Nutrición como factor epigenético en la Diabetes Mellitus

https://doi.org/10.58842/EIKL2125

Incluido en la revista Ocronos. Vol. VI. Nº 9–Septiembre 2023. Pág. Inicial: Vol. VI; nº9: 417

Autor principal (primer firmante): Apolo Gavilanez Genesis Samanta

Fecha recepción: 16 de septiembre, 2023

Fecha aceptación: 28 de septiembre, 2023

Ref.: Ocronos. 2023;6(9) 417

  1. Apolo Gavilanez Genesis Samanta
  2. López Bravo Marcela Tatiana
  3. Dubal Wladimir Fernández Ordoñez
  4. Valdiviezo Espinoza Glenda Mariuxi
  5. Oviedo Ojeda Ericka Lisseth  
  6. Romero Serrano Paul Roberto

Resumen

La nutrición es uno de los factores relacionados con un potencial pro inflamatorio, el consumo de dietas tipo occidental evoca un estado inflamatorio metabólica crónica el cual desencadena en enfermedades crónicas no trasmisibles aumentando su prevalencia.

Objetivo: Analizar los factores nutricionales como elemento epigenético en la diabetes mellitus.

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Materiales y métodos: Estudio de tipo retrospectivo, analítico y descriptivo, estudios con 5 años de antigüedad basados en nutrición y diabetes mellitus rescatados de la página de PubMed.

Conclusión: la epigenética en la nutrición es un campo que falta por investigar, sin embargo, los reportes actuales incluyen gran severidad la mala alimentación desde la madre hacia el recién nacido, confirmando su origen genético de problemas metabólicos a futuro.

Palabras claves: nutrición, epigenética, diabetes mellitus, obesidad, estilo de vida.

Summary

Nutrition is one of the factors related to a pro-inflammatory potential; the consumption of Western-type diets evokes a chronic metabolic inflammatory state which triggers chronic non-communicable diseases, increasing their prevalence.

Objective: To analyze nutritional factors as an epigenetic element in diabetes mellitus.

Materials and methods: Retrospective, analytical and descriptive study, 5- year-old studies based on nutrition and diabetes mellitus retrieved from the PubMed page.

Conclusion: epigenetics in nutrition is a field that remains to be investigated, however, current reports include great severity of poor nutrition from the mother to the newborn, confirming its genetic origin of future metabolic problems.

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Keywords: nutrition, epigenetics, diabetes mellitus, obesity, lifestyle.

Introducción

La diabetes es un grupo heterogéneo de enfermedades metabolismo y endocrino caracterizado por niveles elevados de glucosa, secundario a la producción absoluta o relativa a la escasez de insulina, el curso crónico y progresivo de la enfermedad se asocia con muchas consecuencias y es una causa importante de ceguera, insuficiencia renal, infarto de miocardio, accidente cerebrovascular y enfermedades vasculares. (1)

Estos procesos de remisión y reparación están mediados por la producción y el reclutamiento de citocinas, quimiocinas, moléculas de adhesión y otras moléculas autocrinas/paracrinas que se concentran en el sitio local de la lesión, lo que provoca una respuesta inflamatoria aguda. (2)

Sin embargo, cuando la inflamación persiste durante un largo período de tiempo, se convierte en una enfermedad crónica, lo que desencadena una cascada de eventos inflamatorios que, en última instancia, conducen a daño celular a largo plazo, daño tisular irreversible y disfunción orgánica, nuevas pruebas sugieren que los procesos epigenéticos que afectan la expresión genética sin cambiar la secuencia de nucleótidos pueden contribuir a la fisiopatología de los procesos inflamatorios. (2)

El siguiente estudio tiene como objetivo analizar la realidad de la nutrición como factor epigenético frente a la enfermedad de diabetes mellitus, su estrecha relación hará comprender a la humanidad sobre la importancia del cambio a un buen estilo de vida para evitar enfermedades crónicas no trasmisibles que con el tiempo se convertirá en una complicación genética a las nuevas generaciones.

Mecanismos epigenéticos

Las marcas epigenéticas son modificaciones químicas realizadas por ADN y sus enzimas proteicas de cromatina, estos cambios juegan un papel clave en la regulación de la función genómica sin cambiar la secuencia original del ADN y se reproduce, con una alta fidelidad a través de muchas generaciones de células, tales marcas afectan el estado transcripcional y otros aspectos funcionales de la cromatina. (1)

Metilación de ADN

Esta es la modificación epigenética más conocida, la alteración de los patrones de metilación del ADN en elementos genéticos clave, como promotores y potenciadores puede afectar significativamente la función genética, ejemplos de mecanismos de silenciamiento de genes mediados por metilación incluyen:

Impresión genómica, inactivación del cromosoma X y silenciamiento de retro transposones, la metilación del ADN se lleva a cabo mediante las ADN metiltransferasas (DNMT), cuya actividad depende del aporte de determinados oligoelementos en la dieta.(1)

MicroRNA

Son ARN no codificantes ubicados en intrones y exones (70%) o regiones intergénicas (30%) de genes codificadores de proteínas, los estudios han demostrado que algunos factores dietéticos pueden alterar sus perfiles de expresión, especialmente aquellos relacionados con la dieta materna, que afecta el metabolismo de los lípidos, la resistencia a la insulina y la inflamación. (1)

Varias publicaciones han identificado mecanismos de acción como la nutrición materna, el estrés, la exposición ambiental y tóxicos que alteran la expresión de genes impresos durante el embarazo, pueden afectar los fenotipos fetales y neonatales y la susceptibilidad al desarrollo posterior de enfermedades metabólicas y cardiovasculares. (1)

Por otro lado los recién nacidos con padres obesos pueden presentar alteraciones de la metilación global e hipo metilación significativa en el gen del factor de crecimiento similar a la insulina.

