Epigenética y nutrición ¿somos lo que comemos?

Por María Claudia Villicaña Torres

Sin lugar a duda los alimentos son la fuente esencial de nutrientes y de energía en la vida diaria, contribuyendo con los bloques estructurales para la construcción de moléculas complejas que ayudan en el crecimiento y el desarrollo. No obstante, desde hace varios años se ha podido demostrar, con base en evidencia científica, que los alimentos participan en la regulación de procesos como el “encendido” y el “apagado” (básicamente si un gen se expresa o no para dar resultado a una proteína) de ciertos grupos de genes, a través de mecanismos que son explicados a través de la epigenética, apoyando la veracidad de la frase “Somos lo que comemos”.

Pero ¿qué es la epigenética? Este concepto fue acuñado por primera vez en 1942 por un científico llamado Conrad Waddington, quien al estudiar embriones de animales se dio cuenta que dichas células eran capaces de diferenciarse a tejidos y órganos con formas y funciones totalmente diferentes, a pesar de que todas las células contenían la misma información genética. Esto sugería que debía existir otro nivel de regulación por encima (de allí el prefijo -epi) de la genética.

En la actualidad se sabe que los mecanismos epigenéticos regulan la expresión de genes sin producir cambios en la secuencia del ADN, sino que lo hacen a través de modificaciones químicas en el ADN o en unas proteínas asociadas al ADN llamadas histonas, o a través de producir cierto tipo de ARNs (ácidos ribonucleicos) con funciones regulatorias. Una célula en particular tendrá una colección única de modificaciones o “marcas” epigenéticas denominada epigenoma, el cual define no solo los diferentes tipos celulares sino también células en estados patológicos e incluso el envejecimiento. Y un aspecto aún más importante es que algunas de estas marcas epigenéticas son heredables, es decir, se pueden transmitir de una generación a otra.

Y a todo esto, ¿por qué la alimentación es importante en cuanto a la epigenética? Resulta que las marcas epigenéticas pueden modificarse por diversos estímulos como los factores ambientales, las interacciones con microorganismos y ciertos hábitos de vida, incluyendo la alimentación. Diversos estudios han demostrado que algunos alimentos contienen moléculas que funcionan como sustratos que contribuyen a las modificaciones químicas en el ADN como la metilación, e incluso modificaciones en las histonas como los aceites omega-3 y omega-6 que aumentan su acetilación, por mencionar algunos ejemplos.

La relevancia de la alimentación es crítica en numerosas etapas de la vida, entre ellas durante la gestación y en la infancia. A lo largo de la historia de la humanidad, diversos eventos han demostrado el impacto de la nutrición en la herencia epigenética, en especial durante las hambrunas. Uno de los ejemplos mejor estudiados fue la hambruna ocurrida en los Países Bajos a finales de la Segunda Guerra Mundial, conocida como El Invierno del Hambre o “Hongerwinter”. Durante el invierno de 1944 y 1945 hubo un bloqueo en el suministro de alimentos mantenido por las autoridades alemanas como represalia por la resistencia holandesa a la ocupación. Durante ese período, los niños en gestación exhibieron bajo peso al nacer y tuvieron repercusiones duraderas en su salud tales como una mayor predisposición a diabetes, enfermedades cardiovasculares y esquizofrenia en comparación con sus hermanos que se gestaron antes o después de la hambruna. El seguimiento de los descendientes de la generación de estos niños Hongerwinter reveló que algunos de ellos presentaron predisposición a enfermedades a pesar de que la gestación fue normal, claramente indicando que los cambios epigenéticos inducidos por la restricción de alimentos generaron una “memoria” epigenética que se transmitió de los padres a los hijos.

