ARTERIOSCLEROSIS ARTERIOSCLEROSIS

Documento descargado de http://www.elsevier.es el 19/11/2016. Copia para uso personal, se prohíbe la transmisión de este documento por cualquier medio o formato.
Clin Invest Art erioscl. 2010;22(Supl 2):10-13
E INVESTIGACIÓN EN
ARTERIOSCLEROSIS
CLÍNICA
E INVESTIGACIÓN EN
ARTERIOSCLEROSIS
ISSN: 0214-9168
CLÍNICA
Volumen 22, Extraordinario 2
Diciembre 2010
Publicación bimestral
Publicación Oficial
Sociedad
Española de
Arteriosclerosis,
www.elsevier.es/ art erio
Sociedad
Latinoamericana
de Aterosclerosis
Sociedad
Iberolatinoamericana
de Aterosclerosis
16.º Simposio Científico Alimentación,
Lípidos y Aterosclerosis
Coordinadores: C. Macaya, J. Millán y J.A. Gutiérrez-Fuentes
Incluida en:
Índice Bibliográfico Español en Ciencias de la Salud (IBECS),
Índice Médico Español (IME), SCOPUS, Base de datos MEDES,
ScienceDirect
http:/www.searteriosclerosis.org
http:/www.elsevier.es/arterio
16.º SIMPOSIO CIENTÍFICO ALIMENTACIÓN, LÍPIDOS Y ATEROSCLEROSIS
Respuesta a la dieta en función del genotipo: hacia una nutrición
personalizada en el obeso
Gene related outcomes to personalized hypocaloric diets in obese
individuals
Estibaliz Goyenechea, Itziar Abete, Diego Martínez-Urbistondo y J. Alfredo Martínez *
Depart ament o de Ciencias de la Aliment ación, Fisiología y Toxicología, Universidad de Navarra, Pamplona, España
Introducción
Los cont inuos avances en el campo de la nut rición molecular subrayan la import ancia de reconocer las int eracciones
ent re genot ipo y est ilo de vida (Mart í et al, 2006). En efect o, variaciones genét icas individuales pueden afect ar no
sólo a la acumulación de grasa corporal, sino t ambién a la
incidencia de la aliment ación sobre el est ado nut rit ivo y a
la respuest a al t rat amient o diet ét ico de la obesidad (Mart ínez et al, 2008).
En est e sent ido, el desarrollo de la genét ica nut ricional y
de nuevas met odologías (microchips y t ecnologías ómicas)
est á permit iendo caract erizar las relaciones de la diet a con
la base genét ica para su aplicación en el diagnóst ico y t rat amient o de diversas enfermedades (Mart í et al, 2005). Est a
nueva era de la nut rición molecular (int eracciones genesnut rient es) puede desarrollarse en diversas direcciones. Por
un lado, el est udio de la infl uencia de los nut rient es en la
expresión de genes (nut rigenómica) y, por ot ro, caract erizar la infl uencia de las variaciones genét icas en la respuest a
del organismo a los nut rient es (nut rigenét ica).
Est os progresos est arán ligados a la fut ura ut ilización de
diet as personalizadas en función del genot ipo para t rat ar o
prevenir el desarrollo de sobrepeso, est ablecer el pronóst ico de un t rat amient o diet ét ico en el obeso y mej orar en
general el mant enimient o de la salud humana relacionada
con la nut rición (Campion et al, 2009).
* Aut or para correspondencia.
Correo elect rónico: j alfmt [email protected] (J.A. Mart ínez).
Genética nutricional: interacciones
entre nutrición y genética
El genoma humano es sensible al ent orno nut ricional, de
forma que los dist int os component es de la diet a infl uyen sobre procesos implicados en la regulación del peso corporal y
diversos procesos met abólicos en función de la base genét ica
individual (Moreno-Aliaga et al, 2005). Los campos de la nut rigenét ica y nut rigenómica surgieron con dist int as orient aciones para invest igar la int eracción de la diet a con los genes. La nut rigenét ica abarca el impact o o la infl uencia de las
variant es genét icas o polimorfi smos de los individuos en la
respuest a met abólica a los nut rient es o a la diet a. Por su
part e, la nut rigenómica pret ende proporcionar un conocimient o molecular (genét ico) sobre los component es de la
diet a, que cont ribuyen a la salud mediant e la alt eración de
la expresión y/ o est ruct uras según la const it ución genét ica
individual. Ambas disciplinas convergen en el obj et ivo común
de lograr una nut rición personalizada, con el fi n de opt imizar
el mant enimient o de la salud humana (Mut ch et al, 2005).
