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13/3/15 Interacciones genes-­‐nutrientes MSc. Georgina Gómez Salas Departamento de Bioquímica Escuela de Medicina NUTRIGENÓMICA NUTRIGENÉTICA Interacciones entre los genes y la dieta 1.  Mutaciones gené3cas/ polimorfismos 2.  Factores de transcripción 3.  Epigené3ca 13/3/15 1. Mutaciones genéIcas/polimorfismos Ej. Fenilcetonuria Metabolismo de los folatos THF4 B6 MTHFR 5,10 metenil THF4 síntesis de purinas 5meIlTHF4 5,10 meIlenTHF4 síntesis de pirimidinas homocisteina meIonina B12 Síntesis de ADN SAM SAH R-­‐ R-­‐CH3 MTHFR 677C→T MTHFR 677TT ac3vidad reducida ü  mayor requerimiento de ácido fólico ü  variación en el riesgo de padecer cáncer, enfermedades cardiovasculares y defectos del tubo neural 13/3/15 Hipertensión arterial ANG G-­‐6A angiotensinógeno 2. Factores de transcripción Ac3vador/Inhibidor Transcripción hVps://www.youtube.com/watch?
v=Wqwlx0LrsVA 13/3/15 Ácido araquidónico (n-­‐6) Ácido linoleico (n-­‐3) Represión PPAR: Receptor ac3vado por proliferadores peroxisomales Es3mulación Nature Reviews Cancer 4, 61-­‐70 (January 2004) Ácidos grasos esenciales Eicosanoides 13/3/15 Directamente Ácidos Grasos Vitamina D Vitamina A LIGANDO TRANSCRIPCIÓN RECEPTOR ERH Acciones Clásicas: Mineralización ósea Absorción intes3nal de calcio Resorción de calcio a nivel renal Acciones No-­‐ Clásicas: Función inmune Acción an3inflamatoria An3angiogénesis Diferenciación celular Promotor ADN 13/3/15 Glicosaminglicanos Glicoproteínas Apoptosis Proliferación Embriogénesis Diferenciación celular Resveratrol Inositol hexafosfato Polifenoles Genisteína NFkB TRANSCRIPCIÓN ERH Promotor ADN 11-­‐Epigalocatequina 3-­‐galatoGCG 13/3/15 Indirectamente EPIGENÉTICA EpigenéIca 13/3/15 Gemelos monocigotas presentan diferente suscepIbilidad a enfermedades La hambruna holandesa Invierno 1944-­‐1945 Más de 20,000 personas murieron de hambre Estudio bien documentado sobre la salud de los hijos de las mujeres que estuvieron expuestas a esta restricción calórica. 13/3/15 ADN no meIlado Histonas aceIladas ADN meIlado Histonas desaceIladas “ON” “OFF” 13/3/15 Otras modificaciones de las histonas ADP-­‐RIBOSILACIÓN NIACINA cofactor de la poli ADP-­‐ribosa polimerasa ACETILACIÓN Desace3lasas dependientes de cinc y de niacina, SUMOILACIÓN silenciamiento Acido Ginkólico y el ácido Anacárdico la inhiben CITRULINIZACIÓN BIOTNIZACIÓN FOSFORILACIÓN Conversión de la arginina en citrulina, lo que Inhiben su me3lación Dependiente de Bio3na, asociado a la proliferación celular Es inducida por compuestos tóxicos como el benceno o el Bisfenol A Micronutrientes y compuestos bioacIvos de los alimentos pueden alterar los patrones epigenéIcos •  Folato, vitamina B12, la me3onina, la colina y la betaina par3cipan en reacciones de me3lación •  Bio3na, Niacina y ácido pantoténico par3cipan en la modificación de las histonas. •  Genisteína y catequina del té afectan las Dnmts. •  Resveratrol, bu3rato, sulforafano, el dialilo y la cúrcuma inhiben las HAT. HIPOMETILACIÓN /EXPRESIÓN DEL GEN AGOUTI 13/3/15 AceIlación de las Histonas Histona ace3l transferasa (HATs) X Histona desace3lasas (HDACs) Cáncer: Sulforafano e isoIocianato del brócoli Componentes del ajo BuIrato de la fibra dietéIca AceIlación de las Histonas Histona ace3l transferasa (HATs) X Histona desace3lasas (HDACs) Inflamación: Resveratrol del vino Into polifenoles 13/3/15 •  Epigallocatequina •  Bu3rato •  Disulfuro de dialilo •  Sulforafano OBESÓGENOS Obesidad BIOLÓGICOS AMBIENTALES GENÉTICOS CONDUCTUALES 13/3/15 Tipos de obesidad ANDROIDE
