los resultados de EPIC muestran asimismoque el alto consumo de fibras de cereales(27) está asociado a una reducción del riesgode cáncer gástrico.

Por lo que respecta a la carne y la carneprocesada (28), el estudio EPIC encontró unaasociación positiva entre cáncer gástricodistal (no cardia) y el consumo total de carne (RR=3.52; IC 95 %= 1.96-6.34 para un incremento de consumo de 100 g/día),carne roja (RR=1.73; IC 95 % =1.03-2.88para un incremento de 50 g/día, y carneprocesada (RR=2.45; IC 95 % = 1.43-4.21)para un incremento de 50 g/día). La aso-ciación con el total de carne fue observadasólo en individuos infectados por Helico-bacter Pylori, lo que sugiere que existe unaimportante interacción entre ambos en eldesarrollo del cáncer gástrico. Este novedosohallazgo de EPIC ha estado confirmado enre lac ión a la carne procesada por un meta-analisis de 6 estudios de cohorte (29)que encuentra una asociación positiva signi-ficativa. Como hemos visto en relación alcáncer colorectal, existe una importanteevidencia que muestra que las carnes rojasaportan hierro hemático, que parece ser laprincipal fuente para la formación de nitro-saminas endógenas. El estudio EPIC ha estimado un índice de formación endógenade nitrosaminas sobre la base de estudios en voluntarios que miden la correlación entreel consumo de carne roja y la formación de compuestos nitrosados medidos en heces,y se ha encontrado una fuerte asociaciónpositiva entre ese índice y el riesgo de cáncergástrico distal (30). El riesgo de cáncer gástricofue además más elevado entre los infectadospor Helicobacter pylori y los que teníanniveles plasmáticos más bajos de vitamina C.

No se observó por el contrario una asociacióncon el consumo de nitrosaminas exógenas(NDMB) lo que confirma que en la actualidadla exposición a nitrosaminas exógenas esmenos importante que la formación endógenade nitrosaminas.

Cáncer de mama

El informe de la WCRF y la AICR (6), basadoen 3 estudios prospectivos y 19 estudioscasos-control, concluyeron en 1997 que proba-blemente un alto consumo de vegetales yfrutas disminuye el riesgo de cáncer de mama,mientras que probablemente el alcohol y posi-blemente la grasa animal y la grasa saturadaincrementan el riesgo de cáncer de mama.Sin embargo, un análisis conjunto de 8 estudiosde cohorte no mostró un efecto protector defrutas y vegetales (31), mientras que otrometa-análisis (21) observó un débil efectoprotector en 15 estudios casos-control, pero noencontró asociación en 10 estudios de cohorte.

Los resultados del estudio EPIC confirmanque el consumo total de frutas y vegetales noestá probablemente asociado con la reduccióndel riesgo de cáncer de mama (32). El estudiobasado en 3.659 casos de cáncer de mamainvasivo no mostró una asociación para el totalde vegetales, total de frutas, total de zumosde frutas y vegetales, ni para 6 subgruposespecíficos de vegetales.

Una publicación reciente de análisis conjuntode 53 estudios epidemiológicos ha mostradosólidas evidencias acerca de la relación causalentre el consumo de alcohol y el cáncer demama. Un incremento de 10 g/día de alcoholfue asociado con un aumento del 7% delriesgo de cáncer de mama, siendo considera-do el alcohol como la causa de alrededorÇdel 4% del cáncer de mama en los paisesdesarrollados. Los resultados del estudio EPIC(33) basados en 4.285 casos, confirmantambién la asociación entre el consumo dealcohol y cáncer de mama.


