UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS

(Universidad del Perú, DECANA DE AMÉRICA)

FACULTAD DE FARMACIA Y BIOQUÍMICA

E.A.P. DE FARMACIA Y BIOQUÍMICA

SEMINARIO DE EXPOSICIÓN

NUTRIGENÓMICA

NUTRIGENOMICASEMINARIO DE EXPOSICIÓN.............................................................1

NUTRIGENÓMICA.............................................................................1

INTRODUCCIÓN...................................................................................4

OBJETIVOS:.........................................................................................5

MARCO TEÓRICO.................................................................................5

Nutrigenética................................................................................5

Nutrigenómica..............................................................................5

ORIGEN DE LA NUTRIGENOMICA......................................................6

IMPORTANCIA DE LA NUTRIGENOMICA Y APLICACIONES.................6

APLICACIONES DE LA NUTRIGENÓMICA...........................................7

MECANISMO DE REGULACIÓN DE EXPRESIÓN GÉNICA POR NUTRIMENTOS.................................................................................7

EJEMPLOS DE LA REGULACIÓN DE GENES POR LOS NUTRIMENTOS:9

1. Regulación de expresión de genes (SREBP-1 y SREBP-2) por la proteína de la SOYA:.................................................................9

2. Regulación de genes por BETA CAROTENOS:.........................9

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS:.......................................................13

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INTRODUCCIÓN

El estudio de las interacciones entre nutrientes en los alimentos y nuestros genes; es una disciplina muy importante e interesante.

El proceso de descubrir cómo individuos están afectados por variaciones en el ADN y las enfermedades son útiles para el diagnóstico y tratamiento de enfermedades neoplásicas; en tanto la nutrigenómica es un nuevo campo de investigación que examina cómo la dieta afecta a la expresión génica.

Es un campo que se relaciona a los genes del individuo con su alimentación es decir con la NUTRIGENÉTICA. En el presente informe analizaremos la nutrigenómica en forma genera y ejemplos alimenticios y su influencia en la expresión de los genes.

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OBJETIVOS: Estudiar generalidades sobre la nutrigenómica. Ejemplificar algunos nutrientes como nutrimentos

relacionados con la expresión génica.

MARCO TEÓRICO

Fue a partir del desarrollo de la farmacogenómica sobre la que se ha desarrollado posteriormente el estudio de la interrelación entre genes, dieta y enfermedad, desarrollando el reciente campo de la genómica nutricional o lo que se ha dado en llamar nutrigenómica y nutrigenética.

Existen muchos estudios que evidencian la forma diferente de respuesta de distintos individuos a las mismas dietas. Por ejemplo, el sodio aumenta la presión arterial en determinadas personas y en otras apenas tiene influencia. Entre otros tambien como el colesterol en donde hay individuos que notan cambios drásticos tras una dieta estricta, mientras que en otros no se nota ningún cambio.

NutrigenéticaEstudia el efecto de la variación genética en la interacción entre dieta y enfermedad, identificando y caracterizando las variaciones genéticas asociadas a las diferentes respuestas frente a los nutrientes. Su objetivo es formular recomendaciones en relación a los riesgos y beneficios de utilizar dietas o compuestos nutricionales específicos para cada persona. Este término se suele vincular a la idea de “nutrición personalizada” o “nutrición individualizada”. Un ejemplo serían las diferentes respuestas de los individuos a los mismos nutrientes obteniendo diferentes valores de colesterol en sangre y presión arterial debido a sus variaciones genéticas.

Nutrigenómica Se puede definir como el estudio del efecto que producen los nutrientes sobre la expresión génica, conformando un perfil metabólico en cada individuo (proteínas, metabolitos, etc), intentando estudiar la prevención de patologías por medio de la dieta. La progresión desde un fenotipo sano a un fenotipo de enfermedad crónica puede explicarse por cambios en la expresión genética o por diferencias en las actividades de proteínas y enzimas, y los componentes de la dieta directa o indirectamente regulan la expresión de esa información genética.

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Cada vez hay más evidencias de que los nutrientes interaccionan directamente con los genes y todo parece indicar que ciertos alimentos con compuestos bioactivos son capaces de interactuar con regiones del genoma consiguiendo una acción protectora frente a mecanismos de iniciación de algunas enfermedades, mientras que otros pueden provocar el efecto contrario.

