FORJANDO SU FUTURO: NUTRICIÓN Y EPIGENÉTICA

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NUTRICIÓN Y EPIGENÉTICA.

En este artículo me centro en el concepto de epigenética y reflexiono sobre la importancia de sus efectos debido al potencial de incrementar la productividad del ganado a través de la nutrición en etapas críticas de su desarrollo.

Fernando Soberon, PhD Trouw Nutrition USA

La interacción que existe entre el potencial genético de un individuo y el medio ambiente en el que se desarrolla ha sido reconocida por genetistas durante varias décadas. Sin embargo, la magnitud de dicha interacción, así como los mecanismos biológicos que la controlan, han generado recientemente un gran interés en la comunidad científica.

En 1940, el investigador Conrad Hal Waddington definió este efecto como epigenética, palabra que proviene del griego y significa literalmente “por encima (epi) del genoma”. C. H. Waddington describió la epigenética de la siguiente manera: “Si un animal es sometido a un estrés ambiental y desarrolla una respuesta útil contra dicho estrés, esa respuesta (metabólica) puede persistir aun cuando el estrés ha terminado. Esto puede permitir que la respuesta (metabólica) sea permanente, independientemente del ambiente.”, Evolution 7 (1953). Desde que Waddington describió este efecto hasta la fecha, la ciencia de la epigenética ha tenido un crecimiento exponencial, ya que tiene implicaciones en la salud,en el desarrollo y en la producción de todas las especies, incluyendo los humanos.

Uno de los aspectos más interesantes de este concepto es su potencial de mantener el cambio en la expresión de los genes incluso después de que el efecto ambiental haya desaparecido. Algunos cambios epigenéticos pueden incluso ser transmitidos a la progenie.

Factores epigenéticos han sido ligados con la regulación homeostática, como en el caso de gestación, hibernación y la inanición. Durante estos tiempos de estrés metabólico, la metilación y de-acetilación de histonas cambian la expresión de genes relacionados con la utilización de glucosa.

En 2004, Weaver et al. estudiaron el efecto que la atención materna tiene en la metilación de histonas en las ratas. En este experimento clasificó como ratas que eran “buenas madres” a aquellas que lamían más a sus crías y “malas madres” aquellas que no les prestaban tanta atención. Para evitar el efecto genético, al momento del parto revolvió las camadas para que cada madre alimentara crías de distintas camadas. Lo que observaron fue que las ratas criadas por buenas madres  tenían más metilación en ciertos genes, lo cual cambió su respuesta a situaciones de estrés cuando eran adultos. Las criadas por buenas madres se estresaban menos ante estímulos similares.

«UNO DE LOS ASPECTOS MÁS INTERESANTES DE LA EPIGENÉTICA ES SU POTENCIAL DE MANTENER EL CAMBIO EN LA EXPRESIÓN DE LOS GENES INCLUSO DESPUÉS DE QUE EL EFECTO AMBIENTAL HAYA DESAPARECIDO»

En humanos, el estudio de la epigenética ha revelado una correlación entre la nutrición de madres gestantes y la salud de sus hijos. Durante la segunda guerra mundial, los alemanes impusieron una restricción de alimentos muy severa en Holanda. Esta restricción ha permitido el estudio de los efectos de inanición en mujeres embarazadas. Aquellas personas que se encontraban en útero durante el primer y el segundo trimestre del   embarazo durante esta etapa de restricción han sido tres veces más susceptibles a enfermedades coronarias y son más susceptibles a obesidad y a problemas de coagulación que el resto de la población holandesa.

Estas enfermedades se manifestaron en adultos entre 48 y 53 años después del estrés que afecto a epigenoma.

Para entender mejor el efecto que la nutrición y la epigenética pueden tener en el desarrollo futuro, exploremos uno de los ejemplos drásticos que ha sido  bien comprendido. Dentro de un panal de abejas, todas las de la colonia comparten su material genético; ellas son para fines prácticos gemelas idénticas. Cuando es tiempo de expandir la colmena, seleccionan a una larva y le dan de comer la jalea real, y le dan 10 veces más de lo que les ofrecen a las demás. El simple hecho de ser alimentada con jalea real (la mejor comida) en gran cantidad permite que esta larva crezca más rápido y que sea más grande que todas las demás abejas. Así mismo, tendrá una vida 20 veces más larga y es la única que madurará su sistema reproductivo y podrá poner hasta 2.000 huevos por día. Los cambios generados en el epigenoma de la abeja reina están ahora bien entendidos y se trata de modificaciones en las histonas que permiten la expresión permanente de ciertos genes.

¨PARA APROVECHARSE DE ESTE MECANISMO BIOLÓGICO, ES IMPORTANTE ACTUAR EN EL TIEMPO ADECUADO¨

En mamíferos de interés agropecuario, los efectos de la epigenética generan gran interés debido al potencial de incrementar la productividad de dichos animales a
través de la nutrición en etapas críticas de desarrollo.
En porcinos, Bartol et al. (2008) describieron el sistema lactrocrino, el cual se refiere al transporte de ingredientes biológicamente activos presentes en el calostro de la cerda a los lechones recién nacidos. La teoría del sistema lactocrino fue ligada a los efectos de la relaxina presente en la leche de la cerda con el desarrollo del útero en la lechona (Bartol et al., 2008). La cantidad y calidad de calostro también han sido ligadas con el mejor desarrollo gastrointestinal (Thivend et al., 1980), con la síntesis de proteína en el yeyuno (Burrin et al., 1992; 1995) y con la síntesis de músculo esquelético (Burrin et al., 1995).

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En bovinos, el calostro ha sido tradicionalmente dado al becerro para la transferencia de inmunoglobulinas con el fin de ayudar a su inmaduro sistema inmunitario. Sin embargo, los beneficios de la alimentación con calostro a las becerras superan lo que se puede atribuir exclusivamente a la transferencia de inmunoglobulinas. Los efectos positivos a largo plazo incluyen mayor ganancia diaria de peso a los 180 días (Robison et al., 1988), aumento de la producción de leche y producción de grasa durante la primera lactancia (DeNise et al., 1989; Faber et al., 2005), reducción en el tiempo al primer parto (Waltner-Toews et al., 1986), aumento en la ganancia de peso diaria predestete (Osorio y Drackley, 2005; Soberon y Van Amburgh, 2011), aumento en la eficacia de la alimentación (Jones et al., 2004) y aumento en el consumo de alimento

Las ventanas de oportunidad para influir positivamente en el epigenoma delantero ganado lechero comprenden la administración de calostro durante el primer día de vida, pero no termina con eso. En un estudio retrospectivo que evaluó el efecto de eventos ocurridos durante los primeros meses de vida en la producción de leche durante la primera lactancia de más de 1.200 vaquillas, la ganancia de peso diaria antes del destete reveló una asociación positiva muy significante; por cada kilo adicional de ganancia diaria de peso las vaquillas produjeron 888 kg más de leche durante la primera lactancia (Soberon et al., 2013). Los resultados de esta  evaluación mostraron que el 22 % de la variación en la producción lechera durante la primera lactancia puede ser explicada con la nutrición durante los primeros dos meses de vida. Esto implica que la nutrición antes del destete tiene entre 4 y 8 veces más efecto en la producción láctea que la selección genética gracias al efecto que la nutrición tiene en la epigenética del animal.

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