La asociación entre grasa animal y saturada ycáncer de mama ha sido muy controvertidadurante la última década y continúa siendomotivo de polémica. Un análisis conjunto de7 estudios de cohorte publicado hace 10 años(34) no observó una asociación con el porcen-taje de calorías provenientes de los lípidos,con ningun tipo de grasas. Sin embargo otromás reciente meta-análisis de 14 estudioscohorte y 34 estudios caso-control (35) mostróun incremento del 19 % en el riesgo de cáncerde mama para el más alto nivel de consumode grasas saturadas. Los resultados de EPIC,aún no publicados, confirman que existe undébil pero significativo aumento del riesgo decáncer de mama asociado al consumo de grasassaturadas. Resultados del EPIC en Cambridge(UK) donde utilizaron dos instrumentossimultáneos de medida en la evaluación delconsumo alimentario (un FFQs y un registrode ingesta de una semana) muestran hallazgosmuy interesantes que pueden explicar partede las inconsistencias de esta asociación (8).En esta subcohorte, cuando la asociación eramedida con FQQ, no se observó ningunaasociación del cáncer de mama con el consumode grasas saturadas, pero cuando la asociaciónera medida con el registro alimentario de unasemana, un consumo diario de alrededor de 35 g doblaba el riesgo de sufrir cancer demama en comparación con las mujeres queconsumían menos de 10 g diarios de grasassaturadas. Éste es un ejemplo del impacto delos errores de medida de los FFQs y muestraque ciertas asociaciónes entre la dieta y elcáncer, especialmente cuando la magnituddel efecto es baja, son indetectables cuandoestán basados sólo en FFQ.

Exista cierta evidencia de que los acídos grasospoliinsaturados de tipo omega 3, provenientesdel consumo de pescado, pueden tener unrol en el proceso de cancerogénesis. El análisisde 4.776 casos de cáncer de mama de EPIC(36) mostró sin embargo que no hay relaciónentre el consumo de pescado y el riesgo decáncer de mama.

Existe actualmente por otro lado suficienteevidencia de que la obesidad está asociada al aumento de riesgo de cáncer de mama en mujeres post-menopaúsicas. Los resul-tados de EPIC (37) muestran que en mujeres,que no consumen terapia hormonal susti-tutoria, la obesidad general es un predictorsignificativo del riesgo de cáncer de mama,pero que en cambio la obesidad abdominal(circunferencia de cintura y/o cadera y la razón entre ambas) no está asociadacon un exceso de riesgo después de ajustar el IMC.

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Capítulo 15

Nutrigenómica y alimentos

2 3 7

Resumen

Entre los alimentos actuales con mayorpotencial industrial está el grupo de losdenominados alimentos funcionales, aquéllosque son efectivos en la prevención y mejorade patologías concretas. Para la calificación deun alimento como funcional es imprescindibleevaluar su eficacia cuando está listo para elconsumo humano.

Los sistemas de evaluación de eficacia sondiversos: siguen un proceso que comienza conestudios “in vitro”, continúa “in vivo”, con ani-males experimentales, y termina con estudiosde intervención en humanos. Es un procesolargo y de coste elevado que debe realizarsecuando el alimento está terminado. Para evitarfracasos y reducir los estudios de intervención alos casos imprescindibles, hay que disponerde metodologías que permitan predecir, con lamayor seguridad posible, la futura eficaciadel alimento que está en producción.

Los conocimientos actuales de la nutrige-nómica, ciencia que estudia la interacción de los nutrientes con los genes, han permitido constatar que hay muchos genes cuya

expresión es sensible a la presencia de deter-minados principios activos en los alimentos.Del estudio de su modificación se obtienenconclusiones significativas para comprenderla interacción de moléculas bioactivas con losprocesos patológicos.

Combinando el estudio de la expresión degenes clave en patologías concretas conmarcadores de punto final de procesos meta-bólicos, es posible diseñar un sistema deevaluación de eficacia de alta fiabilidad y bajocoste relativo. En este estudio se proponeuna metodología utilizable y se demuestra suinterés científico e industrial.

Alimentos funcionales

La interrelación entre alimentos y salud es,hoy por hoy, una evidencia científica que haconducido a la industria de los alimentos, a la comunidad científica, a las organizacionesde consumidores y las autoridades sanitariasa interesarse por las posibilidades de utilizarlos alimentos como vehículo para mantener y promover un buen estado de salud ybienestar, así como para reducir el riesgo desufrir determinados tipos de enfermedades.

