Tema 3.5.- Nutrigenómica y NutrigenéticaTema 3.5. Nutrigenómica y Nutrigenética

Tendencias y Esfuerzos actuales

Recomendacionespara la población

Las características genéticas de los individuos modulan supara la población

Nutrigenómica

los individuos modulan su respuesta a los nutrientes

+Nutrigenética

Recomendacionespara el individuo

- El comportamiento de nuestro cuerpo depende siempre de dos factores: los genes y factores ambientales. - La respuesta a los nutrientes también.- El componente genético depende del tipo de función corporal y la enfermedad. En algunas ocasiones es difícil de determinar. - En términos de nutrición:

Hasta un 80% de las diferencias en el IMC son atribuibles a factores genéticos Los factores genéticos también aportan aproximadamente el 50% del riesgo de

diabetes tipo 2Se ha estimado que el Síndrome Metabólico tiene un componente hereditario del

10-30%.Trastornos monogénicos son la consecuencia de hasta el 5% de todos los casos de

obesidad y diabetes. En el caso de la diabetes monogénica: HNF-4, GCK, HNF-1, IPF-1, HNF-1, NEUROD1.- Se sabe que las personas presentan diferentes respuestas metabólicas a la dieta.Ejemplos: la respuesta de triglicéridos a dietas ricas o pobres en grasa es distinta en dif t i l d i di téti t l d lldiferentes personas y seguir la recomendaciones dietéticas actuales puede llevar a alteración en el perfil lipídico en sangre en algunas personas, pero no en otras; se considera que al menos en parte de estas diferencias tienen origen genético.

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Nutrigenética y Nutrigenómica: las diferenciasNutrigenética y Nutrigenómica: las diferencias

Objetivo común: determinar la interacción entre la dieta y los genes para conseguir una salud óptima a través de la personalización de la dieta. * Nutrigenómica: estudia la influencia de los ingredientes de la dieta en el genoma y pretende relacionar los diferentes fenotipos resultantes con diferencias en la respuesta genética y/o celular del sistema biológico.* Nutrigenética: estudia cómo la genética de un individuo coordina su respuesta a la dieta. Es la ciencia que identifica y caracteriza las variaciones en los genes asociadas con respuestas diferentes a los nutrientes. Esto lo relaciona con las enfermedades.

En numerosas ocasiones se confunden ambos términosconfunden ambos términos

El riesgo para la salud es personal → di t l d ó ti duna dieta para una salud óptima puede

ser diferente dependiendo del individuo

- Es importante distinguir dos conceptos:por una parte está la información que se encuentra codificada en la secuencia de

bases del ADN por otro lado el uso o no que hacen de ella nuestras células

L i f ió ESTÁ t l ADN h d UTILIZARSE- La información ESTÁ presente en el ADN, pero ha de UTILIZARSE.- Los genes deben ser activados para que la información presente en el ADN sea funcional.

D i di id dif t d- Dos individuos son diferentes por dos razonesDiferente secuencia de bases del ADNDiferente activación de los genes

Los nutrientes pueden modificar el estado de activación de los genes lo que puede- Los nutrientes pueden modificar el estado de activación de los genes, lo que puede determinar que exista mayor o menor riesgo de padecer determinadas enfermedades. Nutrigenómica.

ADNUso de la información

l ADNen el ADN

- Un mismo nutriente no afecta de la misma manera a diferentes individuos, debido, en parte, a variaciones en la secuencia de bases de su ADN. Nutrigenética.

Nutrición personalizada- El concepto de Nutrición personalizada es parte del más amplio “Medicina personalizada”- Para desarrollar la nutrición personalizada es necesario información contrastada del tipo p pepidemiológico, clínico y mecanístico acerca de:

Las variantes genética específicas que afectan el metabolismoLa medida en la que estas variantes, junto con la ingesta de componentes dietéticos q j g p

específicos, afectan al riesgo de las enfermedades en diferentes poblacionesLos mecanismos por los que los SNPs y los nutrientes afectan las causas de las

enfermedades.

Nutrigenéticag

Los genes codifican las enzimas encargadas del metabolismo de los nutrientes

Determinadas mutaciones o polimorfismos dan lugar a enzimas modificadas que alterna el p g qfuncionamiento de rutas metabólicas clave.

