Nutrición proteica y cambios epigenéticos en el cerdo 3 de 3: Epigenética de las dietas

Efecto de los niveles de proteína Diferentes estudios han demostrado los efectos de cantidades elevadas o bajas de proteínas en la dieta, sobre la regulación de la expresión génica. Los primeros ensayos indicaron aumento en la expresión de ARNm de la renina renal cuando las ratas fueron alimentadas con una dieta alta en proteínas, lo […]

Efecto de los niveles de proteína

Diferentes estudios han demostrado los efectos de cantidades elevadas o bajas de proteínas en la dieta, sobre la regulación de la expresión génica.

Los primeros ensayos indicaron aumento en la expresión de ARNm de la renina renal cuando las ratas fueron alimentadas con una dieta alta en proteínas, lo que puede conducir a enfermedades renales.

Se ha detectado un efecto similar en el hígado, donde un aumento de proteínas en la dieta provoca sobreexpresión de la proteína I de unión al retinol celular (CRPB I).

No solo la cantidad de proteína afecta la regulación de los genes, sino que la calidad de esta proteína también altera los perfiles de expresión.

Endo et al. (2002) observaron expresión diferente de 111 genes en ratas alimentadas con caseína que en ratas alimentadas con gluten de trigo, y se detectaron cambios drásticos en la expresión de la proteína inhibidora de unión al ADN (involucrada en la regulación de múltiples genes).

• Estos resultados podrían tener una relación con la diferente digestibilidad de estas dos fuentes de proteínas.

Por otro lado, los niveles elevados de proteínas aumentan la expresión génica de la enzima serina deshidratasa en el hígado, relacionada con la gluconeogénesis, y probablemente provocan un aumento de peso en estos animales.

Otros estudios han analizado el efecto de diferentes cantidades de proteínas en la dieta de hembras embarazadas.

• Los resultados indicaron que los niveles bajos de proteínas aumentan la expresión de genes relacionados con las vías de p53 y reguladores negativos del crecimiento y metabolismo celular, además de genes implicados en cambios epigenéticos.
• Estos cambios en la metilación del ADN debidos a una dieta baja en proteínas parecen poder aliviarse con una suplementación en donantes del grupo metilo, como el folato.

El efecto de los cambios en la dieta proteica también se ha observado en cerdos.

• Por ejemplo, en las cerdas, los niveles bajos de proteína dieron como resultado aumento en la expresión del gen de la miostatina al destete; sin embargo, los autores no encontraron expresión diferencial de los 12 miARN analizados, relacionada con la regulación de la expresión de este gen.
• Se ha demostrado disminución en la expresión de miARN como ssc-miR-136 y ssc-miR-500, pero la vía reguladora aún no está clara.

La evidencia de que el nivel de proteína en la dieta afecta la regulación epigenética se ha demostrado en diferentes estudios en cerdos.

Altmann y col. (2012) observaron expresión diferente de las enzimas de desmetilación DNMT1, DNMT3a y DNMT3b, con dietas altas y bajas en proteínas durante el embarazo porcino en los patrones de expresión del músculo esquelético y del hígado.

• En un estudio posterior, los mismos autores detectaron diferentes patrones de metilación en genes metabólicos con niveles altos y bajos de proteína en la dieta de cerdas gestantes, lo que demuestra que la cantidad de proteína ingerida por la madre durante el embarazo tiene un efecto directo sobre los patrones de metilación y, por tanto, sobre la regulación epigenética de la descendencia.
• De acuerdo con ello, los niveles bajos de proteína en las cerdas gestantes dan lugar a la hipometilación del promotor del gen de la 3-hidroxi-3-metilgluratil-CoA reductasa (HMGCR) (relacionado con la biosíntesis del colesterol), y con la disminución de la monometilación de la histona H3, lisina 9 de la monometilación de histonas H3 y lisina 27 de la trimetilación de histonas H3, así como el aumento de acetilación de H3, entre otros cambios epigenéticos.

Además de estos efectos sobre el metabolismo del colesterol y su regulación epigenética, los niveles bajos de proteínas influyen en la regulación del sistema del factor de crecimiento de la insulina, disminuyendo los niveles de IGF-I en el hígado mediante la regulación de la rapamicina (mTOR) y el receptor γ activado por el proliferador de peroxisomas (PPAR γ) interacción.

Las cerdas gestantes alimentadas con dietas bajas y altas en proteínas durante la gestación presentaron cambios en el metabolismo de proteínas y grasas, provocando un retraso en el crecimiento fetal y bajo peso al nacer de la descendencia.

Los niveles bajos de proteína afectan la formación de miofibras prenatales, reducen la expresión de IGF2 y cambian la calidad de la canal.

• Estos resultados indican que un desequilibrio proteico durante la gestación altera la regulación de estas vías metabólicas en las cerdas y sus crías, y una deficiencia de proteínas en la dieta materna altera la calidad de la carne.
• Algunos autores atribuyen estos cambios al desequilibrio de algunos micronutrientes, como ciertos aminoácidos esenciales, o moléculas, como los donantes de grupos metilo.

Efecto de los donantes de grupos metilo