NUTRICION CLINICA Y MOLECULAR Dr. Edmundo ESTEVEZ M. El hombre es un ser omnívoro que se alimenta de carne, de vegetales, y de imaginación 1. INTRODUCCIÓN 1.1. Integración de la Bioquímica/Nutrición, Biología Celular y Genética Molecular. Su relevancia en Medicina y Nutrición Clínica. Hasta hace poco tiempo, los estudios sobre bioquímica, nutrición y genética se desarrollaban por separado. Ahora estas disciplinas están confluyendo a medida que los científicos investigan la interacción entre los genes y la nutrición humana (ambiente). Este nuevo ámbito de estudio, se conoce como nutrigenómica y forma parte de las Ciencias genómicas (Transcriptómica, Proteómica y Metabolómica). Los notables avances en el estudio de los genes específicos implicados en ciertas enfermedades y trastornos, la expresión de las proteínas asociadas a estos procesos patológicos en función con la ingestión de nutrientes y alimentos y sus metabolitos derivados han permitido configurar un tema futurista denominado “alimentación
individualizada”. Pronto se dispondrá también de nuevos recursos derivados de las nanociencias para intervenir en terapéutica y diagnóstico de patologías clínicas diversas gracias a los notables avances en nanomedicina y nanotecnología. En este concierto de complejas interacciones, las proteínas destacan con su rol protagónico en la mayoría de las funciones celulares. Estas macromoléculas están constituidas a partir de veinte aminoácidos ensamblados secuencialmente y que se repliegan en el espacio adoptando una precisa estructura tridimensional. Toda la información necesaria para adoptar dicha estructura está determinada por el tipo de aminoácidos presentes y de su ordenamiento, es decir, de su secuencia aminoacídica y nucleotídica. El estudio comparativo de las secuencias proteicas, puede referirnos de manera mucho más precisa cómo han evolucionado los organismos, especialmente ahora que disponemos de la secuencia de muchos genomas, entre ellos el humano (Emile Zuckerkandl y Linus Paulin, 1965; Chothia y Lesk, 1986). Con el concurso de métodos bioinformáticos y de la biología integrativa, se avizora la pronta respuesta a hipótesis hasta hoy no dilucidadas respecto
a la interacción del genoma y del proteoma.
Diagrama esquemático de la proteína ligadora de retinol (RBP). (Tomado de Branden, C., y Tooze, J., 1991) Los seres vivos están formados por moléculas que, analizadas individualmente, se rigen según lo establecido en las leyes de la física y de la química. Sin embargo, los organismos presentan además una serie de propiedades extraordinarias que dificultan el definir el concepto de Vida. En épocas pasadas, las características de la vida se explicaban por medio de una “fuerza vital”, misteriosa y divina; era la doctrina del vitalismo. La ciencia actual define la vida de forma indirecta, es decir, explicando los procesos vitales más importantes que se producen en los seres vivos y que los distinguen del medio inanimado. De este modo se considera ser vivo todo aquel que realiza las 3
funciones siguientes: a) Reproducción: es la capacidad de los seres vivos para producir copias de sí mismos, es decir, generar nuevos seres similares a sus progenitores. La importancia de esta función reside en la limitada duración de la vida de los organismos y la necesidad de que la misma se perpetúe en el tiempo. Esta función se localiza en la secuencia de unidades básicas correspondientes a una o varias moléculas de ácidos nucleicos, principalmente ADN, que constituyen la base de la información genómica. b) Nutrición: es la capacidad de los seres vivos para extraer y transformar la energía del medio, construyendo y manteniendo con ella sus propias estructuras y realizando sus funciones vitales. Este proceso implica un crecimiento y un desarrollo y requiere dos fases que se engloban bajo la denominación de metabolismo: una fase en la que se incorporan las sustancias con las que el ser vivo construye sus propias moléculas, llamada anabolismo, y otra fase en la que se destruye parte de los productos obtenidos en la fase anterior y se utiliza la energía liberada para mantener las funciones vitales; esta última se denomina catabolismo. c) Relación o sensibilidad: permite a los seres vivos recibir