Un diseño dietético adecuado puede paliar en parte las alteraciones metabólicas generadas por la presencia de una enzima defectuosa o con menor actividad. g p p

La presencia de determinados patrones de expresión génica puede predisponer a ciertos sujetos a padecer enfermedades muy prevalentes (obesidad, diabetes tipo 2, enfermedad cardiovascular). En estos casos, la dieta es un factor ambiental con gran peso específico.

* SNP = single nucleotide polymorphism (polimorfismo del nucleótido simple)- Son cambios en una base del ADN.- Suelen ocurrir con una frecuencia de 1 en 300 nucleótidos, lo que significa que hay alrededor de 10 millones de SNP en el genoma humano.

P d d l ADN t l i l d E l- Pueden darse en el ADN entre genes, en el propio gen o en su zona reguladora. En el segundo caso, pueden jugar un papel más directo en la enfermedad, ya que afecta la función del gen.

E h i SNP i l t l h li i- En muchas ocasiones esos SNP son irrelevantes, por lo que hay que realizar un primer filtrado para identificar aquellos que son funcionalmente relevantes.- El metabolismo de un nutrientes puede verse afectado por múltiples SNP en el mismo gen o en diferentes genes de na ía metabólicagen o en diferentes genes de una vía metabólica- Los propios nutrientes pueden modificar los efectos de los genes- Un mismo SNP puede afectar negativamente una enfermedad, pero positivamente otra.

Establecer las influencias genéticas en el papel biológico de los nutrientes es

una tarea MUY COMPLEJA

Ejemplos de errores genéticos en el metabolismo de los nutrientes y terapia di tétidietética

- La situación se complica cuando se trata de enfermedades multifactoriales, como la b id d l di b t E é t h d ti d t étiobesidad y la diabetes. En éstas, hay dos tipos de componentes: genéticos y

ambientales. Esto magnifica la complejidad.

* Obesidad* Obesidad- El factor ambiental es determinante, aunque también tiene un componente genético, que se calcula alrededor del 25%.

El componente genético de la obesidad es de por sí muy complejo y variado Genes- El componente genético de la obesidad es de por sí muy complejo y variado. Genes candidatos:

Péptidos controladores del apetito/saciedad (NPY, POMC, CCK)Reguladores del gasto energético (UCPs)Reguladores del gasto energético (UCPs)Formación de tejido adiposo (leptina, adiponectina)

* Diabetes Diabetes- Hay varias formas de diabetes: I, II, monogénica (MODY). - En cada forma de diabetes están implicados unos genes distintos.

Nutrigenómicag

- Expresión génica modulada por nutrientes o sus metabolitos

Regulación de la expresión génica por glucosa

De forma indirecta a través de la insulina

De forma directa

InsulinaCiclo celular: c-fos, c-jun, c-myc, nur-77Enzimas metabólicas: PFK1, GAPDH, L-PK, ACC, FAS

Regulación de la expresión génica por ácidos grasos

Regulación de la expresión génica por aag p g p

Regulación de la expresión génica por vitaminasg p g p

Funciones reguladas por nutrientes a través de la expresión génicaFunciones reguladas por nutrientes a través de la expresión génica- Ciclo celular: glucosa, ácido fólico, vitaminas B12, A y D, hierro, zinc.- Apoptosis: vitamina B3 (-), fibra (+ célula procancerígenas), lípidos (+, procesos oxidativos)oxidativos)- Diferenciación y desarrollo: AGPI, ácido fólico, calcio, yodo, hierro, zinc, vitamina E- Crecimiento óseo: calcio, vitamina D

Bibliografía- “Personalised nutrition: how far has nutrigenomics progressed?” J Hesketh EuropeanPersonalised nutrition: how far has nutrigenomics progressed? J Hesketh. European Journal of Clinical Nutrition (2012), 1–6- “Nutrigenetics and Metabolic Disease: Current Status and Implications for Personalised Nutrition”. Catherine M. Phillips. Nutrients 2013, 5, 32-57Nutrition . Catherine M. Phillips. Nutrients 2013, 5, 32 57- “Nutrigenomics and nutrigenetics: the emerging faces of nutrition”. David M. Mutch, Walter Wahli, Gary Williamson. FASEB J. 19, 1602–1616. (2005)- “Nutrigenómica”. Enrique Roche, Elena García, Esther Fuentes. FUNIBER (Fundación g q , , (Universitaria Iberoamericana).