Nutrigenómica y su aplicación para mejorar las características de calidad de la carne

Por: Manuel Ariza Botero, Departamento Producción Animal FMVZ Universidad Nacional de Colombia

Fotos: Banco de imágenes

En los sistemas de producción animal se requiere un cambio de la investigación nutricional clásica a uno en el que las respuestas a la dieta se analizan teniendo en cuenta las interacciones de sus genotipos con su entorno y, particularmente, en donde no todos los individuos sean tratados como si fueran genéticamente idénticos. 

La nutrigenómica es una ciencia que está en desarrollo. Se refiere a los efectos de los nutrientes sobre el funcionamiento del genoma, en términos de transcripción de genes, niveles de proteínas y metabolitos y mecanismos epigenéticos.

Anteriormente, para detectar los cambios entre la genética de un individuo y los nutrientes que más se ajustaran a su dieta, se utilizaban marcadores moleculares asociados a características de importancia en producción animal (calidad de la carne, el crecimiento, eficiencia alimenticia, entre otras) y resistencia a enfermedades. En cambio, actualmente se está desarrollando una nueva ciencia que va a integrar la salud de un individuo con su nutrición y su genoma, uniéndose en un componente común denominado nutrigenómica. De esta forma se van a detectar ciertas características que ayudarán a diseñar una dieta especial para cada individuo. Para ello debemos hacer uso de las tecnologías llamadas ómicas: transcriptómica, proteómica, metabolómica y epigenómica. A su vez, los microarreglos o secuenciamientos permiten identificar todos estos cambios en el genoma.

La nutrigenómica se orienta hacia el efecto de la dieta y su interacción con los genes. Por lo tanto, lo que se debe pensar es cómo los ingredientes de una dieta afectan la expresión de un gen. La otra rama con la que se confunde a esta ciencia es la nutrigenética, que se enfoca sobre el efecto de las variaciones genéticas, responsables por respuestas diferenciales a una dieta. 

El ganado bovino posee alrededor de 30 mil genes, cada gen puede producir distintos tipos de proteínas. Para identificar cuál podría ser el cambio en el genoma de un individuo que lleve a definir un marcador molecular que se pueda aplicar en una población, se debe utilizar un método de diagnóstico (selección asistida por marcadores moleculares) que indicará qué animales responden mejor a determinadas dietas. 

Genómica aplicada a la producción animal

La genómica describe todos los genes localizados en los cromosomas de una especie. Cuando se aplica a la zootecnia, existen dos tipos de genómica:

• Estructural: análisis de parentesco genético, citogenética, mapas físicos, secuenciamiento de genoma, secuenciamiento de EST, organización del genoma, genómica comparativa. 
• Genómica funcional: expresión genética, bioinformática, activación de genes, silenciamiento de genes, proteómica.

En nutrigenómica es importante conocer qué nutriente puedo utilizar en la dieta que me active un gen o cuál estoy usando para que lo silencie.

La metabolómica representa el paso final en la comprensión de la función de los genes y sus proteínas. El objetivo es determinar la suma de todos los metabolitos (otras sustancias además del ADN, ARN o proteína) en un sistema biológico: organismo, órgano, tejido o célula.

Los objetivos de la nutrigenómica son:

1. Desarrollar alimentos para animales de acuerdo a su estructura genética, con el fin de mejorar aquellas características de importancia en producción.
   
   
2. Identificar nutrientes ajustados a la genética de los animales. La nutrigenómica no modifica la genética de un animal, por el contrario activa los genes benéficos y silencia aquellos que no lo son. A través de la nutrigenómica se seleccionan los nutrientes para generar una respuesta adecuada del ADN presente en cada célula y cada tejido de un animal. Por ejemplo, para disminuir la respuesta al estrés mediante la inactivación de algunos genes empleando una nutrición adecuada. Algunas investigaciones sugieren una asociación entre inestabilidad genética, estrés oxidativo y activación de oncogenes a nivel transcripcional, generados a partir de una ingesta baja en selenio.

Vitamina E

Se sabe que la Vitamina E es un agente antioxidante que protege a los tejidos del daño causado por los radicales libres. Retrasa la oxidación alargando la vida útil del músculo destinado al consumo.

Con la oxidación aparecen olores y sabores rancios, se altera el color y la textura y desciende el valor nutritivo al degradarse algunas vitaminas y ácidos grasos poliinsaturados. A través de la nutrigenómica se pueden potenciar los beneficios de la Vitamina E para la salud de los animales. 

Papel de la nutrigenómica en la calidad de la carne

La producción de la carne de vacuno en todo el mundo se ha concentrado recientemente en demostrar la calidad de la carne en términos del perfil de ácidos grasos y del marmoreo. Estas características se consideran como las más importantes debido a los efectos que pueden tener sobre la salud humana.

Los principales atributos de interés para la carne son la seguridad, el valor nutricional, sabor, textura, capacidad de retención de agua, color, contenido de lípidos, composición de lípidos, estabilidad oxidativa y uniformidad. A todo esto hay que agregar otros conceptos como la interacción con el medio ambiente, la ética, el bienestar animal. Como productores de animales debemos enfocarnos a satisfacer las necesidades del consumidor y para ello es fundamental el uso de estas tecnologías orientadas a la nutrigenómica. 

La alimentación, las sustancias tóxicas y hasta el estrés actúan sobre las histonas que, al modificarlas, activan o desactivan genes. Los genes afectados pueden producir más o menos proteínas de lo normal, alterando las funciones orgánicas. Este cambio en la producción de proteínas puede transmitirse por herencia de una célula a otra y también puede pasarse de padres a hijos. Además hay otros factores externos que pueden producir cambios epigenéticos como: vacunas, sobrepoblación, modificaciones medioambientales, cambios en la alimentación, manejo, ruido, enfermedades, defectos en la ventilación.

Conclusiones

• La variación genética determina las respuestas a los alimentos, pero es necesario definir el tamaño del efecto y las diferencias individuales.
• Es necesario definir la interacción del medio ambiente (elección e ingesta de alimentos) y la variación genética.
• ¿El balance energético puede tener mayores efectos que la elección de la alimentación? Esta respuesta aún está en estudio.
• Las influencias epigenéticas son muchas.
• Varios ensayos alentadores sugieren que la prevención y el tratamiento de enfermedades relacionadas con la edad y el estilo de vida mediante la adaptación individualizada a dietas o fármacos epigenéticos óptimos son concebibles.