Nutrigenómica y alimentos

Capítulo 15

Sabina Díaz, Isabel Baiges y Lluís ArolaDepartamento de Bioquímica y Biotecnología.Universidad Rovira i Virgili de Tarragona

Una correcta al imentación es esencial para este propósito, aunque a menudo nosuficiente. Los avances científicos, especial-mente en Japón en la segunda mitad delsiglo pasado, llevaron a establecer que losalimentos pueden utilizarse, más allá de susvalores intrínsecos en nutrición, como vehículospara administrar sustancias bioactivas quemodifiquen procesos bioquímicos o fisiológicosy mejoren el estado de salud.

De aquí nace el concepto de alimento funcional,una tipología de alimentos que, utilizandouna definición de consenso en la UniónEuropea derivada del proyecto FUFOSE (1), se corresponde con aquellos alimentos paralos que se puede demostrar satisfactoriamenteque ejercen un efecto beneficioso sobre unao más funciones selectivas del organismo,además de sus efectos nutritivos intrínsecos,de modo tal que su consumo resulte apropiadopara mejorar el estado de salud y bienestar,reducir el riesgo de enfermedad, o ambascosas. Los alimentos funcionales debenseguir siendo alimentos, y deben producir sus efectos en las cantidades en que normal-mente se consumen en la dieta. Un alimentofuncional puede ser un alimento natural, un a l imento a l que se ha añadido uncomponente, o un alimento al que se le haquitado un componente meditante procesostecnológicos o biológicos; también puedetratarse de un alimento en el que se hamodificado la naturaleza de uno o más desus componentes, o cualquier combinaciónde estas posibilidades.

En la Europa actual la interrelación entrenutrición óptima y vida sana está ganandoaceptación pública, y los consumidores están buscando cada vez más informa-ción sobre los alimentos que compran. La industria alimentaria quiere aprovechar los conocimientos generados en cienciabásica de alimentos y está invirtiendo enproyectos de innovación, especialmente en el campo de los alimentos funcionales (2),

aunque para la inversión industrial tan solo es unincentivo real un alimento del que se puedantrasladar los efectos positivos sobre la salud a losconsumidores de manera satisfactoria. De aquísurge la necesidad de crear alegaciones quepermitan certificar los efectos de los alimentossobre la salud de forma creíble para los consu-midores. Resulta evidente que la evolución ydesarrollo de los alimentos funcionales ha deir acompañada de sistemas de control y segui-miento para garantizar que las alegaciones seutilicen para promover la salud pública y la protección de los consumidores contra lainformación que pueda ser falsa o errónea (3).

En 2006, el Parlamento Europeo aprobó unalegislación para regular las alegaciones desalud para los alimentos (4) que establece quedeben ser científicamente probadas y claras,y no ambiguas para los consumidores. Unaalegación se define como cualquier mensaje orepresentación que afirme, sugiera o impliqueque un alimento tiene características parti-culares. Las “alegaciones nutricionales” hacenreferencia a la energía que aportan y a losnutrientes u otras sustancias que contengano no contengan. Las “alegaciones de salud”refieren la existencia de una interrelación entreun alimento o uno de sus componentes y lasalud. La normativa prohíbe, con alguna excep-ción, la utilización de alegaciones nutricionaleso de salud que no tengan establecidos “perfilesnutricionales” (por ejemplo, alto en sal, rico enácidos grasos saturados), perfiles que deben serdefinidos a partir de conocimientos científicossobre dieta, nutrición y su relación con la saludy, especialmente, sobre el papel de nutrientesy otras sustancias con un efecto nutricional ofisiológico en las patologías crónicas.

La aplicación de la nueva regulación europeaimpone pues unas nuevas reglas del juego parala industria de los alimentos: para comercializarproductos como alimentos funcionales hayque garantizar, con una base científica sólida,su relación con la salud de los consumidores,es decir, hay que haber demostrado su eficacia.