estímulos y reaccionar frente a ellos. Es muy importante porque facilita la realización de las funciones anteriores. Estos tres procesos pueden observarse sin dificultad en bacterias, plantas y animales; sin embargo no son tan fáciles de apreciar en los virus ya que no poseen metabolismo propio y necesitan de otro ser vivo que les permita reproducirse. Sin embargo no son materia inanimada ya que las moléculas que encierran en su interior poseen la información necesaria para obtener copias de sí mismos. Por ello se dice que los virus están en la frontera entre lo vivo y lo inerte, es decir, en la frontera de la vida. Las características que presentan los seres vivos permiten pensar en la existencia de varios niveles de organización con diversos grados de complejidad estructural que van más allá de la simple unión de sus componentes moleculares. Para facilitar su estudio se dividen estos niveles en 5 grandes grupos. En muchos casos es difícil establecer una correspondencia exacta entre un nivel y los seres vivos correspondientes en los siguientes niveles. a) molecular b) celular
c) orgánico d) poblacional e) ecosistema 1.2. Nutrición en la salud y enfermedad. La alimentación humana saludable requiere del aporte equilibrado de seis componentes de base que cumplen diferentes y específicas funciones: agua, proteínas, carbohidratos, lípidos, vitaminas y minerales. El alcohol no constituye un nutriente, pero representa en algunas sociedades un elemento de carga calórica no despreciable. Lípidos (9,3 kcal/g-1) proteínas e hidratos de carbono (4,1 kcal/g-1): fuente de energía Proteínas, minerales, oligoelementos y vitaminas: síntesis y desarrollo de tejidos Proteínas, vitaminas y agua: regulación del metabolismo Numerosos factores pueden influir a corto y largo plazo sobre la calidad de la alimentación, con posibles acciones directas o indirectas y de manera independiente al comportamiento alimentario individual y colectivo:
1. Alimentos: precio, imagen, presentación, valor nutricional 2. Tecnología: instrumentos y aparatos de cocina 3. Religión: normas y reglas religiosas 4. Educación: conocimientos y formación 5. Cultura: experiencia, educación, tradiciones, conocimientos, hábitos alimentarios 6. Sociedad: normas, etiqueta, valores, requerimientos 7. Familia: tamaño, composición 8. Nivel socio-económico: comunicación, publicidad, medios, moda 9. Geografía y origen social: lugar de residencia, horario y lugar de las comidas, tipo de cocina 10.Ambiente: clima 11.Estado mental y físico: estado de salud, enfermedad, estado psicológico 12.Genética: enfermedades heredables y otros rasgos 13.Fisiología: hambre, saciedad, cansancio, gestación, edad 14.Factores individuales: etnia, edad, sexo, peso, talla, morfotipo El prototipo de alimentación sana puede definirse según los conocimientos actuales disponibles, de la siguiente manera: lípidos < 30%, es decir, menos del 30% de la energía total proviene de las grasas,
privilegiando aquellas de origen vegetal, proteínas aproximadamente 15%, privilegiando sobretodo las de origen vegetal, hidratos de carbono > 55% y con un fuerte contenido en fibra vegetal. La historia de las normas alimentarias que promueven un adecuado estado de salud de la población, surgen el 1941 en el US Nacional Research Council con la formulación de las reglas conocidas como RDA (Recommended Dietary Allowances) y que se actualizan cada cinco años, tomando en cuenta los nuevos conocimientos que sobre esta materia se logran en el mundo entero. Su elaboración se basa en una encuesta concerniente a un nutriente/alimento en particular, en el seno de un grupo de población representativa que no presente signo de carencia alguno. Mediante una distribución normal se obtiene la absorción promedio del alimento o nutriente concerniente. La RDA corresponde a 2 desviaciones estándar. El cumplimiento de esta norma garantiza que el 97,5% de la población no presentará ningún signo de carencia, y su estado de salud permanecerá óptimo. 1.3. Nutrición y Sistemas Biológicos.