ORIGEN DE LA NUTRIGENOMICAA partir de los años 60 con los trabajos de Jaob y Monod demostraron que los nutrimentos como la glucosa y la lactosa eran capaces de regular la expresión génica del operonLac, en presencia se lactosa hay inducción de genes que codifican para las enzimas del metabolismo de la lactosa (β-galactosidasa, permeasa, transacetilasa). A partir de estos estudios se pudo comprobar como los nutrientes pueden expresarse en los genes, en los últimos 10 años hubo grandes avances en esta rama de investigación.

IMPORTANCIA DE LA NUTRIGENOMICA Y APLICACIONESAyuda a entender los mecanismos de acción de un nutrimento y su efecto en el metabolismo integral en la prevención o desarrollo de enfermedades, se basa en un análisis genético que nos informe la predisposición genética del paciente a padecer las enfermedades multifactoriales enunciadas anteriormente (diabetes, obesidad, enfermedades cardiovasculares, alteraciones en el metabolismo de lípidos

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APLICACIONES DE LA NUTRIGENÓMICA• Desarrollo de portafolios dietarios: combinación de 2 o

más alimentos funcionales diseñados para una enfermedad o grupo específico, ello es desarrollado en evidencia científica que compruebe el efecto de cada uno de los nutrientes sobre la salud.

• Desarrollo de dietas para la prevención de enfermedades: con el desarrollo de portafolios dietarios podemos desarrollar dietas para la mejora y/o prevención de enfermedades específicas (diabetes, cardiopatías, obesidad, etc.)

• Predicción de posibles intolerancias y alergias

• Desarrollo de la industria agrícola y ganadera: para la mejora de productos de origen animal y vegetal obteniendo la cantidad de nutrientes esenciales para el ser humano

• Autentificación molecular de vegetales, animales y alimentos procesados: la identificación de ADN garantiza la calidad y veracidad del producto alimentario en la cual va registrado en el etiquetado

• Evaluación de la seguridad de componentes alimentarios: para determinar que componentes alimenticios causa efectos adversos sobre la salud del ser humano (aditivos alimenticios, etc.)

MECANISMO DE REGULACIÓN DE EXPRESIÓN GÉNICA POR NUTRIMENTOS Los componentes de cada nutrimento en la dieta puede alterar la expresión genómica ya sea de manera directa o indirecta y el modo de actuar de cada nutrimento es de la sgte. manera:

Los nutrimentos pueden actuar como ligandos para la activación de factores de transcripción que favorezca la síntesis de receptores

Metabolizarse por rutas metabólicas primarias o secundarias de manera que pueda alterar la concentración de substratos o intermediarios

Influir de manera positiva o negativa en las rutas de señalización

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En si el genoma humano no es sensible al entorno nutricional, de modo que algunos genes puedan modificarse en respuesta a los componentes de la dieta, ya sean de origen vegetal o animal

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EJEMPLOS DE LA REGULACIÓN DE GENES POR LOS NUTRIMENTOS:

1. Regulación de expresión de genes (SREBP-1 y SREBP-2) por la proteína de la SOYA:

Estudios de largo plazo que utilizan la proteína de la soya (PS) como única fuente de proteína tanto en animales obesos como en animales genéticamente predispuestos a desarrollar diabetes han permitido dilucidar el mecanismo de acción a nivel molecular de la PS en la reducción del colesterol y los triglicéridos en sangre y en la formación de hígado graso. Se ha demostrado que el patrón de aminoácidos de la PS, así como sus isoflavonas, tienen la capacidad de reducir la secreción de insulina de los islotes pancreáticos y estimular una mayor producción de glucagon.Esto trae como consecuencia que la relación insulina /glucagon sea menor y por lo tanto se active en menor grado la expresión génica del factor de transcripción SREBP-1.Este factor es el encargado de regular las concentraciones de insulina y activar a los genes que intervienen en la síntesis de ácidos grasos. El consumo prolongado de PS reduce en grado notable la expresión génica de SREBP-1 y por lo tanto la actividad lipogénica que trae como consecuencia una disminución del depósito de triglicéridos en el hígado y la formación de hígado graso. Además, se ha demostrado que el consumo de PS mantiene las concentraciones séricas de ácidos grasos y leptina dentro de los límites normales, lo que evita que aquéllos se depositen en órganos que no sean el tejido adiposo, lo cual anula el proceso de lipotoxicidad.