Eficacia de los alimentos funcionales

Habitualmente, el diseño de un nuevoalimento funcional comienza a partir deconclusiones de estudios epidemiológicosque correlacionan dietas particulares conprevalencia de determinadas patologías enpoblaciones representativas. En ocasiones, elanálisis diferencial de la dieta permite identificarsustancias bioactivas utilizables en la produc-ción de alimentos a partir de las cuales esposible plantear un nuevo alimento funcional.Tras identificar la sustancia bioactiva de interés,en primer lugar habrá que comprobar si essegura con los procedimientos bien estan-darizados de la industria farmacéutica. En segundo lugar habrá que determinar ensistemas “in vitro” cuál es su diana bioquímica y qué efectos ejerce sobre ella en relación conel proceso patológico para el que la sustanciaen estudio tiene interés. Posteriormentehabrá que aumentar el nivel de complejidadpasando a estudios “in vivo” con animalesexperimentales para validar los estudios “in vitro”. En este punto, surge la necesidad deutilizar “biomarcadores”, entendidos comouna característica que es objetivamentemedible y evaluable como indicador de unproceso biológico normal, de un procesopatológico o de una respuesta farmacológicaa una intervención terapéutica (5). Los biomar-cadores se han convertido en un elementoesencial en la ciencia de la nutrición parademostrar, en estudios de intervención –es decir, en estudios en humanos–, los efectosde nutrientes o sustancias bioactivas en unperiodo de tiempo razonable y con un costetambién moderado, aunque la informaciónque aportan es parcial y, en ocasiones insufi-ciente, y hay que buscar combinaciones debiomarcadores u otras estrategias para obtenerinformación concluyente (6). La ComunidadCientífica europea acepta un sistema debiomarcadores de complejidad creciente (7)que permiten obtener conclusiones fiables delos estudios de intervención en humanos,

que son habitualmente concluyentes parafijar las bases científicas de las alegacionesnutricionales y de salud. Es un proceso largoy costoso que no puede aplicarse hasta que un nuevo alimento esté terminado y seadirectamente utilizable para el consumohumano.

Durante el proceso de diseño de un nuevoalimento, la industria necesita sistemas devalidación de eficacia que permitan predecir,con la máxima seguridad, los resultados de lautilización de planteamientos innovadores.Hay que poder prever el potencial de sustanciasbioactivas para utilizarlas en la producción dealimentos funcionales, y hay que poder seguirsu evolución a lo largo de las operacionesnecesarias para la fabricación del alimento.No es posible realizar estudios completos en cada momento del proceso por lo que esnecesario diseñar estrategias metodoló-gicas que, con la máxima fiabilidad posible,permitan predecir los resultados finales.Evidentemente, hay que comprobar la eficaciade productos terminados y hay que hacerlomediante estudios de intervención en pobla-ciones representativas y con rigor estadístico,pero no es viable ni tiene sentido realizarestudios de intervención durante el procesode fabricación.

En la última década, la ciencia de la nutriciónha comprendido que los efectos de la nutriciónsobre la salud y la enfermedad no puedenentenderse sin un profundo conocimientosobre cómo actúan los nutrientes a nivel mole-cular. Los factores que llevan a esta conclusiónson tres (8): el primero se deriva de los proyectosde secuenciación completa de genomas quepermiten visualizar la importancia de losgenes en nutrición cuando se demuestra quelos nutrientes afectan directamente laexpresión génica. El segundo está basado en la evidencia de que los micro y macronu-trientes son potentes señales que influyen en el funcionamiento celular y juegan unimportante papel en el control homeostático.