La célula expresa un aspecto dinámico a su entorno, y que corresponde a todo un conjunto de funciones que ésta realiza para perpetuarse y poder mantener su unidad. Puesto que las células son las unidades vitales de los seres vivos, no es de extrañar que este conjunto de funciones que realiza sean, al mismo tiempo, las características de todo ser viviente: Funciones de relación: en las células se manifiesta por su capacidad de percibir los estímulos que reciben y reaccionar frente a ellos. De esta manera ponen de manifiesto una excitabilidad o sensibilidad. Funciones de nutrición: tienen como misión proporcionar alimento para transformarlo en su interior convirtiéndolo en sustancia propia que luego será desintegrada para liberar la energía que se necesita para vivir, expulsando los residuos que quedan después de esta transformación. En todo proceso de nutrición celular se distinguen tres etapas: 1. Incorporación del alimento, sea éste sólido, líquido, gaseoso o disuelto. 2. Transformación del alimento en el interior de las células. El conjunto de estas transformaciones recibe el
nombre de metabolismo y son la esencia íntima de la nutrición. Las reacciones químicas del metabolismo pueden ser de dos tipos: unas transforman el alimento en materia propia de la célula y constituyen el anabolismo o asimilación, y otras descomponen las sustancias en otras más sencillas liberando energía y constituyen el catabolismo o desasimilación. 3. Eliminación de residuos: como consecuencia de la destrucción de los alimentos durante el catabolismo, se generan residuos que son inútiles para la célula y deben ser eliminados. Funciones de reproducción: la reproducción celular se reduce siempre a una división mediante la cual la célula se parte en dos o más trozos, cada uno de los cuales aumenta de tamaño hasta alcanzar el propio de la que le ha dado origen. Durante la división celular desaparece como individuo la célula que se divide, llamada célula madre, y en su lugar aparecen dos o más células hijas. En todos los vertebrados, la cantidad y composición de la dieta regula la actividad de la mayor parte de enzimas y sistemas enzimáticos. Los
numerosos factores plasmáticos así como los intrincados eventos intracelulares, conducen a un complejo mecanismo de interacción entre nutrientes y expresión/represión de genes. Los factores de regulación plasmática pueden ser específicos componentes de la dieta como metales pesados, moléculas de combustión, receptores celulares u hormonas, cuyas concentraciones son a su vez reguladas por la ingesta de diferentes componentes nutricionales de la dieta. 2. NUTRICION Y EVOLUCION 2.1. Nutrición y relación de la célula con el medio. El hombre guarda una relación de dependencia con su entorno para acceder a los recursos alimentarios. La influencia del medio (alimentos) sobre la célula y sus componentes resulta evidente. El viejo aforismo hipocrático “somos lo que comemos” es decidor de esta importante relación genes/ambiente.
GENES Genoma
AMBIENTE Nutrición
2.2. Alimentación y evolución humana. Esta historia se divide en tres grandes momentos: 1. La edad pre-agrícola ( - 3 millones de años) 2. La edad agrícola ( - 10.000 años) 3. La edad agro-industrial (siglo XIX) La edad pre-agrícola surge hace tres millones de años con Lucy, homínido femenina encontrada en Etiopía. Los primeros hombres aparecieron hace cuatro mil siglos antes de nuestra era. El consumo de alimentos en esta época corresponde a la actividad principal de caza, pesca y recolección. Se inventan los primeros utensilios y comienza el almacenamiento de reservas alimenticias con el surgimiento de los primeros asentamientos humanos. El fuego se domestica 500 mil años a. N. E. La cocción seca y húmeda se inicia y la diversificación alimentaria se amplía. Los homínidos cuando realizaron la primera actividad culinaria, iniciaron el camino hacia su transformación en seres autótrofos, adquirieron la palabra en el acto social de comer y se convirtieron en homo sapiens sapiens. En un comienzo cocinaba los alimentos en su propio jugo y también a la brasa, luego
El hombre de Cro-Magnon, aparece hace aproximadamente trescientos siglos, es decir unos 20 mil años antes del desarrollo de la agricultura. Su cerebro se asemeja al nuestro, su talla es de un metro con ochenta, está dotado de una estupenda masa muscular y se alimenta de manera equilibrada: proteínas magras, escasas grasas saturadas y abundantes poliinsaturadas de origen vegetal y abundante fibra. Los siguientes datos comparativos reflejan los cambios importantes introducidos en un largo período evolutivo de nuestra alimentación. 1 Pérez Conesa, J. El libro del saber culinario.
