Nutrigenomica studiază modul în care diferitele componente ale alimentelor, substanțele nutritive, sunt capabile să modifice modelul de expresie a genelor, proteinelor și metaboliților, fie pentru a promova sănătatea, fie boala. Prin urmare, nutrigenomica ar putea fi definită ca studiul efectelor nutrienților asupra sănătății prin modificarea genomului, proteomului și metabolomului și dând naștere la modificări fiziologice.

bazele

Există multe studii care au demonstrat capacitatea nutrienților de a regla expresia genelor prin modularea activității diferiților factori de transcripție și, de asemenea, prin modularea activității proteinelor specifice. Diferite diete pot modifica diferite modele de exprimare a genelor, expresia proteinelor și producția de metaboliți.

În ultimii ani a existat o mare dezvoltare a tehnologiilor -omice care au făcut posibilă identificarea modificărilor în expresia genelor și proteinelor și a avea o viziune mai generală, fiind capabil să detecteze modificări în expresia a mii de gene la acelasi timp. Toate acestea ne permit să înțelegem bazele moleculare ale nutriției.

Nutrigenetica explică modul în care fundalul genetic, sarcina genetică a unui individ, conferă susceptibilitate sau rezistență la dezvoltarea anumitor patologii legate de alimente.

Prin urmare, pentru o nutriție personalizată trebuie să luăm în considerare nutrigenomica - modul în care nutrienții afectează expresia genelor noastre - și nutrigenetica - modul în care răspunsul la tipul de dietă poate fi condiționat de încărcarea noastră genetică -.

Influența tipului de grăsime din dietă

Tipul de grăsime poate facilita sau preveni dezvoltarea anumitor patologii asociate nutriției. De exemplu, este bine cunoscut faptul că aportul de grăsimi saturate favorizează dezvoltarea obezității, inflamației asociate obezității și rezistenței la insulină. Dimpotrivă, există studii științifice conform cărora aportul de acizi grași polinesaturați ar putea contribui la reducerea inflamației asociate obezității și, prin urmare, la prevenirea rezistenței la insulină.

Studiile de nutrigenomică permit cunoașterea mecanismelor moleculare pentru a înțelege motivul acestor acțiuni diferite între grăsimile saturate și nesaturate.

Adipogeneza

Este un proces complex și foarte reglementat în care participă diferiți factori de transcripție și orice factor care poate modifica activarea acestor factori de transcripție va promova adipogeneza.

Tratamentul DHA (omega 3) al adipocitelor cultivate scade adipogeneza. Și același lucru se întâmplă cu EPA, dar nu cu OLA și STA (acid stearic și acid oleic).

Aceste mecanisme au fost legate de capacitatea omega 3 de a inhiba expresia factorului de transcripție adipogenă PPAR gamma.

Au existat, de asemenea, studii comparative ale altor acizi grași, de exemplu acid linoleic conjugat (CLA) comparativ cu acidul linoleic. CLA este capabil să inhibe adipogeneza, dar nu linoleic. Și acest lucru se datorează capacității sale de a inhiba factorii de transcripție adipogenă PPAR gamma și CBP alfa. Adică, în funcție de acidul gras din dietă, adipogeneza este reglementată diferit.

Factorul gamma PPAR este, de asemenea, esențial în fiziologia adipocitului matur, deoarece promovează sensibilitatea la insulină și facilitează oxidarea grăsimilor. În adipocitele mature și în ficat, s-a observat că acizii grași omega 3 au capacitatea de a stimula factorul gamma PPAR, care este legat de îmbunătățirea sensibilității la insulină care a fost asociată cu aportul de omega.3 în unele studii.