2 3 9Nutrigenómica y alimentosCapítulo 15

El tercero se deriva del conocimiento de que lapredisposición genética tiene un papel signi-ficativo en el desarrollo de las tres principalescausas de mortalidad ligadas a la dieta, comoson la patología cardiovascular, la diabetes tipo IIy el cáncer. De aquí surge la nutrigenómica,ciencia que trata de estudiar las influenciasde la nutrición sobre el genoma (9, 10, 11).Desde la perspectiva de la nutrigenómica, losnutrientes son señales de la dieta que sondetectadas por sistemas de sensores celu-lares, como pueden ser los miembros de lasuperfamilia de los receptores nucleares, quemodulan la expresión génica, la expresiónproteica y, consiguientemente, la producciónde metabolitos. La nutrigenómica trata deidentificar genes que influyen en el riesgo de las patologías relacionadas con la dieta agran escala y de entender el mecanismo queestá en la base de la predisposición genética.

Las tecnologías “ómicas” que son la basemetodológica de la nutrigenómica, no sontan sólo necesarias para el desarrollo delestudio de la interacción genes-nutrientessino que también, en el contexto de la cienciade la nutrición, pueden utilizarse como bio-marcadores de la predisposición individual y dela eficacia de nutrientes o ingredientes (12).Aunque son especialmente útiles para, desdeuna visión de sistema, visualizar diferenciasentre grupos, su desarrollo metodológicopermite utilizarlas para la producción dealimentos funcionales en la fase de diseño,utilizando como biomarcadores genes claveen la interacción de nutrientes o ingredientescon el metabolismo que varían sus niveles deexpresión en una situación patológica.

Biomarcadores para el desarrollo de alimentos funcionales

Según nuestra hipótesis, un sistema eficientepara seguir la eficacia de los alimentosfuncionales durante su diseño industrial puedeconsistir en identificar genes clave con expresiónsensible a nutrientes o sustancias bioactivas

y utilizarlos en sistemas “in vitro” como bio-marcadores que permitan, de forma rápida yrelativamente económica, predecir su interés enla prevención o mejora de estados patológicosdurante el desarrollo del producto. Para obtenerconclusiones consistentes, hay que utilizar enparalelo biomarcadores de proceso; es decir,hay que poder controlar procesos metabólicosclave, no únicamente cuantificando meta-bolitos de punto final, sino especialmentesiguiendo procesos dinámicos que permitanobtener información sobre la modificaciónde vías o procesos metabólicos significativos.

La metodología que hemos diseñado tienedos fases y consiste, en primer lugar, enseleccionar un sistema celular óptimo comomodelo experimental según la patología quese desee prevenir o paliar. En la primera fase,en la que se trabaja con marcadores deproceso, se trata de identificar procesos claveen las patologías en estudio para poderseguirlos experimentalmente, por ejemplo,captación de glucosa por células de tejidosperiféricos en el estudio de la diabetes tipo 2.En la segunda fase, relativa a la utilización de marcadores génicos, hay que empezaridentificando los genes de interés. En principioun estudio bibliográfico es suficiente en estafase, aunque puede completarse con la realiza-ción de arrays de alta densidad para conocerlos genes que alteran su expresión cuando lascélulas son tratadas con la substancia bioactivaen estudio. A partir de esta información hayque seleccionar los genes que se utilizaráncomo biomarcadores para construir un arrayde baja densidad con los genes biomarcadoresmediante el que se pueda evaluar los cambiosen la expresión génica de los genes seleccio-nados en células tratadas con las sustanciasbioactivas en estudio. Antes del array de bajadensidad, hay que fijar las condiciones experi-mentales, lo que puede hacerse seleccionandogenes clave y valorando su expresión mediantePCR real time para fijar la concentración de lasustancia bioactiva y el tiempo óptimos paraobservar un efecto determinado.


Proantocianidinas y metabolismo lipídico

Diversos estudios (13, 14, 15) han mostradoque las proantocianidinas presentes en ladieta son biomoléculas activas. Actúan comocardioprotectoras (16), antioxidantes (17),antigenotóxicas (18), antiinflamatorias (19) yanticancerígenas (20). La acción protectorade las proantocianidinas puede extenderse aalteraciones metabólicas que son factores deriesgo para las patologías cardiovasculares,como la resistencia a la insulina, dislipemia,hipertensión arterial y obesidad, colectiva-mente agrupadas como síndrome metabólico.Son, por tanto, moléculas potencialmenteutilizables en la prevención de estas patologías.