Alianza editorial. Madrid, 2009.
Recomendaciones OMS
Régimen occidental
Paleolítico superior
Las reacciones químicas que propician la transformación de los alimentos, haciéndoles más digeribles, más masticables y mejor conservables. La segunda característica determina una ventaja mecánica enorme para su masticación lo cual pronto incide en los rasgos modernos de la cara humana. Actualmente, nuestras mandíbulas son más pequeñas que las de los homínidos y antecesores 1.
Nutrientes
diversificó estos medios de cocción a lo largo del tiempo, pero también fue modelando el sentido del gusto, en un armonioso proceso de feed-back gastronómico.
Proteínas 37 (%)
12 – 18
12 – 18
Glúcidos (%)
41
46
50 – 55
Lípidos (%)
22
40
30
P/S (%)
1,4/1 1/2
1/1
Fibra (g)
> 100
30
15 – 20
Si bien los océanos y los mares representan aproximadamente el 70% de la superficie del planeta, los productos alimentarios de origen acuático no representan que el 1% de las calorías disponibles en el mundo. Su importancia cualitativa es superior: 6% de las proteínas totales y 15% de las proteínas animales. En la edad agrícola, el crecimiento de la agricultura y de la crianza de animales está ligada al crecimiento de la población,
debido al incremento significativo de las necesidades de consumo 2. Los restos fósiles demuestran que hace dos a dos y medio millones de años coexistían varias especies de seres con aspecto humano (Homínidos) con capacidad craneana creciente y con gran facultad de fabricar ciertos instrumentos. Gradualmente se desarrollaron especies más inteligentes y hábiles, y las especies anteriores dieron paso a nuevas formas humanas. Los primitivos antepasados, como el Orrorin tugenensis (Kenia) tiene alrededor de 6 millones de años. Le sigue en antigüedad el 2 Médart, J. Manuel pratique de nutrition.
L´alimentation préventive et curative. De Boeck. Bruxelles, 2006.
homínido procedente de Etiopía, llamado Ardipithecus ramidus, que data entre 5,8 y 4,4 millones de años. Los primeros Australopithecus de la especie anamensis, vivieron en África entre 4 y 1 millón de años y probablemente fueron los primeros primates que caminaron erguidos. Tenía el cerebro pequeño (500 cm3), los brazos largos y mandíbulas grandes y fuertes, dotadas de potentes muelas con grandes molares y esmalte grueso. Los dos esqueletos de australopitecos mejor conservados son dos hembras de hace algo más de tres millones de años, una procedente de Etiopía (Lucy), y otra encontrada en Sudáfrica (Pie
Pequeño). Su estatura es de alrededor de un metro con 30 kilos de peso. Su alimentación consistía en granos secos, semillas duras y algunas nueces. Existe la certeza de que la mano del Australopithecus afarensis (Etiopía y Tanzania) tenía la mano como la nuestra. El consumo de semillas de gramíneas y el granivorismo jugó un papel esencial en la evolución humana, de acuerdo a lo propuesto por José Antonio Valverde (Arsuaga, J., 2002). La dieta de los australopitecos podría, ya hace tres millones de años, incluir también carroña. Al parecer, el cambio de dieta fue imprimiendo progresivamente alguna modificación de la anatomía de la especie humana: los herbívoros tienen tubos digestivos más largos que los carnívoros, porque los productos animales son más fáciles de asimilar; el gasto energético del cerebro de un australopiteco en relación con su metabolismo basal era del 9%, comparado con el actual que asciende hasta 22%; el metabolismo basal de un australopiteco promedio sería de 1145 kcal/d, y el de un varón joven actual de 70 kg unas 1680 kcal (a razón de una kcal/kg/d), y el de una mujer joven de 55 kg unas 1254 kcal/d (a razón de 0,95 kcal/kg/d). El gasto de glucosa cerebral de un australopiteco,
