dimecres, 1 de gener del 2020

Nutrigenòmica

O com la interacció entre el genoma i els nutrients dels aliments  causa variabilitat interindividual enfront  la dieta.

Potser, la millor manera de fer comprensible l’objecte d’estudi d’aquesta nova ciència és amb un cas sobradament conegut per qualsevol: el fet que les persones responguin de manera distinta a iguals dietes, o  veure amb impotència com hi ha persones que no perden de pes en règims d’aprimament, quan altres sotmeses al mateix règim sí que experimenten la pèrdua de pes esperada. 

El motiu és la base genètica de cadascú (genoma), que modula l’acció de la dieta (nutrients) , i de la comprensió d’aquesta regulació, neix la nutrigenòmica. 
 

Predisposició genètica


La nutrigenòmica pretén conèixer la interacció entre els nutrients de la dieta  i el genoma (conjunt de gens d'un organisme)   Perquè  segons la base genètica  i segons la composició de la dieta aquesta interacció es manifestarà d'una manera o altra en termes de salut.  

En aquests darrers anys, l'observació d'aquesta disparitat en la resposta ha permès entendre que la modulació d'aquest efecte pot estar inscrit en el genoma. Aquesta predisposició genètica obre una altra via per dissenyar dietes més compatibles amb la naturalesa del destinatari, un altre pas per assegurar que la dieta prescrita sigui sensible i precisa per a la  persona.

Per comprendre la importància que té aquesta predisposició, podem fixar-nos en casos d’intoleràncies alimentàries d’origen genètic. Un cas molt estudiat és es de la intolerància a la lactosa primària

Aquesta intolerància resulta per la  pèrdua de la capacitat de sintetitza lactasa, enzim encarregat de la digestió de la lactosa (sucre natural de la llet). Aquesta pèrdua s’adquireix en fase adulta per la desactivació del gen que expressa tal enzim . Les persones amb la falta de lactasa, per tant,  responen a la ingesta de la llet i alguns derivats lactis (els que contenen lactosa)  amb uns símptomes desagradables: flatulència, distensió abdominal, diarrea, etc.  El mecanisme darrera d'aquesta simptomatologia s'explica pel fet de no disposar de l’enzim, amb la qual cosa no es pot hidrolitzar la lactosa en dues molècules (glucosa i fructosa) per tal de ser absorbides. Sense aquesta indispensable acció, la lactosa passa sencera al còlon on és fermentada per la microbiota originant les característiques molèsties abdominals.

Un altre cas que exemplifica la importància de la base genètica i la dieta, és el cas de les persones intolerants a la fructosa primària. En aquest cas, els intolerants  manquen de la proteïna transportadora de fructosa que s’encarrega de la seva absorció intestinal. Com passa amb la lactosa, la fructosa no és absorbida i arriba al colon on fermenta gràcies a l’acció de la microbiota produint els símptomes molestos. Per tant, les persones manquen de l’expressió del gen que codifica pel transportador de fructosa i  responen malament a la ingestió d’aliments amb fructosa.

Les persones portadores de les variants genètiques negatives que determinen aquestes intoleràncies han de prestar atenció a l’alimentació , i excloure de la dieta els components que els perjudiquen (lactosa i fructosa , respectivament), malgrat ser nutrients innocus per sí sols.

Gens i dieta


La lactosa i la fructosa són només dos dels distints components alimentaris que interaccionen amb els nostres gens. I mentre en la lactosa i la fructosa la resposta, o sigui la intolerància, es deu a la inactivitat dels gens que codifiquen pels enzims respectius, altres respostes es poden originar segons els gens afectats.

Un dels gens més estudiats és el gen APOE, que codifica per una apoproteïna present en les lipoproteïnes: molècules encarregades de transportar colesterol, triglicèrids i vitamines liposolubles a través de la sang.