ALIMENTOS EPIGENÉTICOS

En la actualidad se sabe de numerosos alimentos que contienen moléculas que pueden tener efectos epigenéticos. Uno de los más estudiados es el brócoli, el cual contiene el compuesto sulforafano que puede activar genes que evitan el desarrollo de tumores, desempeñando un papel en la prevención del cáncer. Otros como el arroz, el pescado y los frutos secos son ricos en vitaminas, aceites y otros nutrientes que promueven marcas epigenéticas beneficiosas para la salud. Por ejemplo, el ácido fólico y la vitamina B12 son compuestos que favorecen la metilación del ADN o de las histonas. Tal es la relevancia de la alimentación en la modificación de la expresión de nuestros genes que incluso se habla de la epigenética nutricional, un nuevo campo que busca explicar los efectos de la nutrición en la expresión de genes y su impacto en el desarrollo y el crecimiento, así como en el desarrollo de enfermedades.

A su vez, la alimentación puede ejercer cambios epigenéticos de manera indirecta, por ejemplo, a través de la microbiota intestinal. El concepto de microbiota se refiere al conjunto de microorganismos que habitan en el intestino, donde el tipo y abundancia de los mismos depende en gran medida de la dieta. Muchos de estos microorganismos intestinales pueden producir moléculas denominadas metabolitos, que afectan la expresión de genes en diferentes tejidos y órganos, incluyendo órganos lejanos como el cerebro. Entre estos metabolitos están el folato y vitaminas como la B2 y B12 que participan en la metilación, así como ácidos grasos de cadena corta que pueden inhibir deacetilasas, que son proteínas del grupo de las enzimas que quitan los grupos acetilo de las histonas. De esta manera, la microbiota afecta el epigenoma de su hospedero, cuyo impacto puede tener importantes repercusiones en la salud.

Considerando todas estas evidencias, podríamos decir que la alimentación, en conjunto con otros hábitos de nuestra vida como el ejercicio, el estrés, el clima, entre muchos más, pueden generar una memoria epigenética dictando en nuestras células que genes pueden expresarse y heredar este patrón a nuestros hijos. De hecho, el impacto de la alimentación puede ir más allá de la nutrición en el útero materno ¡puede remontarse incluso hasta la nutrición de nuestros abuelos! Por tal, una dieta, ya sea saludable o no, puede producir cambios epigenéticos heredables a la progenie, lo cual cobra importancia en varios aspectos relacionados con el desarrollo de diversas enfermedades. Estudios en ratones han demostrado que se pueden desarrollar trastornos como la obesidad y la resistencia a la insulina bajo dietas normales, rasgo heredado de los padres o incluso de abuelos que fueron sobrealimentados. Extrapolando a humanos, se abre un panorama de responsabilidades donde el aumento en el riesgo para desarrollar diabetes y obesidad que enfrentan los niños en la actualidad puede deberse en parte a la “programación” preconcebida por la nutrición de los padres.

Si bien “Somos lo que comemos”, también “Somos lo que nuestros padres o abuelos comieron”, no todo es un panorama abrumador. Recordemos que, así como se establecen nuevas marcas de histonas, estos cambios pueden ser reversibles a través de modificaciones no solo en la dieta, sino en el estilo de vida y fomentar hábitos beneficiosos como el ejercicio, reducir el estrés, practicar la meditación… y con ello reprogramar la memoria epigenética de nuestros descendientes hacia cambios saludables.

Fuentes adicionales

Ahmed, F. (2010). Epigenetics: Tales of adversity. Nature 468, S20 https://doi.org/10.1038/468S20a

Arceo-Martínez, M. T., Valadez-Graham, V., Palomera-Sanchez, Z. (2020). Epigenética: candados y llaves durante la lectura del ADN. Revista Digital Universitaria (RDU) 21(6). DOI:http://doi.org/10.22201/cuaieed.16076079e.2020.21.6.4

Brito-Jácome, C., Crespo-Vizcaíno, E., García-Rusca, A., Jacquin-Serna, O. (2021). ¿Lo que comemos puede cambiar la expresión de nuestros genes? Biociencias, 16(2). https://doi.org/10.18041/2390- 0512/biociencias.2.9654 

Woo, V., Alenghat, T. (2022). Epigenetic regulation by gut microbiota. Gut microbes, 14(1), 2022407. https://doi.org/10.1080/19490976.2021.2022407