En este contexto y utilizando la metodologíadescrita, nuestro grupo ha estudiado elpotencial de las proantocianidinas comomoléculas correctoras de las alteraciones delmetabolismo lipídico. En trabajos previosobservamos una disminución del 50% en losniveles circulantes de triacilgliceroles en ratas,cinco horas después de la administración deun extracto de proantocianidinas de pepita deuva (GSPE), junto con una positiva alteraciónde la distribución del colesterol ligado a lipo-proteínas (21). Partimos de una evidenciaexperimental obtenida en estudios “in vivo” yqueremos demostrar que utilizando nuestrapropuesta metodológica podemos llegar a lamisma conclusión mediante un sistema “in vitro”.

Por una parte, usamos lo que hemos deno-minado marcadores de proceso. En este caso,hemos cuantificado la síntesis de novode triacilgliceroles y colesterol por célulashepáticas HepG2 y su secreción al medio. El tratamiento de las células con proanto-cianidinas a dosis moderadas, de acuerdocon los resultados mostrados en la Figura 1,página 242, nos indica que se produce unadisminución del 83% de la secreción detriacilgliceroles al medio y una disminucióndel 48% de la secreción de colesterol total,

un resultado notable que concuerda con losresultados obtenidos “in vivo” y que confirmael interés de las proantocianidinas comoprincipio activo util izable en alimenta-ción funcional para corregir dislipemias. Sin embargo, es un resultado insuficientepara validar la metodología propuesta, pero que aun así nos sirve, “in vitro”, comomarcador de proceso.

Para completar la metodología, utilizamos en paralelo los biomarcadores genéticos,analizando la expresión de genes clave delmetabolismo de los lípidos y de su control. La intención es encontrar perfiles de expre-sión condicionados por las proantocianidinasque permitan predecir un efecto positivo enrelación con la corrección de las dislipemias.De este modo, dispondremos de un procedi-miento más rápido y práctico con el que seguirla elaboración de alimentos funcionales conproantocianidinas.

La selección de genes clave que puedanservirnos como biomarcadores no es unatarea sencilla, ya que ha de centrarse en unnúmero pequeño y representativo. Hemosutilizado información bibliográfica de formaexhaustiva y, también, las conclusiones a lasque han llegado los fabricantes de arrays debaja densidad para pruebas diagnósticas enclínica. Al final, hemos elegido un conjuntosignificativo de genes directamente implicadosen el metabolismo y transporte de lípidos, y losgenes que codifican los receptores nuclearesrelacionados con el metabolismo lipídico, ya que pensamos que son candidatos especial-mente sugerentes por su doble condición deinteractuar con los nutrientes y con el ADN.

La expresión de los genes varía mucho con el tiempo por lo que es necesario fijar bien elmomento de su estudio. Para no tener querealizar arrays de baja densidad para concretarel tiempo de estudio, seleccionamos algún genque consideramos clave en el proceso y eva-luamos su respuesta a tiempos cortos y largos.



FIGURA 1 | Síntesis de novo y secreción de triacilgriceroles y colesterol.

Efecto del extracto de proantocianidinas de pepita de uva (GSPE) en la síntesis, contenido celular y secreción al medio de triacilgliceroles y colesterol sintetizados de novo en cultivos “in vitro” de hepatocitos humanos de la línea celular HepG2. Las células se incubaron durante 6 horas con 14C-acetato sódico. Simultáneamentese trató el grupo GSPE con 50 mg/l de GSPE en 0,1% etanol (v/v) y el grupo control con 0,1% etanol (v/v).