Proprietățile de scădere a lipidelor, capacitatea de a reduce trigliceridele etc. au fost de asemenea descrise pentru unii acizi omega 3. Și mecanismul prin care acționează este cunoscut: sunt capabili să regleze transcripțional metabolismul genelor lipidice. Mai exact, sunt cunoscuți pentru a stimula factorii de transcripție care promovează expresia genelor implicate în oxidarea grăsimilor, de exemplu PPAR alfa, și inhibă expresia factorului de transcripție care activează genele lipogene, de exemplu SRBP1. .

Rolul AMPK

De asemenea, pot regla activitatea unor enzime sau molecule cheie în reglarea metabolismului, de exemplu AMPK care este implicat în reglarea aportului în hipotalamus, în mușchi promovează oxidarea acizilor grași liberi, absorbția glucozei, biogeneza mitocondrială, acționează și în țesutul adipos favorizând oxidarea acizilor grași, lipoliza la nivelul ficatului, controlând secreția de insulină în pancreas etc. Adică, este o moleculă cu un rol foarte important în metabolism și s-a sugerat că activatorii AMPK ar putea fi considerați ca o nouă terapie pentru tratamentul diabetului și a altor tulburări metabolice.

Există dovezi că activitatea AMPK poate fi modulată prin nutriție. AMPK este activat prin fosforilare și, într-un studiu, nivelurile de fosforilare AMPK au fost observate la șobolani care au fost hrăniți cu o dietă cu conținut scăzut sau bogat în grăsimi. S-a constatat că aportul de grăsimi saturate inhibă fosforilarea și, prin urmare, activarea AMPK. Dimpotrivă, există studii, unele din grupul nostru, în care se arată că, atât în ​​cultură, cât și după administrarea omega 3, există o stimulare a AMPK. Și același lucru se întâmplă și în țesutul adipos al animalelor care au fost tratate cu DHA.

Activarea AMPK are capacitatea de a stimula CGC1 alfa, care este unul dintre principalii factori implicați în biogeneza mitocondrială și în oxidarea lipidelor. Există, de asemenea, dovezi că în obezitate și diabet există o disfuncție mitocondrială care poate contribui la dezvoltarea tulburărilor asociate cu obezitatea. Prin urmare, dacă reușim să îmbunătățim funcția mitocondrială, poate fi o strategie bună pentru a preveni aceste tulburări metabolice. De asemenea, s-a văzut că, în funcție de tipul de acid gras, disfuncția mitocondrială poate fi agravată sau prevenită.

Biogeneza mitocondrială este suprimată la șobolanii hrăniți cu o dietă bogată în grăsimi, există o scădere a factorului de transcripție PGC-1 alfa și a conținutului de ADN mitocondrial. Același lucru este valabil și atunci când celulele sunt tratate cu palmitat. Aceasta scade expresia PGC-1 alfa și a proteinelor mitocondriale în țesutul adipos. Dimpotrivă, există studii care descriu capacitatea acizilor grași omega 3 de a stimula biogeneza mitocondrială în țesutul adipos.

Prin urmare, putem concluziona că, în funcție de tipul de grăsime din dietă, acțiunile asupra exprimării diferitelor gene și proteine ​​legate de metabolism sunt diferite.

Semnalizarea insulinei

Diferite tipuri de acizi grași afectează cascada de semnalizare a insulinei în mod diferit. S-a demonstrat că grăsimile saturate interferează cu unele dintre aceste căi complexe de semnalizare. Studiile au arătat că palmitatul scade semnalizarea insulinei și sensibilitatea la insulină, iar tratamentul cu acizi grași omega-3 este capabil să activeze căi similare semnalizării insulinei.

Există, de asemenea, date despre modul în care, în funcție de tipul de acizi grași din dietă, activitatea secretorie a țesutului adipos este reglementată diferit. Astfel s-a văzut că acidul gras EPA omega 3 stimulează secreția de leptină în timp ce CLA o inhibă.