La predisposición genét ica int erviene en diversos procesos como la regulación del apet it o, la adipogénesis, el met abolismo lipídico, la t ermogénesis y la diferenciación celular, de ahí su impact o sobre la homeost asis energét ica y
composición corporal. Además, el balance energét ico corporal viene regulado por la infl uencia de la nut rición sobre
diversos genes que part icipan en el cont rol de rut as met abólicas implicadas en la ingest a y gast o energét ico. Asimismo, diversos fact ores genét icos podrían est ar involucrados
en la respuest a diferencial a dist int os t ipos de int ervención
0214-9168/ $ - see front mat t er © 2010 Elsevier España, S.L. y SEA. Todos los derechos reservados.
Documento descargado de http://www.elsevier.es el 19/11/2016. Copia para uso personal, se prohíbe la transmisión de este documento por cualquier medio o formato.
Respuest a a la diet a en función del genot ipo: hacia una nut rición personalizada en el obeso
Tabla 1
11
Int eracción ent re el genot ipo y la int ervención nut ricional en la homeost asis energét ica
Genes SNPs
Int ervención
nut ricional
LEPR Lys109Arg
Diet a hipocalórica
FTO Rs9939609
Adiponect ina –11391 G>A
PGC1α Gly482Ser
MCR3 C17A, G241A
PPARγ2 Pro12Ala ADBR2
Gln27Glu
FABP2 Ala54Thr
26 genes 42 SNP
IL-6 174G>C PPARγ2
Pro12Ala
PLIN 11482G>A
APOA5 1131T>C
ADBR3 Trp64Arg
Variable principal
Efect o
Cambios en el
Alelo Arg mayor infl amación y
est ado
est rés que se reduce t ras la
proiinfl amat orio y pérdida de peso
sit uación de
est rés
Diet a medit erránea
Evolución del peso Alelo A menor ganancia de
peso a lo largo de 3 años, sin
int eracciones con el t ipo de
int ervención
Diet a hipocalórica y Evolución del peso Homocigot os GG mayor riesgo
mant enimient o de
y comorbilidades
de síndrome met abólico,
peso
reducido t ras pérdida de
peso
Diet a hipocalórica
Evolución del peso Genot ipo Ser482Ser mayor
y comorbilidades
riesgo de resist encia a la
insulina, que se reduce t ras
pérdida de peso
Variant es genét icas
Diet a hipocalórica
Cambio en el IMC
involucradas en la pérdida
equilibrada
(kg/ m2)
de peso de niños obesos
Diet a hipocalórica
Saciedad
Int eracción de polimorfi smos
de ambos genes en el
cont rol de la ingest a y en la
composición corporal
Cambios de est ilo de Pérdida de
Thr54 mayor pérdida de masa
vida
porcent aj e de
grasa y ot ros fact ores de
masa grasa
riesgo
Ingest a de fi bra y
Pérdida de peso
Efect o adit ivo ent re la ingest a
ácidos grasos
(kg)
de fi bra y el polimorfi smo
poliinsat urados y
514C>T LIPC. Posible
sat urados en diet a
int eracción ent re –11377G>C
de la adiponect ina y
hipocalórica
–681C>G del PPARγ3
Diet a hipocalórica y Evolución del peso Int eracción del alelo C del
mant enimient o de
polimorfi smo de la IL-6 y el
peso
alelo Ala del PPARγ2 en el
mant enimient o del peso
corporal
Rest ricción
Pérdida de peso
Suj et os port adores del alelo A
energét ica
más resist ent es a la pérdida
de peso
Rest ricción lipídica
Cambio en el IMC
Mayor pérdida de peso en los
(kg/ m2)
port adores del polimorfi smo
Tres meses de pérdida Grasa visceral y
Efect o del polimorfi smo en la
de peso
subcut ánea
dist ribución de la grasa
abdominal y subcut ánea
Referencia, año
Abet e et al, 2009
Razquin et al, 2009
Goyenechea et al,
2009
Goyenechea et al,
2008
Sant oro et al, 2007
Rosado et al, 2007
De Luis et al, 2006
Sant os et al, 2006
Goyenechea et al,
2006
Corella et al, 2005
Aberle et al, 2005
Nakamura et al,
2000
ADBR: recept or adrenérgico β; APO: apoenzima; IL-6: int erleucina 6; IMC: índice de masa corporal; FTO: gen asociado a la masa
grasa y la obesidad; LEPR: recept or de la lept ina; LIPC: lipasa hepát ica; MCR3: recept or de melanocort ina 3; PLIN: perilipina;
PGC1α: coact ivador 1 alfa del PPAR; PPARγ: recept or act ivado por el proliferador de los peroxisomas gamma; SNP: polimorfi smo de
nucleót ido simple.