Los lípidos se extrajeron con disolventes* y se separaron por cromatografía en capa fina. Posteriormente, se cuantificó la radioactividad presente en las fracciones correspondientes a triacilgliceroles y colesterol. En el ejede ordenadas se presenta la radiactividad en desintegraciones por minuto (dpm) respecto a la proteína celular.Las barras correspondientes a los triacilgliceroles o al colesterol total secretados al medio se representan en el eje de ordenadas secundario (derecha). Los valores se expresan como media ±SEM de 5 experimentos independientes. Para el análisis estadístico se ha aplicado el test de la t de Student con una p<0,05.

*Hara A and Radin NS (1978). Lipid extraction of tissues with a low-toxicity solvent. Anal Biochem, 90: 420-426.

Tabla I. Expresión del gen de la Nieman-Pick C1 like1

1 hora

0,99a ± 0,08

9 horas

0,99a ± 0,03

1 hora

0,87a ± 0,07

9 horas

0,64b ± 0,11

1 hora

0,87a ± 0,08

1 hora

0,87a ± 0,08

0 mg/l GSPE 50 mg/l GSPE 150 mg/l GSPE

Efecto del extracto de proantocianidinas de pepita de uva (GSPE) sobre los niveles de mRNA de Nieman-Pick C1like1 (NPC1L1) en células HepG2.

Las células HepG2 fueron incubadas con una dosis de GSPE de 50 mg/l durante 9 horas. Tanto el grupocontrol como el tratado con GSPE contenían una concentración de etanol de 0,1% (v/v). La expresión de los genesse determina extrayendo el ARN celular, fabricando el cDNA y realizando una PCR cuantitativa a tiempo real a partirde 20 ng de cDNA utilizando sondas Taqman® y β-actina como gen de referencia.

Los valores se refieren a variación sobre el gen de referencia y se expresan como media ± SEM. Para el análisisestadístico se ha aplicado una ANOVA de un factor con una p<0.05, utilizando el test de Scheffé para discrimi-nación a posteriori.

Lógicamente, la elección de un único tiempoconlleva pérdida de información porque notodos los genes responden a la misma velo-cidad, pero la necesaria simplificación delproceso obliga a limitar las condiciones expe-rimentales. El mismo proceso nos sirve parafijar la concentración de trabajo óptima de lasustancia bioactiva. Si se trata de entendermecanismos, lógicamente, habrá que analizarlos resultados con mayor profundidad, perono es éste el objetivo del presente trabajo.

Para el caso ejemplo que nos ocupa, hemosseleccionado un gen que consideramos clave en el metabolismo del colesterol, el que

codifica la proteína Nieman-Pick C1 like1(NPC1L1), una proteína que tiene un papelcrítico en la absorción de colesterol en elintestino y que también se expresa en célulashepáticas donde puede facilitar la captaciónde colesterol libre del medio y modular suexcreción en forma de ácidos biliares (22, 23).Los resultados obtenidos, mostrados en laTabla 1, nos llevaron a seleccionar un tiempolargo de 9 horas y una dosis media de 50 mg/l.

Fijadas las condiciones de trabajo, realizamos unarray de baja densidad con los genes y resul-tados referidos en las Figuras 2 y 3 (página 244).


FIGURA 2 | Expresión de genes biomarcadores: metabolismo lipídico.

Efecto del extracto de proantociandinas de pepita de uva (GSPE) sobre los niveles de mRNA de los genes: αAcetil-CoA carboxilasa (ACACA), ATP-binding cassette, sub-family A (ABC1), member 1 (ABCA1), apolipo-proteína B (APOB), apolipoproteína C1 (APOC1), apolipoproteína C2 (APOC2), apolipoproteína C3 (APOC3),apolipoproteína E (APOE), receptor de trombospondina (CD36), 3-hidroxi-3-metilglutaril-CoA reductasa(HMGCoA-R), 3-hidroxi-3-metilglutaril-CoA sintetasa 1 (HMGCoA-S), receptor de LDL (LDL-R), proteína microsomal transferidora de triglicéridos (MTTP), SREBP cleavage activating protein (SCAP), esterol o-acil transferasa (SOAT) y sterol regulatory element binding transcription factor 1 (SREBP).