2. Regulación de genes por BETA CAROTENOS:El Caroteno más conocido es el beta caroteno, que provee cerca de dos terceras partes de la vitamina A en nuestra dieta. La forma más sencilla de este elemento es la zanahoria. El beta caroteno no es absorbido por el cuerpo tan eficientemente, por ello es transformado en vitamina A para que sea absorbida por nuestro organismo, sus funciones antioxidantes son excelentes y pueden ser consideradas como un nutriente separado.

Son Vitaminas Antioxidantes, Antimutagénicas y Anti apoptósicas, actúan a nivel de la iniciación y promoción del cáncer bucal. El American Institute for Cancer Research (AICR) recomienda que los pacientes no deben recibir beta carotenos en cantidades mayores a la de la alimentación normal.

MECANISMO DE ACCIÓN: Los carotenoides se convierten a retinoides, modulación de la actividad de las diferentes isoformas de la enzima lipo-oxigenasa, activación de la expresión de genes que codifican

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la producción de conexina-43, componente de las uniones GAP requeridas para la comunicación intercelular y propiedades antioxidantes. Esto le permite proteger a las células del estrés oxidativo, un proceso ampliamente relacionado con la génesis del cáncer.

DOSIS DIARIA RECOMENDADA

o Lactante: 6 Meses: 420 µg. 1 Año: 400 µg.o Niños: 1 a 6 Años: 400 µg. 6 a 10 Años: 700 µg.o Hombres: 1000 µg. Mujeres: 800 µg.

Según estudios se evaluaron 54 pacientes con Leucoplasia Bucal (LB) que fueron sometidos a tratamiento con Betacarotenos en una dosis de 60 mg/día por un año, determinando que, 26 pacientes (52%) respondieron favorablemente logrando la remisión completa de la lesión. Cianfriaglia y col en 1998 (13) estudiaron la relación entre la ingesta dietética de Retinol y el desarrollo de LB, no encontrando una influencia significativa entre la ingesta de esta vitamina y el desarrollo de la lesión. Sin embargo consideran que los factores dietéticos son de gran importancia en la oncología bucal. La Vitaminoterapia A tiene dos grandes inconvenientes que limitan su administración. Uno es la necesidad de utilizar dosis elevadas para obtener alguna eficacia (100.000-300.000 U/día), con la que se pueden obtener efectos secundarios importantes (exantema, sequedad de piel, prurito). El segundo inconveniente es el elevado porcentaje de recidivas tras finalizar el tratamiento (38-55%).La terapia con retinoides ha despertado un creciente interés tras la síntesis de nuevas drogas de alta potencia (13-cis-retinoico). Está especialmente indicado en las Leucoplasias muy extensas. El ácido 13 cis-retinoico, se ha mostrado eficaz a dosis bajas y con una mínima toxicidad. La dosis de tratamiento es de 0,2 mg/kg/día durante 3 meses. Posteriormente se incrementa con 0,2 mg/kg/día adicionales en 3 ciclos sucesivos. No se debe superar la cantidad de 0,8 mg/kg/día si se administra durante largos períodos de tiempo, para evitar la presentación de efectos secundarios consistentes en alteraciones cutáneas, mucosas y hematológicas con aumento de concentración de triglicéridos y de colesterol (todos ellos trastornos reversibles). Como precaución general respecto a la teratogenicidad de los retinoides, se recomienda utilizar anticoncepción eficaz

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durante al menos un mes después de que se suspenda el tratamiento con isotretinoina.

FUNCIÓN• Agente antioxidante.• Protege la destrucción de la vitamina A, Selenio, vitamina C.• Proporciona oxígeno y retarda el envejecimiento celular.• Antimutagénica.• Induce apoptosis de las células tumorales sin afectar tejidos circundantes.• Ayuda a evitar la oxidación producida por los radicales libres, manteniendo la integridad de la membrana celular. • Alivia la fatiga, previene y disuelve los coágulos sanguíneos y, junto con la vitamina A, protege a los pulmones de la contaminación. Proporciona oxígeno al organismo y retarda el envejecimiento celular, acelera la cicatrización de las quemaduras.

