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Nutrición: su presente y su futuro vistos desde la investigación



        Nutrigenómica y Nutrigenética:
     ¿para cuándo la nutrición a medida?




                         Dra. María Ángeles Martín Arribas
                         Instituto de Ciencia y Tecnología de Alimentos
                         y Nutrición (ICTAN-CSIC)
Evolución de la investigación nutricional
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      1890           1930           1970               2010
La nutrición óptima


                Investigación Nutricional:


      Definir las mejores recomendaciones dietéticas,
          destinadas a prevenir la enfermedad y
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    Nutrición                                Nutrición
    adecuada                                  óptima
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  • 1. Nutrición: su presente y su futuro vistos desde la investigación Nutrigenómica y Nutrigenética: ¿para cuándo la nutrición a medida? Dra. María Ángeles Martín Arribas Instituto de Ciencia y Tecnología de Alimentos y Nutrición (ICTAN-CSIC)
  • 2. Evolución de la investigación nutricional Conocimiento Genómica Nutricional Nutrición personalizada Alimentos funcionales Dieta general Información Ayer Hoy Mañana
  • 3. Nutrición - Enfermedad Deficiencias nutricionales Excesos nutricionales Escorbuto Obesidad Hipertensión Beriberi Diabetes tipo 2 Pelagra Cretinismo Cáncer Raquitismo E. Cardiovasucular 1890 1930 1970 2010
  • 4. La nutrición óptima Investigación Nutricional: Definir las mejores recomendaciones dietéticas, destinadas a prevenir la enfermedad y a promover una salud óptima. Nutrición Nutrición adecuada óptima
  • 6. Desequilibrios nutricionales Excesos Nivel ideal Carencias
  • 7. Alimentos Funcionales Alimentos Funcionales Aquellos que confiere una determinada propiedad beneficiosa para la salud, mas allá de sus propiedades puramente nutritivas. Eliminar Sustituir Aumentar Suplementar
  • 8. Compuestos bioactivos y funcionales Compuesto Fuente natural Efecto biológico Mejora la salud visual y el Omega-3 desarrollo cerebral en niños. Regula los niveles de colesterol. Polifenoles Reducen el efecto del estrés oxidativo y la inflamación. Fibra Mejora la función intestinal Contribuye al desarrollo y Calcio crecimiento de los huesos Vitamina D Regula los niveles de calcio. Vitamina C Mejora la visión. Antioxidante
  • 9. Declaraciones funcionales y de salud -Declaración/Alegación -Científicamente demostrada Reducción Nutricional Saludable de riesgo de enfermedad
  • 10. Nutraceúticos Nutraceútico: Es un producto aislado o purificado de alimentos, con un efecto beneficioso sobre la salud y que se presenta en forma dosificada como píldoras, comprimidos, suspensiones, etc.
  • 11. Cosas que hay que saber Una persona sana con una dieta equilibrada no necesitaría recurrir a esta categoría de alimentos. Deben considerarse como un ayuda en casos concretos. Cada alimento funcional tiene sus propios efectos, que tan sólo pueden ser de interés según sus beneficios para una parte de la población. No curan nada. Pueden ayudar a reducir el riesgo de determinadas enfermedades y sólo si se acompañan de hábitos alimentarios saludables.
  • 12. Investigación en compuestos bioactivos Estudios Epidemiológicos Enfermedad 9608  riesgo ECV Bazzano y col., 2001 Cardiovascular 22071  riesgo ECV Liu y col., 2001 39876  mortalidad por ECV Liu y col., 2000 Cáncer 4999  riesgo cáncer Maynard y col., 2005 345904  riesgo cáncer aerodigestivo Boeing y col., 2006 21852  riesgo cáncer mama Yamamoto y col., 2003 Diabetes 9655  riesgo diabetes Ford y col., 2001 O Polifenoles
