¿Te has quedado con hambre, te frío un huevo? (II)

En esta segunda parte de la entrada relacionada con la epigenética y la nutrición, la primera la podéis leer aquí, nos centraremos en la modificación de la expresión genética asociada a una variación nutricional en un animal modelo, el ratón, y a las evidencias existentes en el ser humano.

¿Qué cambios se observan entre el nivel nutricional y las modificaciones epigenéticas?

En ratones se ha podido observar cómo una dieta baja en proteínas suministrada en hembras embarazadas provoca que se produzca una hipermetilación en el ADN en sus descendientes, más concretamente, estos efectos se han visto en genes expresados en el hígado, importantes para el metabolismo. Lo más importante, es que estos cambios se mantienen estables en la edad adulta, generando una disfunción metabólica reflejada en una alteración del metabolismo de los lípidos en el hígado y una resistencia a la insulina, por lo que, se genera una disfunción en las células del páncreas. Por lo tanto, la alteración de estos genes pueden explicar el desarrollo de la obesidad y enfermedades relacionas con ésta, como la diabetes.

Poniendo otro ejemplo de estas modificaciones epigenéticas, a una serie de ratas (hembras) en la última semana de gestación se les aplicó una restricción calórica del 50%, esto provocó una reducción en la expresión génica en una proteína importante (transportador de glucosa 4, Glut4) en la captación de glucosa en los tejidos periféricos, por ejemplo el músculo esquelético, en la descendencia. Por lo tanto, una alteración de la regulación epigenética de Glut4 puede contribuir al desarrollo de una resistencia a la insulina y la aparición de la diabetes en este modelo de rata.

En el caso de primates embarazadas, una restricción calórica moderada (30%) generó una disminución en la metilación en el riñón de sus descendientes, durante las primeras etapas de la gestación, mientras que, aumentó hacia final de la gestación.

Hasta ahora sólo hemos visto cambios asociados a una malnutrición, pero, ¿qué ocurre ante una dieta rica en grasas durante el embarazo? Estos cambios epigenéticos generan en la descendencia una preferencia hacia aquellos alimentos agradables en sabor, aumentando los problemas de obesidad asociada con la disfunción metabólica. Los hijos de madres alimentadas con una dieta rica en grasa muestran una reducción en el patrón de metilación en el ADN, generando un aumento en la expresión de genes implicados en el desarrollo del hígado (proliferación hepática y tamaño). Esto se traduce en un aumento de triglicéridos en el hígado o aparición de la enfermedad del hígado graso. A su vez, esta nueva adaptación está asociada con el aumento de la acetilación de histonas, que genera un nuevo aumento de expresión de genes asociados con la acumulación de lípidos.

Aquí un campo de estudio por explorar, ya que existen pocos informes, y pueden ser relevantes, porque, como vemos día tras día en los medios de comunicación, existe en las sociedades occidentalizadas una prevalencia a que la madre sufra de obesidad durante la gestación.

Para concluir sobre este tema en modelos animales, los datos experimentales demuestran que el desarrollo de una enfermedad en adultos tanto en malnutrición y exceso nutricional se observan cambios en el epigenoma, y por tanto, a una modificación en el nivel de la expresión de ciertos genes.

¿Y qué evidencias hay en humanos sobre estas modificaciones epigenéticas?

El ejemplo que muestra el artículo, ocurrió durante la Segunda Guerra Mundial, donde hubo un periodo de hambruna en Holanda, debido a un bloqueo del transporte de alimentos por parte de las tropas nazis.

Para demostrar estos cambios, Heijams y colaboradores aislaron el ADN de células blancas de la sangre para relacionar un episodio de hambruna con la salud de la descendencia. Demostraron que existía un patrón de metilación bajo en genes relacionados con la resistencia a la insulina. También demostraron que había cambios observables según el sexo, pero no se encuentra una consecuencia fisiológica clara. Se puede especular con los cambios en la metilación de genes implicados en la regulación de saciedad y en el transporte de colesterol, y pueden ser vinculados a una enfermedad metabólica en el adulto.

Hay que destacar, que en ambos estudios las diferencias en la metilación del ADN fueron evidentes en individuos con una edad de 60 años. Hay que determinar si, este tipo de alteraciones ya están presentes en el momento del nacimiento y mantienen durante toda la vida, o aparecen en respuesta a una disfunción metabólica progresiva.  Los estudios tienen que seguir en el futuro en este campo. Por ello no dejan de ser, meras especulaciones.

Hasta ahora, muchas de las modificaciones epigenéticas inducidas por la nutrición se puede evaluar en la sangre periférica, como hemos visto en el ejemplo anterior, y que bien podría aplicarse a la población española que sufrió la Guerra Civil Española y ver sus efectos en la descendencia. Y observar si, una deficiencia de nutrientes puede originar un riesgo en la aparición de enfermedades metabólicas, como se ha visto en el modelo animal del ratón.

Finalmente, para concluir, la nutrición durante el desarrollo es crítica para el desarrollo de los órganos y fisiología del individuo. Y que, cambios en la dieta inducen cambios epigenéticos. El epigenoma es el sustrato donde el ambiente puede inducir  cambios permanentes a largo plazo. Por lo tanto, el epigenoma fetal / neonatal se modifica como una reacción al ambiente materno para preparar a la descendencia, como a una hambruna prolongada. No es más que un adaptación evolutiva, simple especulación.

“Y ahora lanzo la pregunta, ¿somos lo que comemos o lo que comieron nuestros padres?”

Aquí os dejo el artículo de donde he extraído la información: The role of nutrition on epigenetic modifications and their implications on health y un vídeo del programa, La Noche Temática: “Epigenética: cómo la alimentación altera nuestros genes” que nos ha recomendado ver una compañera, Elodie Brans.

“Esta entrada participa en el XXIV Carnaval de Biología acogido en Pero eso es otra historia… de @Ununcuadio

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2 Respuestas a “¿Te has quedado con hambre, te frío un huevo? (II)

  1. Divulgación científica en estado puro! Muchas gracias Sergio, es siempre un placer leerte 🙂
    Crees que las ondas magnéticas de los aparatos eléctricos pueden provocar cambios epigenéticos?

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