EN PORTADA NUTRIGENÓMICA

Nutrigenómica, una disciplina con muchas aplicaciones en el futuro

Esta ciencia estudia el modo en el que los nutrientes afectan a la expresión de los genes, es decir, describe las interacciones entre el genotipo y la dieta. Así, cantidades ínfimas de un ingrediente o aditivo pueden afectar en gran manera a la expresión genética.

Redacción/Albéitar

La nutrigenómica es una rama de la genómica que trata de proporcionar un conocimiento molecular (genético) sobre los componentes de la dieta que contribuyen a la salud mediante la alteración de la expresión y/o estructuras según la constitución genética.

Esta ciencia se basa en la genómica, la proteómica y la metabolómica. La genómica es el estudio de los genes. La proteómica estudia el efecto de las proteínas derivadas de la expresión de los genes y la metabolómica estudia los metabolitos resultantes de estas proteínas que se han sintetizado. Estas tres ramas ofrecen una visión mucho más completa de los fenómenos, permitiendo, por ejemplo, conocer rutas metabólicas que hasta ahora no eran bien entendidas y actuar sobre ellas.

UN PUNTO DE PARTIDA CLÁSICO

Desde el comienzo de la domesticación de los animales hace unos 8.000 años, el hombre ha desarrollado modelos ganaderos que con base en un manejo y una alimentación concretos han servido para aprovechar una determinada zona por una especie dada. Además en las últimas décadas, se ha intensificado la selección para alcanzar unos niveles productivos altísimos. Tradicionalmente, la mejora se ha basado en la clásica ecuación: Fenotipo = Genotipo+Ambiente.

Esta fórmula deja patente por tanto que no todos los animales reaccionan de la misma manera ante un determinado estímulo externo, como puede ser un cambio en la alimentación, debido a su particular genotipo. Las pequeñas diferencias en la dotación genética entre animales de una misma raza, y aún más entre animales de la misma especie, hacen que estas variaciones del entorno no influyan de forma idéntica sobre cada individuo.

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NUEVOS ENFOQUES

Así, con este nuevo enfoque se puede tener una mayor comprensión de la repercusión de la nutrición sobre los procesos de utilización de los nutrientes y sus vías metabólicas, así como sobre el control homeostático del organismo. Por tanto, con la nutrigenómica se pretende dar una explicación molecular al modo en que los componentes básicos de la dieta pueden influir en el estado fisiológico de un animal, alterando lo determinado por la información genética.

Como consecuencia, la nutrigenómica tiene como objetivo final la adaptación de la nutrición al perfil genético de los individuos, para así optimizar su salud y mejorar la eficacia de los procesos fisiológicos normales. En este sentido, bajo ciertas circunstancias y en algunos indivi-

duos, la dieta puede ser un factor de riesgo para desarrollar ciertas enfermedades; ciertos componentes moleculares de la dieta pueden actuar en el genoma, directa o indirectamente, alterando la estructura genética o su expresión.

EL MAPA GENÉTICO DE CADA ESPECIE

La secuenciación de los genomas de las diferentes especies animales está permitiendo además ir conociendo y asociando las secuencias a los diferentes caracteres. Así, en el caso del ganado vacuno, por ejemplo, ya se ha descrito toda una serie de genes como el gen de la caseína αs1, el de la caseína k, el gen Ob de la leptina, el gen b1-AR (lipólisis y proliferación de adipocitos marrones), etc., que puede resultar interesantes para la producción bovina, ya que afectan al metabolismo de los principios inmediatos, a caracteres productivos, etc., y en general, a cualquier aspecto fisiológico y de salud.

INGREDIENTES IMPORTANTES NO SOLO POR SU VALOR NUTRITIVO

Paralelamente a estos descubrimientos genéticos, en estos últimos años se ha comprobado que los principios inmediatos que componen los alimentos presentan un notable interés más allá de su valor estrictamente nutricional.

Así, por ejemplo, los ácidos grasos poliinsaturados, denominados frecuentemente por sus siglas en inglés PUFA’s (Poly-Unsaturated Fatty Acids), son ácidos grasos que poseen más de un doble enlace entre sus carbonos. Dentro de este grupo encontramos los ácidos omega 3 y omega 6. Estos PUFA pueden activar el catabolismo hepático de ácidos grasos, inhibir la lipogénesis hepática y activar la expresión de proteínas desacoplantes, siendo de especial interés los isómeros de los ácidos linoleicos conjugados (CLA, por sus siglas en inglés). Estos son una familia de por lo menos 28 isómeros del ácido linoleico que se encuentran principalmente en la carne y los productos lácteos provenientes de rumiantes y que según el isómero del que se trate pueden tener un efecto anticancerígeno y antiaterogénico.

También se han descrito por ejemplo los efectos del ratio glucosa/fructosa sobre el sistema insulínico y de regulación del peso corporal o de la arginina e histidina, en la deposición de grasa.