sería de unos 33 g/d. Esta respuesta evolutiva, fue factible gracia al acortamiento del tubo digestivo, que permitió un incremento del gasto energético sin que se disparase el metabolismo basal (lo que se empezó a gastar en sesos se ahorraba en tripas). Estos homínidos comenzaron a tener un cerebro más grande que cualquier mamífero de su tamaño, sin gastar en total más energía que la que le correspondía a un mamífero de su talla. Las nuevas presiones de selección para la especie, como las piernas cada vez más largas, una piel desnuda con muchas más glándulas sudoríparas; junto a la rueda de la inteligencia que se puso en marcha, permitió que en el futuro aparecieran individuos que serían: 1) cada vez más inteligentes técnicamente, con más maña para fabricar utensilios; 2) también con más talento para formar mapas mentales de un territorio cada vez más amplio y más complejo (a los recursos vegetales se añadirían ahora los recursos animales en forma de carroña); y 3) con más capacidad de cooperar con otros individuos del mismo grupo. Esto último, de acuerdo a Arsuaga, J., les permitiría vivir en campo abierto, un medio decididamente hostil para un primate. Y sus territorios se
volvieron tan grandes, que un día decidieron poner sus pies fuera de África. Los fósiles del Homo habilis, datan de 1,5 a 3 millones de años y se encontraron sobre todo en Tanzania en el África del Este y su talla promedio fue similar a la de un pigmeo actual. Los restos del Homo erectus u Homo ergaster se han encontrado en Europa, Asia y África. Los más ancianos se remontan a 1,8 MA. y los más recientes a 300.000 años. Tenía el cráneo más grande que los homínidos anteriores (800 a 1200 cm3). Inventaron el hacha, una herramienta afilada usada para cortar. Además aprendieron a encender el fuego y a mantenerlo, mismo que lo usaban para calentarse, cocer los alimentos y defenderse. Las evidencias más antiguas de la domesticación del fuego datan de hace 465.000 años. El hombre de Atapuerca (Homo antecessor) encontrado en la gruta española de Gran Dolina hace 800.000 años es considerado desde hace poco como el posible antecesor del hombre moderno y del hombre de Neandertal. Hace 400.000 años aparecieron los primeros humanos (Homo sapiens) en África a partir de los mismos Homo erectus, de acuerdo a informaciones genéticas, y hace 200.000 años de acuerdo a los vestigios encontrados. Estos,
nuestros antepasados sabían hacer herramientas, eran buenos cazadores y recolectores, practicaron ritos funerarios y conquistaron los cinco continentes. Su talla fue pequeña, pero su capacidad de adaptación, migración y proliferación fue enorme. La edad núbil de las mujeres jóvenes fue más tardía que hoy y las parejas disponían de un corto período reproductivo. Su vida fue corta: los hombres 35 y las mujeres 30 años. Hace unos 35.000 años se extendieron por toda Europa y llegaron a Australia. Los primeros fósiles de estos hombres prehistóricos se encontraron en Alemania en el valle de Neander. El hombre de Neandertal u Homo sapiens neandertalensis (50.000 años a. C.) aparece en Europa occidental, en el Próximo Oriente y en Uzbekistán. Vivieron de 120.000 a 40.000 años antes de nuestra era. El hombre moderno se remonta a 40.000 años a. C. (Parker, S., 1991; Thomas, H., 1997; Laín Entralgo, P., 1978; Hertel, O., 2003). La especie humana ha mejorado recientemente su talla gracias a una alimentación más rica en nutrientes, diversificada y equilibrada, así como a una mejor higiene y a los cuidados de salud.
Recordemos, como dato importante que la última glaciación ocurrió entre 30.000 y 10.000 años a. C. La mayor parte del planeta era más fría que ahora, el nivel del mar era más bajo y el norte de África era húmedo. Los seres humanos se adaptaron bien a estas condiciones. Cuando cazaban un animal aprovechaban todas sus partes. Se comían la carne, de la piel hacían vestidos y de los huesos utensilios. En primavera, verano y otoño, recolectaban plantas, larvas e insectos para comer, pero en invierno se alimentaban de carne. Solían cazar en grupo, y luego se
repartían la pieza entre los cazadores. La última glaciación termina en el año 10.000 a. C., produciendo un recalentamiento del planeta, su reforestación y la migración de ciertos animales como el Reno hacia las regiones nórdicas, así como la desaparición del Mamut. Hace unos 13.000 años, los casquetes glaciares retrocedieron hacia el norte, se produjeron grandes cambios climáticos y la tierra se volvió más fértil. En algunas partes de la Tierra, los hombres dejaron de ser nómadas, cazadores-recolectores y se establecieron. Hacia el 9.000 a. C. aprendieron a plantar, a cosechar
arroz, tapioca, maíz y miso o mijo).