El índice de masa corporal (IMC) alto en la embarazada está asociada con niveles alterados de metilación del ADN y la diabetes mellitus gestacional, aumenta de forma significativa los niveles de metilación, la nutrición peri concepcional tanto de madre y padre puede aumentar el riego del síndrome metabólico en el recién nacido a través de la impresión epigenética.(1)

Los cambios epigenéticos pueden proporcionar una explicación biológica para los efectos a largo plazo de los cambios metabólicos, ya que los niveles metabólicos pueden afectar el epigenoma y estos cambios persisten durante la división celular.

Por lo tanto, es imperativo determinar la contribución de los mecanismos epigenéticos y realizar estudios de todo el epigenoma para descubrir epigenotipos y epimutaciones que puedan estar involucrados en el desarrollo o progresión de las complicaciones de la diabetes mellitus.(3)

Además, un creciente conjunto de investigaciones proporciona evidencia de los efectos epigenéticos a largo plazo de la restricción calórica, que puede mediar la expresión genética relacionada con los procesos inmunológico-metabólicos, mejorando así la calidad de vida y prolongando la esperanza de vida con importantes aplicaciones en la prevención de enfermedades. (2)

La obesidad es una condición metabólica asociada con disfunción del tejido adiposo e inflamación sistémica de bajo grado que contribuye al desarrollo de enfermedades crónicas como la diabetes tipo 2 y la enfermedad cardiovascular, en las que pueden estar involucrados mecanismos epigenéticos.

De hecho, se ha informado que los cambios en la fisiología de los adipocitos en la obesidad pueden estar asociados con cambios específicos en los patrones de expresión de miARN asociados con procesos inflamatorios, además, los efectos adversos del estado inflamatorio incluyen resistencia a la insulina en el tejido adiposo y disfunción de las células β pancreáticas. (2)

La nutrición es importante para la «memoria metabólica», pero no se comprende completamente cómo las señales nutricionales durante el desarrollo influyen en el metabolismo posterior y en las enfermedades relacionadas con el estilo de vida. (4)

La glucotoxicidad y lipotoxicidad que ocurren en el estado de resistencia a la insulina en el prediabético y después de la sobrecarga de glucosa y ácidos grasos libres son factores que generan especies reactivas de oxígeno (ROS) y estrés oxidativo y, en última instancia, mediadores inflamatorios. (5)

A la luz de lo anterior, una “dieta epigenética” puede ser un enfoque prometedor para prevenir las aberraciones epigenómicas inducidas por la exposición a contaminantes ambientales.

Un creciente conjunto de evidencia sugiere que los compuestos dietéticos bioactivos (como los isotiocianatos en el brócoli, la genisteína en la soja, la epigalocatequina-3-galato en el té verde, el resveratrol y el ácido ascórbico en las frutas) son compuestos que alteran el epigenoma con resultados beneficiosos para la salud. (6)

Conclusión

Comprender las firmas metabólicas relacionadas con la diabetes desde una perspectiva epigenética puede proporcionar nuevas estrategias óptimas para prevenir o tratar las complicaciones de la diabetes gestacional (DMG) en mujeres y sus hijos.

Para avanzar en esta dirección, está claro que además de promover una dieta y un estilo de vida saludables durante el embarazo y después de él para las mujeres en edad reproductiva, también se deben evaluar las predisposiciones genéticas individuales y los estilos de vida.

Bibliografía

  1. González LM, José J, Orriols T. “Epigenética y Diabetes” [Internet]. 2017 [cited 2023 Sep 14]. Available from: https://uvadoc.uva.es/bitstream/handle/1 0324/29295/TFG-M- M1090.pdf?sequence=9
  2. Ramos-Lopez O, Milagro FI, Riezu-Boj JI, Martinez JA. Epigenetic signatures underlying inflammation: an interplay of nutrition, physical activity, metabolic diseases, and environmental factors for personalized nutrition [Internet]. Vol. 70, Inflammation Research. Springer Science and Business Media Deutschland GmbH; 2021 [cited 2023 Sep 14]. p. 29–49. Available from: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/article s/PMC7684853/
  3. Rosen ED, Kaestner KH, Natarajan R, Patti ME, Sallari R, Sander M, et al. Epigenetics and epigenomics: Implications for diabetes and obesity [Internet]. Vol. 67, Diabetes. American Diabetes Association Inc.; 2018 [cited 2023 Sep 14]. p. 1923–31. Available from: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/article s/PMC6463748/
  4. Franzago M, Fraticelli F, Stuppia L, Vitacolonna E. Nutrigenetics, epigenetics and gestational diabetes: consequences in mother and child [Internet]. Vol. 14, Epigenetics. Taylor and Francis Inc.; 2019 [cited 2023 Sep 14]. p. 215–35. Available from: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/article s/PMC6557546/
  5. Valaiyapathi B, Gower B, Ashraf AP. Pathophysiology of Type 2 Diabetes in Children and Adolescents. Curr Diabetes Rev [Internet]. 2019 Feb 1 [cited 2023 Sep 14];16(3):220–9. Available from: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/article s/PMC7516333/
  6. Franzago M, Santurbano D, Vitacolonna E, Stuppia L. Genes and diet in the prevention of chronic diseases in future generations. Int J Mol Sci. 2020 Apr 1;21(7).