nut ricional. En ese cont ext o, est udios de asociación que
vinculan el seguimient o de int ervenciones diet ét icas con
genes candidat os de enfermedad parecen most rar la idonei-
dad de est e plant eamient o con respect o al t rat amient o de
enfermedades, como es el caso de la obesidad (Mart í et al,
2008).
Documento descargado de http://www.elsevier.es el 19/11/2016. Copia para uso personal, se prohíbe la transmisión de este documento por cualquier medio o formato.
12
Nutrigenética y obesidad
El component e heredit ario de la obesidad se comenzó a valorar y caract erizar en la segunda mit ad del siglo XX, pero
únicament e en los últ imos años se ha empezado a disponer
de dat os obj et ivos y cuant it at ivos sobre los posibles genes
involucrados en el cont rol del peso y la composición corporal. La progresión cient ífi ca empieza a ser abordada con
éxit o gracias a los avances met odológicos, en genómica nut ricional y ot ras t ecnologías ómicas, incluyendo la aplicación de herramient as bioinformát icas (Campión et al,
2009).
Hast a el moment o se han descrit o aproximadament e 600
genes o regiones cromosómicas asociadas con la regulación
del met abolismo energét ico y el mant enimient o del peso
corporal, donde t odos los cromosomas del genoma humano
cont ienen loci relacionados con el exceso de peso corporal,
except o el cromosoma Y. De ahí que se haya sugerido que
ent re el 40-70%de la variación en los fenot ipos de la obesidad est á mediada genét icament e, sin olvidarse de la import ancia de los fact ores exógenos, como la diet a, el ambient e
obesigénico o el est ilo de vida. En efect o, diversos est udios
han puest o de manifi est o la exist encia de casos de obesidad
monogénica en los que una mut ación en un único gen puede
ser responsable del exceso de peso, como sucede con los
genes de la lept ina y de su recept or, la proopiomelanocort ina y el recept or de melanocort ina 4. Sin embargo, en la
mayoría de los casos, la et iología de la obesidad es de origen poligénico o mult ifact orial, involucrando la part icipación/ int eracción de diversos genes (Rankinen et al, 2006)
con aspect os diet ét icos o de act ividad física. Así, en la lit erat ura cient ífi ca se han descrit o múlt iples genes que codifi can prot eínas relacionadas con la homeost asis energét ica,
por su part icipación en la regulación del apet it o (lept ina,
grelina, recept ores de melanocort ina, neuropépt ido Y), la
t ermogénesis y el met abolismo energét ico (recept ores
adrenérgicos, ADRB2 y ADRB3, prot eínas desacoplant es,
UCP, et c.), así como en diferent es procesos incluyendo la
adipogénesis (recept or act ivado por el proliferador de peroxisomas [PPAR], recept ores X de ret inoides, adiponect ina, et c.) y la infl amación (int erleucina 6 [IL-6], fact or de
necrosis t umoral, et c.), ent re ot ros.
En est e cont ext o, los avances en nut rigenét ica est án permit iendo ident ifi car subgrupos de riesgo en enfermedades
poligénicas complej as, como el caso de la obesidad, así
como en alt eraciones asociadas como la insulinorresist encia, la diabet es mellit us t ipo 2 y el síndrome met abólico. De
hecho, es posible ident ifi car polimorfi smos que predisponen
a la obesidad ant e una nut rición no saludable o desequilibrada. Asimismo, el riesgo de padecer comorbilidades puede disminuirse modifi cando la ingest a nut ricional basándose
en el genot ipo del individuo obeso. De est e modo, se han
descrit o est udios longit udinales de int ervención nut ricional
en los que la respuest a a la regulación del peso corporal o
la evolución de ciert as alt eraciones met abólicas viene condicionada por el genot ipo de los individuos (t abla 1). Los
ej emplos de genes que part icipan en la regulación del met abolismo energét ico y cuya int eracción con la nut rición se
ha demost rado t ant o en est udios de asociación como de
int ervención son amplios, e incluyen genes que codifi can
para el PPAR, ADRB, UCP y varias cit ocinas proinfl amat orias,
E. Goyenechea et al
ent re ot ras prot eínas. En concret o, varios ensayos han descrit o int eracciones ent re genes candidat os a desarrollar
obesidad (ADRβ3, PPAR-γ2, adiponect ina, UCP, IL-6 y lept ina, ent re ot ros), con la respuest a a la rest ricción energét ica, así como a la composición de macronut rient es de ést a
(t abla 1).