Es tracta d’un gen amb polimorfisme, en concret, presenta tres variants genètiques o al·lels, amb les conseqüents variants proteiques: E2, E3, E4. La qüestió és que s’associa cada variant a nivells diferents de colesterol en sang: E2 es correlaciona amb nivells baixos de colesterol i menor risc cardiovascular, E4 a mb nivells alts de colesterol i major risc cardiovascular, així com més risc de desenvolupar Alzheimer. La E3 estaria en un nivell intermedi pel que fa als nivells de colesterol (The association of apolipoprotein E (APOE) gene polymorphisms with atherosclerosis susceptibility: a meta-analysis.)

Per què es important la presència d’un o altre al·lel i la dieta? Doncs bé, en dietes baixes amb colesterol i greixos saturats els portadors de l’al·lel E4 responen de manera més favorable perquè experimenten una baixada en els nivells de colesterol i triglicèrids en sang més intensa. L’efecte, però, és menor o nul en els portadors de l’al·lel E2, i menys intensa en els portadors de E3 respecte els E2. Això significa que els portadors de l’al·lel E4 es poden beneficiar molt d’una rebaixa  de greix i colesterolen la dieta per reduir el risc cardiovascular. Els portadors de l’al·lel E2, no obstant, no experimentarien cap variació significativa migrant cap una dieta baixa en greixos i colesterol.

Un altre cas singular de la interacció entre nutrients i gens, ho podem veure amb el
gen FADS2, un gen encarregat del processament del greix, i que se sap que presenta 2 variants. 

Doncs bé, una d’aquestes variants es correlaciona amb major puntuació en tests d’intel·ligència segons el tipus de dieta Així s'ha observat que aquesta correlació només es manifesta  quan el portador va ser alimentat amb llet materna durant la lactància. Aquesta correlació  no es dóna si el portador de la variant fou alimentat amb llet de fòrmula (Moderation of breastfeeding effects on the IQ by genetic variation in fatty acid metabolism.)

 Dieta i gens

 
Queda manifestat la influència que els gens tenen sobre l’efecte de la dieta , és a dir, condicionen la resposta que la  dieta por tenir sobre la salut. I la influència contrària també succeeix. Igualment, els nutrients modulen la resposta a processos orgànics.

Així se sap que certs aliments tenen efecte protector disminuint el risc de mortalitat per diverses patologies: llegums, verdures, fruita, cereals integrals estan associats a menor risc de mortalitat per diabetis, malaltia cardiovascular o càncer. En canvi, aliments com la carn vermella, carn processada, o begudes ensucrades, es correlacionen amb un major risc de mortalitat

Epigenètica 


Un altre aspecte interessant és aquell en el que l’alimentació produeix alteracions en l’expressió dels gens. No es tracta de modificacions en el codi genètic (anomenades mutacions) , sinó canvis referents en activació/desactivació de gens, que per altra banda queden fixats i es poden heretar. Aquests canvis coneguts com a experiència heretada, s’anomenen canvis epigenètics, i l’àrea d’estudi d’aquest canvis és l’epigenètica.

L’epigenètica s’ha vist molt bé en el cas d’embarassades i la seva prole. Un estudi en dones holandeses embarassades durant un període de la Segona Guerra Mundial que va coincidir amb una escassetat d’aliments ha revelat coses sorprenents

Resulta que dones embarassades que van patir fam, i per tant restricció d’aliments, durant el primer trimestre de l’embaràs van deixar un empremta genètica en la seva descendència,  canvis epigenètics. Uns canvis que es van manifestar dècades després amb l’aparició de patologies com la diabetis, obesitat , càncer, en llurs fills. Una correlació que no s’observa en fills de les mateixes dones (i per tant germans/germanes) sense restricció de calories i nutrients durant l'embaràs o quan aquest estava molt avançat. Es tan curiós aquest fet que un holandès pot estar més predisposat a desenvolupar una malaltia depenent de l'any de naixement (Persistent epigenetic differences associated with prenatal exposure to famine in humans)

I és que l’efecte de la dieta en el desenvolupament fetal és crucial. Ho sabem en el cas de dèficit de certs nutrients, com el folat, la mancança del qual en les primeres setmanes de l’embaràs provoca una malformació del tub neural en el fetus i l’aparició d’espina bífida, que provoca discapacitats físiques i mentals en el nadó. No obstant, en el cas holandès, els símptomes d’aquest estrès en la dieta apareixen molt més tard, en l’edat adulta dels descendents i independents de l’estil de vida. I el motiu principal és la restricció calòrica i nutritiva patida per llurs mares durant la gestació.
 