cereales, y a domesticar animales que producían más carne, lana y leche que sus antepasados salvajes (oveja, cerdo cabra, vaca). Desde sus orígenes en el Próximo Oriente, la agricultura se fue extendiendo por Europa y Asia Central. En otras partes, la agricultura se desarrolló independientemente, al empezar a cultivar plantas silvestres de la zona (trigo, cebada, lentejas,
Las ideas sobre la enfermedad y las prácticas terapéuticas de los pueblos primitivos se fundamentaron en el origen sobrenatural o mágico de las enfermedades, de su manejo con procesos rituales y por medio de sacerdotes, brujos, hombres médico (medicine man) o ¢ chamanes . Mediante la paleopatología, aliada de la paleontología, ha sido posible estudiar ciertas afecciones que afectaron a nuestros ancestros, a partir de secuelas óseas que alteraciones evidencian reumáticas, tuberculosis, ciertas treponematosis, parasitosis, cáncer óseo, transformaciones del esqueleto debidas a ciertas anomalías hereditarias de la hemoglobina. Numerosas bacterias y parásitos coexistieron con el hombre primitivo, imponiéndole una vasta gama de enfermedades, contra las cuales él no pudo luchar. Paleolítico. Primer período de la edad de piedra, el de la piedra tallada. Los hombres del Paleolítico Superior (- 35.000 a – 11.000 años) han dejado un fascinante testimonio de una vida espiritual, donde los límites del arte, de la magia o de la religión resultan difíciles de discernir. El arte Paleolítico Superior es rico en gravados, esculturas y pinturas.
Las estatuas femeninas estilizadas que simbolizan la maternidad y la fecundidad femenina, parecen traducir la preocupación fundamental del grupo o tribu, respecto a su supervivencia. Estas figurillas siempre se representaron sin rostro, como la venus de marfil (CA. 25.000 años) encontrada en Francia. El hombre primitivo decoraba las cuevas con pinturas de bisontes, animales salvajes y caballos. Si el paleolítico superior europeo se encuentra vinculado a la profesión de las manifestaciones de pinturas artísticas, gravados y esculturas, todas atribuidas a una humanidad muy próxima a la nuestra, a la de los Cromagnoides de la especie Homo sapiens sapiens; el origen de la herencia cultural en general se remonta a períodos anteriores a la aparición de nuestra especie biológica, no solamente en referencia al dominio de la técnica, sino al mismo arte. El sentido estético, según Lorblanchet, M (1999), es una dimensión humana que no puede ser reducida al paleolítico superior (Mohen, J. P., 2000). Los huesos fósiles muestran signos de enfermedad, mas no de intervenciones quirúrgicas. Los primeros alimentos envueltos en hojas, datan de 25.000 años a. C. Los habitantes de este período basaron su alimentación no solamente de la caza, sino
también de algunos vegetales salvajes como bulbos, tubérculos, frutas y gramíneas silvestres. Los hombres del Paleolítico fueron cazadores y recolectores, y vivían en pequeños grupos de menos de cien personas. La movilidad y la bajísima densidad de la población del período (ca. 2.000.000 a. C. a ca. 10.000 a. C.) no permitía el contacto prolongado con enfermedades contagiosas, o al menos con enfermedades que no contraían otros animales. Los primeros humanos estuvieron relativamente a salvo de epidemias, por lo tanto, y también en buena medida de las enfermedades infecciosas y de infestaciones parasitarias. Todo eso cambió con la revolución agrícola primera o neolítica (ca. 8.000 a.C. a 3.500 a.C.). La vida sedentaria de las poblaciones y sobre todo el establecimiento de sistemas agrícolas de regadío crearon las condiciones necesarias previas para la aparición de las enfermedades contagiosas. Dichas enfermedades requerían un reservorio de víctimas susceptibles, que sólo podía generar una población de suficiente densidad. Con la aclimatación de plantas y sobre todo con la domesticación de animales, algunas zoonosis se transmitieron a los humanos.