En est a área de t rabaj o, un est udio ha most rado que los
individuos port adores de la mut ación Gln27Glu del gen
ADRB2 o del polimorfi smo Pro12Ala del gen PPAR-γ2 que
present an además una ingest a elevada de carbohidrat os poseen un mayor riesgo relat ivo de obesidad. Por ot ra part e,
la int eracción del polimorfi smo –174G>C del gen de la IL-6 y
el Pro12Ala del PPAR-γ2 se asocia al cont rol del peso corporal a largo plazo t ras la pérdida de peso inducida con diet a
hipocalórica. Asimismo, se han descrit o est udios longit udinales de int ervención nut ricional en los que la respuest a a
la regulación del peso corporal depende de la presencia de
polimorfi smos en dist int os genes, como son el gen que codifi ca para la UCP3, perilipina (PLIN) y el gen asociado a la
masa grasa y la obesidad (FTO), ent re ot ros (t abla 1).
La evolución de ciert as alt eraciones y manifest aciones
clínicas asociadas al exceso de peso corporal o procesos
met abólicos implicados se ha vist o igualment e condicionada por polimorfi smos en dist int os genes, como el gen de la
lept ina, adiponect ina y coact ivador 1α del PPAR (PGC1α),
ent re ot ros. Del mismo modo, varios polimorfi smos de genes
(FTO, recept or de la lept ina, UCP, et c.) han sido asociados
con una respuest a diferenciada a la diet a, consecuencia
del seguimient o de dist int as int ervenciones nut ricionales
(t abla 1).
Por t ant o, el desarrollo de la genómica nut ricional podrá
ut ilizarse en la ident ifi cación de poblaciones o grupos de
riesgo para det erminar la suscept ibilidad individual a desórdenes de alt a prevalencia, como enfermedades cardiovasculares, diabet es y cáncer, para así permit ir aplicar medidas de prevención. Además, el conocimient o de las variant es
genét icas implicadas en el cont rol del exceso de peso corporal, así como la descripción de sus int eracciones con el
medio, podrá facilit ar el desarrollo de t rat amient os específi cos a t ravés de la prescripción de diet as personalizadas
que logren prevenir, mit igar o revert ir el desarrollo de obesidad (Mart í et al, 2008) y sus comorbilidades en función del
component e genét ico del pacient e y modulando procesos
como el apet it o, la adipogénesis, la lipólisis, et c. (Mart í et
al, 2010).
Conflicto de intereses
Los aut ores declaran no t ener ningún confl ict o de int ereses.
Bibliografía recomendada
Aberle J, Evans D, Beil FU, Seedorf U. A polymorphism in t he apolipoprot ein A5 gene is associat ed wit h weight loss aft er short t erm diet . Clin Genet . 2005;68:152-4.
Abet e I, Goyenechea I, Cruj eiras AB, Mart ínez JA. Infl ammat ory
st at e and st ress condit ion in weight -lowering Lys109Arg LEPR
gene polymorphism carriers. Arch Med Res. 2009;40:306-10.
Campión J, Milagro FI, Mart ínez JA. Individualit y and epigenet ics in
obesit y. Obes Ver. 2009;10:383-92.
Documento descargado de http://www.elsevier.es el 19/11/2016. Copia para uso personal, se prohíbe la transmisión de este documento por cualquier medio o formato.
Respuest a a la diet a en función del genot ipo: hacia una nut rición personalizada en el obeso
Corella D, Qi L, Sorli JV, Godoy D, Port oles O, Colt ell O, et al. Obese subj ect s carrying t he 11482G>A polymorphism at t he perilipin
locus are resist ant t o weight loss aft er diet ary energy rest rict ion. J Clin Endocrinol Met ab. 2005;90:5121-6.