Por tanto, ya no solo hay que tener en cuenta el valor nutritivo de un determinado ingrediente del alimento sino que también, en determinadas circunstancias, sus efectos beneficiosos o perjudiciales sobre la salud del animal e incluso sobre los consumidores de sus productos.

Son muchos los artículos publicados en la literatura en los últimos años que han estudiado los efectos de la adición de distintos componentes de la dieta sobre el rendimiento de los animales, de su composición tisular (muy importante por ejemplo en la composición final de carne, de la leche o el huevo, de cara a la obtención de propiedades saludables).

Todo ello da lugar a la definición de alimento funcional, que es aquel que, más allá de su valor nutritivo tradicional, afecta específica y positivamente a una o más funciones diana del organismo, contribuyendo al mantenimiento del estado de salud y bienestar y/o a la reducción del riesgo de padecer una determinada enfermedad a largo plazo. Existe además la necesidad de garantizar su seguridad y su eficacia antes de ser comercializados.

APLICACIONES PRÁCTICAS DE LA NUTRIGENÓMICA

Nutrición y salud humana. Este es el aspecto que más se ha trabajado. La segunda especie es el cerdo, pero no

solo por el interés de la industria porcina, sino porque es un modelo que se utiliza para medicina humana. Un ejemplo de su aplicación en humana es el descubrimiento de la interacción entre los genes marcadores de daños en el ADN, que están directamente relacionado con la aparición de cáncer, y la carencia de selenio, que provoca una mayor expresión de estos genes marcadores. Se ha descubierto también que si el selenio se aporta en forma de levaduras selenizadas baja la activación de los genes, con relación al selenio inorgánico. En el futuro se podría establecer una nutrición a la carta en función del análisis genómico de cada persona, para ofrecer o evitar nutrientes específicos en función de su efecto sobre su salud particular. Estudio del efecto de los nutrientes. Por ejemplo, el efecto de un determinado aditivo sobre el metabolismo de los carbohidratos y las rutas metabólicas que se activan. Estudio de rutas metabólicas. Por qué, por ejemplo, en animales alimentados con grasas muy insaturadas como el aceite de pescado, se produce una reducción de la grasa en leche. De esta manera se pueden investigar productos o nutrientes que alteren esos genes y no se produzca la disminución de la grasa en la leche. Interacciones flora microbiana-huésped. Aún queda mucho por conocer sobre la dinámica microbiana en el aparato digestivo. Esta tecnología permite entender cómo interaccionan las bacterias entre ellas y cómo lo hacen con el huésped, ya sea en animales rumiantes o monogástricos. Estudio de aditivos. En este campo también se está trabajando bastante. El enfoque nutrigenómico permite obtener un mayor número de resultados y más rápidamente que con los estudios tradicionales, y además con una mayor fiabilidad. Trazabilidad y detección de contaminantes. Cada producto nocivo deja una marca o “firma” específica en el genoma atacado. Conociendo las señales características de cada familia de tóxicos, se puede buscar esta “firma” dentro de un pienso o de un forraje para identificar rápidamente de qué se trata. Este sistema permite además

definir claramente los niveles máximos tolerables de esos contaminantes. Marcadores de estatus nutricional y/o deficiencias. Los estudios de requerimientos de minerales y vitaminas de cualquier especie son muy variables, dependiendo del estado fisiológico del animal, del tipo de nutriente que se aporte, etc. La nutrigenómica permite llegar a conclusiones mucho más efectivas y más exactas. Incluso puede diferenciar por genética, por estado fisiológico, etc., lo cual puede ser muy útil, por ejemplo, para conocer los perfiles metabólicos de un grupo de vacas antes y después del parto en función de su alimentación, y en consecuencia desarrollar estrategias nutricionales adecuadas.

La nutrigenómica señala los ingredientes funcionales de la dieta.

Epigenética. Estudia los mecanismos que regulan la expresión de los genes sin una modificación en la secuencia del ADN. Establece la relación entre las influencias genéticas y ambientales que determinan un fenotipo.

CONCLUSIÓN

La nutrigenómica es una ciencia reciente que necesita evolucionar y desarrollarse, ya que todavía quedan por identificar muchas secuencias de genes y cuáles son sus funciones, para luego relacionarlo con el efecto de los nutrientes. Aún así, estos primeros resultados permiten implementar ya estrategias innovadoras, eficaces y con mucho recorrido. El conocimiento completo de los mapas genéticos de las especies ganaderas (aún se desconoce la función específica de muchos genes), obliga a trabajar en paralelo en la identificación y conocimiento exhaustivo de las aplicaciones de los componentes de las materias primas utilizadas en la actualidad.

No obstante, frente a la expectativa, hay que garantizar en todo momento la seguridad, eficacia y rentabilidad de los nuevos productos ofertados.