Los micronutrientes y el genoma humano

La dieta humana debe incluir aproximadamente unos 40 micronutrientes. Existen pruebas contundentes de que se necesitan varios micronutrientes (vitaminas y minerales) como cofactores para enzimas o como parte de la estructura de las proteínas implicadas en la síntesis y reparación del ADN, prevención del daño oxidativo en el ADN y mantenimiento de la estabilidad del genoma (1, 2). La falta de micronutrientes puede provocar daños en el ADN que se asocian a un gran número de enfermedades humanas graves. Los daños que sufre el genoma debidos a una falta moderada de micronutrientes son equiparables a los que sufre en caso de exposición a dosis considerables de factores ambientales dañinos, como productos químicos cancerígenos o radiación solar, que son hoy motivo de seria preocupación.

Los resultados de un estudio de población sugieren que son como mínimo nueve, los micronutrientes que afectan a la estabilidad del genoma (3). En este estudio se analizaron la ingesta dietética y los daños en el genoma de los linfocitos de 190 individuos sanos (edad media 47,8 años). Los resultados mostraron que una elevada ingesta de calcio, ácido fólico, ácido nicotínico, vitamina E, vitamina A y betacaroteno tenían una relación directa con una mayor estabilidad del genoma. Por otro lado, una gran ingesta de ácido pantoténico, biotina y riboflavina se asociaron a una mayor inestabilidad del genoma. El estudio ilustra el gran impacto que tiene una amplia variedad de micronutrientes y sus interacciones en la salud del genoma dependiendo de la cantidad que se ingiere.

La cantidad de nutrientes que parece tener efectos protectores contra los daños del genoma varía considerablemente de un alimento a otro. Debido a que las elecciones dietéticas difieren entre individuos, por preferencias gustativas determinadas genéticamente o por restricciones culturales o religiosas, se necesitarían varias opciones y suplementos para cubrir las carencias en la necesidad de micronutrientes (4). Adaptar el metabolismo humano por medio de una dieta que sería específica para individuos con edades y genotipos similares podría disminuir los daños sobre el ADN cromosómico y mitocondrial, mejorando la salud y prolongando la calidad de vida. Establecer una ingesta idónea de micronutrientes para minimizar los daños en el genoma humano debería reducir el riesgo y la aparición de ciertos tipos de cáncer y de enfermedades degenerativas asociadas al envejecimiento.

Los telómeros son estructuras de nucleoproteínas que se encuentran en los extremos de los cromosomas, mantienen su estabilidad y evitan que estos se fusionen por los extremos durante la división celular. Se ha demostrado que una degeneración de los telómeros puede conllevar una inestabilidad cromosómica total, factor importante de riesgo de padecer cáncer (6, 7). Así pues, se sospecha que el acortamiento de telómeros podría ser uno de los mecanismos fundamentales que determinan la tasa de envejecimiento en las células (8, 9). Existen estudios que indican que una deficiencia de ácido fólico y de ácido nicotínico, junto con un aumento del estrés oxidativo, pueden acelerar la disfunción telomérica. Estos desequilibrios metabólicos podrían explicar las asociaciones observadas entre el acortamiento de telómeros y algunas circunstancias, como obesidad, estrés psicológico, disfunción inmunológica y enfermedades cardiovasculares (10-15).

Bajo condiciones deficientes de ácido fólico, la base uracilo se incorpora en el ADN, en lugar de timidina, provocando una rotura del cromosoma. Además, el ácido fólico y la vitamina B12 juegan un papel crítico en el mantenimiento de la metilación del ADN que, además de ser importante para el control de transcripción de la expresión genética, determina la estabilidad estructural de regiones importantes de los cromosomas. Hay pruebas importantes de que defectos en el proceso de metilación del ADN pueden provocar disfunciones teloméricas excesivas (16). Por este motivo, es posible que la deficiencia de ácido fólico u otros donantes de metilo provoquen una inestabilidad telomérica al causar un mantenimiento no adecuado de la metilación. El ácido nicotínico (niacina) es otro micronutriente dietético conocido por el papel fundamental que juega en la integridad del cromosoma y la disminución del riesgo de padecer cáncer
(17, 18).

Los daños al ADN, lípidos y proteínas provocados por especies reactivas de oxígeno se pueden controlar con antioxidantes (como son las vitaminas C y E), al igual que los mecanismos enzimáticos como el superóxido dismutasa y la catalasa (19). Bajo condiciones concretas, como niveles altos de radicales libres y/o niveles bajos de antioxidantes, puede darse una inestabilidad, quedando sobrepasadas las capacidades de prevención y de reparación. En estudios realizados in vitro se ha encontrado un tratamiento antioxidante que previene el desgaste de los telómeros y prolonga la vida de las células (20); de todas formas, no está claro si también se pueden obtener efectos similares in vivo.

Estudios sobre las mutaciones comunes en el gen metilentetrahidrofolato reductasa (MTHFR) han mostrado que estas influyen de forma modulante en el riesgo de padecer fallos en el desarrollo o cáncer (22). Existen interacciones importantes entre un polimorfismo MTHFR específico (C677T), su cofactor riboflavina y ácido fólico en relación con la inestabilidad cromosómica: una gran concentración de riboflavina aumenta la inestabilidad en condiciones de poco ácido fólico (23). Estudios sobre los efectos interactivos de la insuficiencia de ácido fólico y las mutaciones hereditarias en el gen MTHFR indican que una falta moderada de ácido fólico tiene un gran impacto sobre la inestabilidad del genoma.

Se ha demostrado que, además de cáncer, algunas variaciones genéticas hacen más susceptible a enfermedades relacionadas con los micronutrientes, como diabetes mellitus de tipo 2, obesidad, enfermedades cardiovasculares y algunas enfermedades autoinmunes. El gen del receptor de la vitamina D3 (VDR), por ejemplo, descodifica la hormona receptora central de la vitamina D3. Pertenece a la familia de factores reguladores de la transcripción. Los objetivos de este receptor se encuentran principalmente en el metabolismo mineral, aunque el receptor regula un gran número de otros caminos metabólicos, como los que están implicados en la respuesta inmune y el cáncer. El polimorfismo del gen VDR ha sido relacionado con la densidad mineral de los huesos y con enfermedades crónicas múltiples, como cáncer (especialmente cáncer de mama (24), cáncer de próstata y melanoma maligna (25), diabetes mellitus de tipo 2 (26), Parkinson (27), enfermedades pulmonares (28), enfermedades gastrointestinales (29), esclerosis múltiple (30, 31) y enfermedades periodontales (32).

Aunque todavía no es posible realizar recomendaciones dietéticas diferenciadas para prevenir los daños en base exclusiva a los antecedentes genéticos de una persona, sí que es viable utilizar diagnósticos actuales para determinar si un modelo dietético o un suplemento concretos ayudarían o dañarían el genoma de una persona.

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3. Fenech M. et al. Low intake of calcium, folate, nicotinic acid, vitamin E, retinol, beta-carotene and high intake of pantothenic acid, biotin and riboflavin are significantly associated with increased genome instability – results from a dietary intake and micronucleus index survey in South Australia. Carcinogenesis. 2005; 26:991–999.
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