Inflamația asociată cu obezitatea

Adiponectina este o adipokină foarte importantă datorită proprietăților sale antiinflamatoare sensibilizante la insulină, capacității sale de a promova oxidarea acizilor grași și de a activa AMPK. Și există dovezi că acizii grași omega 3 stimulează producția de adiponectină și acesta ar putea fi unul dintre mecanismele prin care acțiunile benefice din metabolism ar putea fi explicate.

Multe studii arată clar că scad infiltrarea macrofagelor în țesutul adipos. La animalele hrănite cu o dietă bogată în grăsimi, dacă este suplimentată cu omega 3, vedem că inflamația asociată cu obezitatea în țesutul adipos este mult redusă.

Acum știm cum pot reduce acea inflamație. Pe de o parte, prin scăderea recrutării macrofagelor pro-inflamatorii și, pe de altă parte, deoarece acestea sunt capabile să interfereze cu principalele căi de semnalizare puse în mișcare de factorii pro-inflamatori. De exemplu, acestea inhibă factorul de transcripție NFk beta și, de asemenea, scad producția de citokine pro-inflamatorii de către țesutul adipos, cum ar fi IL-6 sau factorul chimiotratant al macrofagelor.

Factorii pro-inflamatori din țesutul adipos promovează lipoliza și, prin urmare, o creștere a acizilor grași liberi, iar această creștere a fost legată de dezvoltarea rezistenței la insulină, motiv pentru care este important să puteți preveni acțiunile lipolitice asociate cu citokinele pro-inflamatorii . În unele studii ale grupului nostru, se poate observa cum omega 3 poate preveni lipoliza indusă de TNF alfa și IL-6.

Și acum știm că această acțiune inhibitoare a lipolizei se realizează prin activarea prin fosforilarea lipazei sensibile la hormoni la reziduul de serină 565. Prin fosforilarea acestui reziduu, activitatea HSL este inhibată și, prin urmare, scade lipoliza.

Rezolvine și protectine

Din acizii grași omega 3, se formează o serie de mediatori endogeni ai lipidelor cu puternice capacități antiinflamatorii și pro-rezoluție ale inflamației, care au fost numite rezolvine și protectine.

În general, mediatorii lipidici proinflamatori se formează de obicei din omega 6, în timp ce mediatorii lipidici cu proprietăți antiinflamatorii puternice sunt formați din omega 3.

Într-un studiu efectuat la Universitatea din Barcelona, ​​au observat că, după administrarea omega 3, a existat o creștere a mediatorilor lipidici antiinflamatori și a fost însoțită de o creștere a producției de adiponectină, PPAR gamma și substratul receptorului pentru insulină. . Și dacă în loc de omega 3 sunt tratați direct cu mediatori lipidici derivați din omega 3, este clar cât de mult îmbunătățește sensibilitatea la insulină la animalele tratate cu resolvin D1 și îmbunătățește semnalizarea insulinei mult, scade citokinele pro-inflamatorii, crește adiponectina și activarea AMPK.

Grăsimile polinesaturate scad rezistența la inflamație și insulină, dar este adevărat pentru întreaga populație? Există dovezi la animale că genotipul afectează răspunsul la omega 3. De exemplu, șoarecii lipsiți de APMk alfa 2 nu răspund la omega 3 și același lucru se întâmplă și la oameni. S-a văzut că există un grup care nu răspunde la efectele de scădere a lipidelor și această lipsă de răspuns a fost asociată cu prezența mutațiilor în unele gene specifice.

Concluzii

Dezvoltarea genomicii nutriționale face posibilă înțelegerea modului în care interacționează genomul, nutriția și sănătatea. În mod specific, nutrigenomica ne permite să descifrăm căile moleculare reglementate de nutrienți și alte componente bioactive ale alimentelor, precum și aplicarea potențială a acestora pentru tratamentul sau prevenirea tulburărilor metabolice. Și cea mai mare provocare va fi să transferăm toate aceste cunoștințe către ghiduri dietetice care ne permit să oferim cele mai potrivite sfaturi pentru nutriția individuală și personalizată.