  • 13. Investigación en compuestos bioactivos Estudios Epidemiológicos Estudios in vitro PI3K/AKT p-ERK1/2 ERKs p-AKT 0 1 2 3 h Nuclear Nrf2 Nrf2 Cytosolic Nrf2 0 3 6 20 h Nrf2 GPx GPx GR GR GADPH C HTy
  • 14. Investigación en compuestos bioactivos Estudios Epidemiológicos Estudios in vitro Estudios in vivo Estudios de intervención en humanos
  • 15. Investigación en compuestos bioactivos Estudios de intervención en humanos Intervención Resultado Población de estudio Control Resultado Medida basal Medida final Comienzo intervención
  • 17. No todos somos iguales
  • 18. Determinantes de la salud SALUD
  • 19. Genómica nutricional: Nutrigenómica y Nutrigenética Genómica Nutricional Interacción Genes-Nutrientes Genes Nutrigenética Nutrientes Nutrigenómica
  • 20. Flujo de la información genética Célula Cromosomas GENES ADN Gen 1 Gen 2 Gen 3 PROTEINAS
  • 21. Variabilidad genética 99% Idéntico 0,1% 3000 millones de pares de bases Diferente Variación genética GTCATAGCATTATTACAG CAGTATCGTAATAATGTC Polimorfismo (SNP) GTCATACCATTATTACAG CAGTATGGTAATAATGTC
  • 22. Gen de la MTHFR Homocisteina MTHR X (metiltetrahidrofolato reductasa) THF (ácido X tetrahidrofolico) Metionina Variante C GTCATAGCATTATTACAG CAGTATCGTAATAATGTC 677 C>T Variante T CC CT TT GTCATAGTATTATTACAG 30% 50% 20% CAGTATCATAATAATGTC
  • 23. Interacción gen-dieta Homocisteina MTHR THF (metiltetrahidrofolato (ácido reductasa) tetrahidrofolico) Metionina Ac. Fólico Homocisteina plasmática Hiperhomocisteinemia CC CT TT CC CT TT
  • 24. Enfermedades monogénicas y poligénicas Fenilcetonuria Fenilalanina (PKU) Fenilalanina hidroxilasa X PKU Tirosina Hipertensión E. Cardiovasucular Diabetes tipo 2 Obesidad Cáncer
  • 25. Gen de la Apo A5 ECV Factores de Riesgo Recomendación Hipercolesterolemia Hipertrigliceridemia Hipertensión Reducir la sal Hiperhomocisteinemia Reducir las grasas Diabetes Obesidad APOA5 Variante C GTCATAGCATTATTACAG CC CAGTATCGTAATAATGTC 80% C.56 C>G Variante G GTCATAGGATTATTACAG CG + GG 20% CAGTATCCTAATAATGTC
  • 26. Interacción gen-dieta 142 83 diastólica (mmHg) 140 sistólica (mmHg) Presión arterial 82 Presión arterial 138 136 81 134 80 132 79 130 128 78 CC CG GG CC CG GG CC CG GG CC CG GG Baja en grasas Alta en grasas Baja en grasas Alta en grasas CC Dieta con menos del 30% de grasas CG + GG Dieta con más del 30% de grasas
  • 27. Mapa de las variantes genéticas
  • 28. Técnicas -ómicas Genómica Transcriptómica Proteómica Metabolómica
  • 29. Aplicación de la genómica nutricional Prevención primaria Nivel 1 Prevención secundaria Nivel 2
  • 30. Caso práctico Osteoporosis 50 años Antecedentes familiares Menopausia COL1A1 VDR C. Ambiental (zonas soleadas, Nutrición) C. Genético (30 genes asociados) TEST GENETICO OSTEOPOROSIS: - Receptor estrógenos alfa-1 (ESR1) - Colágeno tipo1 alfa-1 (COL1A1) - Receptor de la vitamina D (VDR)
  • 33. Entorno industrial 16 genes y 49 polimorfismos: GRUPO 1: Regulación central del balance energético y control de la ingesta. GRUPO 2: Metabolismo de lípidos y regulación termogénica. GRUPO 3: Moléculas relacionadas con el proceso inflamatorio en tejido adiposo. GRUPO 4: Resistencia a la insulina. GRUPO 5: Riesgo de enfermedad cardiovascular en obesidad.
  • 36. Gen FTO FTO Variante T GTCATAGCATTATTACAG CAGTATCGTAATAATGTC Variante A GTCAAGGATTATTACAG TT TA AA CAGTTCCTAATAATGTC 30% 50% 20%
  • 37. Interacción gen-ambiente OBESIDAD 29 Índice de masa corporal (IMC) 28 27 SOBREPESO 26 25 24 NORMAL 23 22 TT TA AA TT TA AA TT TA AA E. Primarios E. Secundarios E. Universitarios