Ahora se cree por ejemplo, que el sarampión procede de los perros, la sífilis de los monos, y la lepra de los búfalos de agua. Así que la creciente densidad de la población que requería la agricultura también alimentó las ínfimas condiciones higiénicas que acompañaban a los grupos humanos, y la estrecha proximidad con los animales domésticos permitió la rápida propagación de las enfermedades. Desde entonces y hasta bien entrado el siglo XX, las enfermedades infectocontagiosas han causado la mayor la mayor mortalidad humana. (Lindeman, M., 2001.). Neolítico (10.000 a 4.000 a. C.). Corresponde al segundo período de la edad de piedra (o piedra pulimentada). El hombre comienza a intervenir sobre la naturaleza a través de los cultivos y de la agricultura. El modo de vida neolítico provocó una profunda modificación en la alimentación, mientras que en el paleolítico superior, ésta fue esencialmente cárnica y luego en el mesolítico, más diversificada, especialmente a base de cereales (trigo en Asia occidental y Europa, arroz en Asia meridional y oriental, sorgo y mijo en África y maíz en América). El desarrollo de la ganadería aportó un elemento enteramente nuevo en la alimentación cotidiana
(producción de leche y derivados). La invención de la alfarería permitió generalizar la preparación de alimentos cocidos, hervidos o fermentados. El reemplazo de una dieta cárnica por una dieta en gran parte vegetal, requirió del empleo de sal, artículo que con el pasar del tiempo deviene en objeto preciado de la industria artesanal y de un intenso comercio. El modo de vida neolítico, provocó una expansión demográfica sin precedentes. Las instituciones políticas y sociales, los primeros elementos de derecho, el espíritu de observación, el desarrollo del pensamiento científico se encuentran directamente ligados a la introducción del modo de vida neolítico, así como la guerra y la estratificación social (caracterizada desde entonces por la dominación de las castas militares y clericales). En fin, desde entonces el hombre ha estado sumido, como los otros seres vivientes, a las posibilidades y a las restricciones que le imponen el medio; él ha intervenido hasta el presente para modificar ese medio para adaptarse a sus propias necesidades, rompiendo sistemáticamente el equilibrio biológico, y de manera cada vez más brutal y más intensiva en el curso del tiempo.
Las primeras ciudades agrícolas se asentaron en el Próximo Oriente hace 9.000 a 10.000 años. Se desarrollan nuevas técnicas e instrumentos y se inicia el intercambio comercial. A este período corresponde la práctica de la trepanación que duraría hasta avanzada la Edad Media. Se realizaba perforando un pequeño orificio en el cráneo, muchas veces con un instrumento parecido a una broca de carpintero. Este procedimiento se realizaba para el tratamiento de cefalea, fracturas craneanas, epilepsia y otras alteraciones mentales. Realizada la trepanación se cubría los orificios con fragmentos de calabaza, piedra, concha o incluso con plata u oro. El caso más sobresaliente de trepanación craneal se documentó en el antiguo Perú, con el cráneo masculino encontrado en Patalloca. Durante este período (8.000 a. C.), cuando se había iniciado el proceso de transición para establecerse en asentamientos fijos, se produce un cambio en la talla, probablemente por cambios en la dieta, así como la aparición de ciertas enfermedades endémicas causantes de anemia, tales como la malaria y la anquilostomiasis. A esta época se registra la primera evidencia de drepanocitosis, en respuesta adaptativa a la malaria. La dieta neolítica consistía
primordialmente en cereales y un aporte de 10-20% de proteínas con relación al consumo de sus antepasados. En el 7.000 a. C. se construye el primer cementerio del que se tiene noticia en América del Norte. Cuando la gente comenzó a establecerse en grupos con 10 a 20 casas y ciudades con hasta 5.000 personas, se da inicio a la división del trabajo: unos cultivaban la tierra y otros hacían útiles y cerámica. En estos poblados se comenzó a producir más comida y artículos de los necesarios para vivir, generando excedentes para el comercio. Las principales ideas e innovaciones son el arte en cerámica, el hilado, la metalurgia, las primeras religiones y la elaboración del pan.