GINECOIDE Tipos de Obesidad Ginecoide Androide •  Más común en mujeres mujeres postmenopáusicas o con síndrome de ovario poliquís3co •  Acumulación de grasa periférica (subcutánea) •  Hiperplásica •  Más común en hombres, mujeres postmenopáusicas o con síndrome de ovario poliquís3co •  Acumulación de grasa central (visceral) •  Hipertrófica •  Está más relacionada con enfermedades metabólicas Resistencia a la insulina Sensibilidad a la insulina Pro-­‐hiperglicemiantes AnI-­‐hiperglicemiantes LEPTINA RESISTINA ADIPONECTINA TNF-­‐α, IL-­‐6 VISFATINA RBP4 Adipocitos ORMENTINA 13/3/15 Disruptores endocrinos: Agentes tóxicos que contaminan el medio ambiente y sustancias presentes en la dieta que modulan inadecuadamente el sistema neuroendocrino. Paula Baillie-­‐Hamilton •  A través de la interacción con un receptor •  Efecto sobre la síntesis o la degradación de la hormona 13/3/15 DieIlesIlbestrol (DES) •  Estrógeno sinté3co u3lizado para •  tratar amenazas de aborto Tratamiento con dosis bajas (1ug/kg/d) o muy altas (1,000ug/kg/d) en ratones obesidad en la edad adulta. Dosis intermedias (10-­‐100ug/kg/d) bajo peso al nacer y se man3ene por el resto de la vida. Compuestos de Estaño •  Bruce Blummber •  Pes3cida marino: Tribu3l estaño •  Crecimiento de células grasas Bisfenol A •  (50ug/kg) Dosis “segura” •  Dosis menores podían provocar problemas reproduc3vos en ratones •  Al suministrar 2 ugBPA/Kg peso a hembras preñadas provocaba un aumento significa3vo de peso en las crías Fred Vom Saald 13/3/15 Obesógenos Xenobió3cos presentes en el ambiente o en los alimentos, que regulan de forma inapropiada la acumulación de lípidos y la adipogénesis. Agentes con posible efecto obesogénico NicoIna Alison Holloway Bajo peso al nacer y la relación con . obesidad en los niños de madres fumadoras Ratas 1mg de nico3na/kg de peso Acción sobre la célula beta Aumento de peso y concentración sanguínea de triglicéridos 13/3/15 Factores importantes en la disrupción endocrina: 1. 
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Edad de la exposición El 3empo de latencia La contaminación múl3ple La dinámica dosis-­‐respuesta EL efecto transgeneracional La diversidad y complejidad de los mecansimos de acción Mecanismos de acción 13/3/15 • 
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Eslovaquia Bélgica Holanda Noruega Dioxinas en la leche materna •  Merete Eggesbo, Noruega. •  Mide dioxinas proveniente del pescado en leche materna, del pescado, para luego dar seguimiento a los niños hasta los 12 años. 13/3/15 Jie Wei, et al. 2014. Perinatal exposure to bisphenol A exacerbates nonalcoholic
steatohepatitis-like phenotype in male rat offspring fed on a high-fat diet
J Endocrinol 222 (3) 313-325
Contrarrestando el efecto Dietas deficientes en folato o donadores de grupos me3lo Xenobió3cos: Bifenol A (BPA) Genisteina Dolinoy. Nut Rev. 2008. Conclusiones La nutrigené3ca representa una nueva oportunidad para comprender mejor cómo los nutrientes y los compuestos bioac3vos de los alimentos pueden regular la expresión gené3ca, y a par3r de este conocimiento poder plantear nuevas alterna3vas para el tratamiento y prevención de las enfermedades. 13/3/15 Conclusiones Existe una creciente evidencia cienvfica que sugiere que la presencia de ciertos químicos en el ambiente podrían estar contribuyendo desde la etapa prenatal a empeorar el desbalance energé3co causado por el consumo excesivo de calorías y la falta de ac3vidad wsica.