De Luis DA, Aller R, Izaola O, Sagrado MG, Conde R. Infl uence of
ALA54THR polymorphism of fat t y acid binding prot ein 2 on lifest yle modifi cat ion response in obese subj ect s. Ann Nut r Met ab.
2006;50:354-60.
Goyenechea E, Cruj eiras AB, Abet e I, Parra D, Mart ínez JA. Enhanced short -t erm improvement of insulin response t o a low-caloric
diet in obese carriers t he Gly482Ser variant of t he PGC-1· gene.
Diabet es Res Clin Pract . 2008;82:190-6.
Goyenechea E, O’ Dell SD, Collins LJ, Parra D, Abet e I, Cruj eiras AB,
et al. The -11391 G/ A polymorphism of t he adiponect in gene
promot er is associat ed wit h met abolic syndrome t rait s and t he
out come of an energy-rest rict ed diet in obese subj ect s. Horm
Met ab Res. 2009;41:55-61.
Goyenechea E, Parra D, Mart ínez JA. Weight regain aft er slimming
induced by an energy-rest rict ed diet depends on int erleukin-6
and peroxisome-proliferat or-act ivat ed-recept or-gamma2 gene
polymorphisms. Br J Nut r. 2006;96:965-72.
Mart í A, Mart ínez-González MA, Mart ínez JA. Int eract ion bet ween
genes and lifest yle fact ors on obesit y. Proc Nut r Soc. 2008;67:
1-8.
Mart í A, Mart ínez JA. Genet ics of obesit y: gene x nut rient int eract ions. Int J Vit am Nut r Res. 2006 76:184-93.
Mart í A, Moreno-Aliaga MJ, Zulet A, Mart ínez JA. Advances in molecular nut rit ion: nut rigenomics and/ or nut rigenet ics. Nut r
Hosp. 2005 20:157-64.
Mart í A, Goyenechea E, Mart ínez JA. Nut rigenet ics: a t ool t o provide personalized nut rit ional t herapy t o t he obese. World Rev
Nut r Diet . 2010;101:21-33.
Mart ínez JA, Parra MD, Sant os JL, Moreno-Aliaga MJ, Mart í A, Mart ínez-González MA. Genot ype-dependent response t o energy-
13
rest rict ed diet s in obese subj ect s: t owards personalized nut rit ion. Asia Pac J Clin Nut r. 2008;17 Suppl 1:119-22.
Moreno-Aliaga MJ, Sant os JL, Mart í A, Mart ínez JA. Does weight
loss prognosis depend on genet ic make-up? Obes Rev. 2005;6:
155-68.
Mut ch DM, Wahli W, Williamson G. Nut rigenomics and nut rigenet ics: t he emerging faces of nut rit ion. FASEB J. 2005;19:160216.
Nakamura M, Tanaka M, Abe S, It oh K, Imai K, Masuda T, et al. Associat ion bet ween bet a 3-adrenergic recept or polymorphism and
a lower reduct ion in t he rat io of visceral fat t o subcut aneous fat
area during weight loss in Japanese obese women. Nut r Res.
2000;20:25-34.
Rankinen T, Zuberi A, Chagnon YC, Weisnagel SJ, Argyropoulos G,
Walt s B, et al. The human obesit y gene map: t he 2005 updat e.
Obesit y. 2006;14:529-644.
Razquin C, Mart ínez JA, Mart ínez-González MA, Bes-Rast rollo M,
Fernández-Crehuet J, Mart í A. A 3-year int ervent ion wit h a Medit erranean diet modifi ed t he associat ion bet ween t he rs9939609
gene variant in FTO and body weight changes. Int J Obes. 2010;
34:266-72.
Rosado EL, Bressan J, Mart ins MF, Cecon PR, Mart ínez JA. Polymorphism in t he PPARgamma2 and bet a2-adrenergic genes and
diet lipid effect t s on body composit ion, energy expendit ure
and eat ing behavior of obese women. Appet it e. 2007;49:63543.
Sant oro N, Perrone L, Cirillo G, Raimondo P, Amat o A, Brienza C, et
al. Effect of t he melanocort in-3 recept or C17A and G241A variant s on weight loss in childhood obesit y. Am J Clin Nut r. 2007;
85:950-3.
Sant os JL, Bout in P, Verdich C, Holst C, Larsen LH, Toubro S, et al;
NUGENOB consort ium. Genot ype-by-nut rient int eract ions assessed in European obese women. A case-only st udy. Eur J Nut r.
2006;45:454-62.