Microbioma


S’estableix una interacció entre els nostres gens i el tipus d’alimentació que modula la resposta sobre molts processos orgànics. A aquest escenari s’hi suma la participació d’altres gens exògens (distints als gens endògens o genoma) que es coneixen com a microbioma. Aquest arsenal de gens, molt superior al propi, està constituït pels gens dels microorganismes que conviuen amb les nostres cèl·lules: la microbiota.

La microbiota està formada per virus, fongs, protozous i bacteris. Aquests últims són, amb diferència, els més nombrosos i estan distribuïts per tot el cos, i em refereixo a qualsevol part del cos. En el tracte digestiu és on apareixen més diversificats i amb major nombre, i evidentment, interaccionen amb el que mengem.

Així s’ha vist que una dieta rica en verdura i fruita, o sigui fibra, ajuda a tenir una microbiota més rica i diversa. Una diversitat més gran afavoreix disposar de més recursos ( en forma de gens i proteïnes respectives) i gaudir d’una capacitat de resposta més gran envers a canvis.

De les funcions conegudes de la microbiota estan: degradar toxines, facilitar l’absorció de nutrients, sintetitzar vitamines i altres nutrients, fomentar la maduració del sistema immune, competir amb patògens, etc (La importancia de la microbiota en la obesidad)

En experiments en ratolins s’ha vist que un trasplantament de microbiota de ratolins obesos a ratolins asèptics (sense microbiota) afavoria un increment de pes, mentre que el trasplantament de microbiota de ratolins prims a ratolins asèptics  no produïa similar efecte aplicant la mateixa dieta

És més, la comparació de la microbiota entre humans obesos i amb pes normal ha revelat diferències en la composició (A core gut microbiome in obese and lean twins) Resulta que algunes famílies apareixen amb més proporció segons el cas: així en obesos es veu més presència de bacteris de la família Firmicutes, mentre en el cas de persones amb pes normal sobresurten els de la família Bacteroidetes.

Falta per saber si aquesta associació entre obesitat i microbiota  és una causa o un resultat, és a dir, si per tenir aquesta composició es guanya pes, o bé el guany de pes provoca aquests canvis en la microbiota. 

CONCLUSIONS

L'evolució ens ha dotat d'una variabilitat genètica única per cadascuna de les persones (excepte en els bessons bivitel·lins)  Aquesta variabilitat ofereix una resposta variable enfront a estímuls externs, com es cas de la dieta. Aquesta predisposició genètica condiciona l'efecte que la dieta pot exercir sobre la nostra salut.  

A la vegada, no podem obviar la influència de factors externs sobre la nostra salut. Està demostrat que factors ambientals (contaminació, seguretat alimentària) i l'estil de vida ( activitat física, dieta, consum drogues) són importants i  condicionen l'expressió d'aquesta càrrega genètica adquirida. Donant una variabilitat en la resposta que permet explicar les diferències entre bessons bivitel·lins.

S'estableix una interacció entre el nostre genoma i els nutrients de la dieta amb la qual hi ha una modulació de la resposta. Aquesta modulació és molt forta i destacable durant períodes crítics, com l'embaràs, en el qual es poden produir canvis epigenètics persistents en la descendència amb efectes que es manifesten en l'edat adulta.  

La influència del genoma sobre la dieta va més enllà del nostre genoma, perquè cal sumar la participació de la propia microbiota amb el seu microbioma. Aquest fet multiplica enormement les possibilitats de respostes enfront a una determinada dieta i les seves implicacions en trastorns de salut com l'obsesitat.

Cap comentari:

Publica un comentari a l'entrada