Las células HepG2 fueron incubadas con una dosis de GSPE de 50 mg/l durante 9 horas. Tanto el grupo controlcomo el tratado con GSPE contenían una concentración de etanol de 0,1% (v/v). La expresión de los genes sedetermina extrayendo el ARN celular, fabricando el cDNA y utilizando una tarjeta microfluídica Taqman®

Low Density Array (TLDA) con la b-actina como gen de referencia.

Los valores se refieren a variación sobre el gen de referencia y se expresan como media ± SEM. Para el análisisestadístico se ha aplicado el test de la t de Student con una p<0.05.

En relación con los genes biomarcadores del metabolismo y transporte de lípidos, seobserva (Figura 2, en página anterior) una represión generalizada de todos ellos en nuestro modelo de células HepG2.Únicamente los genes que codifican para lasintetasa del 3-hidroxi-3-metilglutarilCoA ypara el receptor de LDL se encuentran signifi-cativamente sobre expresados, mientras queno se observa ninguna variación en el gen dela reductasa del 3-hidroxi-3-metilglutarilCoA.

Estos resultados son sugerentes, ya que indicanuna disminución en la síntesis de lípidos, un aumento en su degradación y una ciertainhibición de los procesos que permiten suexcreción celular, especialmente por lo que alcolesterol se refiere. También sugieren unamodificación del transporte de colesterol en un sentido positivo para corregir unasituación de dislipemia. Concuerdan con losresultados “in vivo” y los obtenidos “in vitro”con marcadores de proceso.


FIGURA 3 | Expresión de genes biomarcadores: receptores nucleares

Efecto del extracto de proantocianidinas de pepita de uva (GSPE) sobre los niveles de mRNA de los genes: farnesoid X receptor (FXR), hepatic nuclear factor 4 alpha (HNF4α), liver X receptor (LXR), peroxisome proliferator-activated receptor alpha (PPARα), peroxisome proliferator-activated receptor gamma (PPARγ), retinoid X receptor, alpha (RXRα), small heterodimer partner (SHP).

Las células HepG2 fueron incubadas con una dosis de GSPE de 50 mg/l durante 9 horas. Tanto el grupo controlcomo el tratado con GSPE contenían una concentración de etanol de 0,1% (v/v). La expresión de los genes sedetermina extrayendo el ARN celular, fabricando el cDNA y utilizando una tarjeta microfluídica Taqman®

Low Density Array (TLDA) con la β-actina como gen de referencia.

Los valores se refieren a variación sobre el gen de referencia y se expresan como media ± SEM. Para el análisis estadístico se ha aplicado el test de la t de Student con una p<0.05.

En relación con los genes que codifican para losreceptores nucleares (Figura 3) se observa unarepresión generalizada para todos los genesestudiados excepto para el gen que codificapara SHP. Los resultados obtenidos indicanque las proantocianidinas son capaces dealterar la expresión de estos genes, importantesen el contexto de regulación del metabolismocomo respuesta a la presencia de nutrientes.Los receptores analizados modifican su expre-sión en el mismo sentido que anteriormentese ha comentado: disminuyendo la síntesisde ácidos grasos y triacilgliceroles.

Sin duda es posible e interesante profundizaren el sentido de los sugerentes cambios deexpresión génica reseñados, pero sin embargoeste trabajo no tiene ese propósito. Nuestraintención es proponer una metodología, una estrategia novedosa para el diseño dealimentos funcionales que añade valor a la nutrigenómica. Los resultados obtenidosdemuestran que es una metodología utilizablepara las proantocianidinas y las dislipemias.Habrá que probar otras sustancias bioactivasen ésta u otras situaciones patológicas parapoder generalizar esta conclusión.

Agradecimientos: La realización del presentetrabajo ha sido posible por la financiaciónobtenida del proyecto CENIT MET-DEV-FUN.

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