DOSIS DIARIALactante: 6 Meses: 3 mg. 1 Año: 4 mg. Niños: 1 a 6 Años: 5 mg. 6 a 10 Años: 7 mg Hombres: 8 mg. Mujeres: 8 mg. (7, 8, 9, 10)

1) Efecto del consumo de biotina sobre la regulación del metabolismo de lípidos y la hipertrigliceridemia

La biotina, es una vitamina que, además de participar como grupo prostético de las enzimas carboxilasas, modifica la expresión genética. A través de este mecanismo interviene en diversas funciones biológicas. Se analizó los efectos de dosis farmacológicas de biotina en la dieta sobre la expresión de factores transcripcionales y enzimas pertenecientes al metabolismo de lípidos.

Fernández-Mejía C. 1, Velasco González F. A. 1, Rojas Ochoa A. y colaboradores en un estudio en modelo experimental de ratones, dividido en dos grupos: 1grupo control que recibió dieta con biotina en cantidad suficiente para su requerimiento (4mg/ kg /P alimento) y otro grupo experimental que recibió la dieta en concentraciones suplementadas (100mg/kg/P alimento).

Al final del estudio se encontró que los ratones alimentados con cantidades farmacológicas de biotina presentaron una

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menor concentración de triglicéridos que los ratones con dieta control. La expresión relativa de genes correspondientes a enzimas y factores transcripcionales reveló diferencias entre los grupos. En el hígado, se encontró que la dieta suplementada disminuyó significativamente la abundancia del mensajero de los factores transcripcionales. En el tejido adiposo, los ratones sometidos a la dieta farmacológica mostraron expresión disminuida de los factores transcripcionales Srebp1c, PPAR-alfa y Foxa2, y de las enzimas ACC1, FAS y G6PDH.En otro estudio ya en humanos, Alonso Vilches-Flores, y Cristina Fernández-Mejía, En pacientes con ateroesclerosis e hipercolesterolemia la administración de 5 mg de biotina durante cuatro semanas produjo un decremento significativo sobre las concentraciones de colesterol total; también se observó una disminución, aunque no significativa, de las concentraciones de LDL. Estudios en voluntarios sanos muestran que la administración de 0.9 mg/día de biotina durante días redujo las concentraciones de lípidos plasmáticos.En nuestro laboratorio se encontró que el tratamiento con 5 mg de biotina tres veces al día disminuye las concentraciones de triglicéridos plasmáticos en pacientes con hipertrigliceridemia.

Estos resultados permiten correlacionar los cambios en la expresión de genes lipogénicos que acontecen en el efecto hipotrigliceridémico de la biotina. Los resultados sugieren que la biotina consumida en grandes cantidades, a partir de levadura de cerveza, podría ayudar a tratar padecimientos metabólicos como la hipertrigliceridemia.

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REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS:

1) Torres-Torres N, Tovar-Palacio AR. La historia del uso de la soya en México, su valor nutricional y su efecto en la salud

2) Greenwald P, Kelloff G, Burch-Whitman C, Kramer B: Chemoprevention. CA Cancer J Clin2010; 45: 31-49.(DISPONIBLE EN: http://www.actaodontologica.com/ediciones/2010/1/art21.asp CITADO: 01/07/2015)

3) Martínez I: Quimioprevención del Cáncer. Rev Cubana Oncol 2010; 16(1): 67.Moret Y. Lesión y muerte celular. Material de apoyo Cátedra de Anatomía Patológica 2008; en www.odont.ucv.ve. (CITADO: 01/07/2015)

4) Fernández C, Velasco F, Rojas A, Efecto de la biotina sobre la hipertrigliceridemia y la regulación del metabolismo de lípidos. [Monografía en Internet].2009 México: Universidad Nacional Autónoma de México, Unidad de Genética de la Nutrición, Instituto de Investigaciones Biomédicas; 2010[acceso 29 de junio de 2015]. Disponible en: http://www.smb.org.mx/smb-anterior/XXVIICONGRESO/Text/AREA-11/ORALES/11 10.pdf .

5) Vilches A, Fernández C. Efecto de la biotina sobre la expresión genética y el metabolismo. Rev de investigación clinica; 2009[internet]. [acceso 29 de junio de 2015]. 57 (5): 716-724. Disponible en: http://www.medigraphic.com/pdfs/revinvcli/nn-2005/nn055i.pdf

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