- La "hipótesis de Barker"
- Funciones que cumple el zinc y alimentos que lo aportan
- Déficit de zinc en el embarazo
- Daños renales e hipertensión
- Un pequeño desequilibrio temprano = Un gran trastorno tardío
INFORME ESPECIAL – PRIMERA PARTE
Investigadores de la Facultad de Farmacia y Bioquímica (FFyB) de la Universidad de Buenos Aires estudian en ratas los efectos del déficit de zinc – Hallaron que aun las carencias moderadas de este micronutriente durante la gestación inducen hipertensión arterial en la vida adulta y además alteran la función y la morfología renal y cardíaca – Para agravar más el panorama, cuando se restituye el contenido de zinc en la dieta luego del destete de los animales, no se corrigen muchas de las alteraciones observadas – Los estudios se encuadran en la hipótesis de la programación fetal que postula que, bajo condiciones desfavorables, como las carencias nutricionales, el organismo en desarrollo realiza significativos empeños para compensar las deficiencias, pero que tales esfuerzos se cobran un alto precio en el largo plazo.
En la primera parte de este informe especial se presentarán los aspectos generales de los efectos provocados por las carencias de zinc durante la gestación y que predisponen en la vida adulta a desarrollar un conjunto bastante amplio de enfermedades, como la hipertensión, la obesidad, la diabetes tipo II, entre otras. En especial, se pondrá énfasis en lo que se conoce como "hipótesis de Barker" para referir a la programación fetal y sus consecuencias en la adultez.
En la segunda parte, se divulgarán los principales resultados de una línea de investigación argentina, desarrollada en la Universidad de Buenos Aires, que muestra que la restricción dietaria de zinc durante la vida fetal y la lactancia inducen un incremento de la presión arterial y generan diversas alteraciones de la función renal y cardíaca en la adultez. Si bien las investigadoras de la FFyB trabajaron con un modelo animal (ratas Wistar), los resultados obtenidos pueden ser extrapolados a las condiciones que se presentan en humanos.
"Varios estudios realizados en humanos y animales han relacionado los niveles de los micronutrientes maternos con la programación de alteraciones en el sistema cardiovascular, el renal, el metabólico, entre otros", explica la doctora Cristina Arranz, profesora titular de Fisiología de la Facultad de Farmacia y Bioquímica de la Universidad de Buenos Aires. Arranz, también investigadora independiente del CONICET, dirige un equipo que estudia los efectos de la ingesta inadecuada de zinc durante la vida fetal en un modelo animal.
"Lo que relaciona a esas patologías con la deficiencia en el consumo de zinc son múltiples mecanismos, como los daños generados por el estrés oxidativo, la apoptosis y la inflamación", detallan Arranz y sus colaboradoras en un artículo publicado en la revista internacional Nutrition.
Es lo que, en la literatutra científica se conoce como programación fetal o "hipótesis de Barker". Según esta hipótesis, el insuficiente aporte de nutrientes o de oxígeno durante la vida intrauterina, limitantes del crecimiento fetal, podrían inducir adaptaciones que alteran de modo permanente diferentes sistemas del organismo y que, en el largo plazo, lo predisponen a desarrollar enfermedades endócrinas, metabólicas, cardiovasculares y renales en la vida adulta. (Ver Recuadro 1)
"La ingesta inadecuada de micronutrientes durante los períodos críticos del crecimiento se ha convertido en un problema de salud importante en los países desarrollados y en vías de desarrollo, particularmente en las embarazadas, los lactantes y los niños que tienen una dieta desequilibrada", señala por su parte, la doctora Analía Lorena Tomat, en un artículo de revisión realizado junto con las doctoras Cristina Arranz y María Ángeles Costa, publicado recientemente en la revista Clínica e Investigación en Arterioesclerosis. Tomat se doctoró en Bioquímica, bajo la dirección de Arranz, y es docente en la Cátedra de Fisiología e investigadora asistente del CONICET.
El concepto de micronutriente incluye, entre otros, a las vitaminas y los minerales, como el hierro, el calcio, el selenio, el zinc, por citar solo algunos ejemplos, y son necesarios en pequeñas cantidades, o trazas, para un conjunto muy variado de procesos bioquímicos y metabólicos.
A la deficiencia de micronutrientes se conoce también como "desnutrición oculta" o "hambre oculta", como la ha designado la Organización Mundial de la Salud (OMS), ya que no solo afecta a los desnutridos, estrictamente hablando, sino a todas aquellas personas que no consuman una alimentación adecuada en calidad, independientemente de que sí sea apropiada en cantidad, y de que su peso corporal sea adecuado o incluso alto. "Un encuesta realizada por el Ministerio de Salud de la República Argentina en 2004-2005 para conocer las ingestas alimenticias encontró que al menos un 52 % de las embarazadas no tenía un consumo adecuado de zinc, cuando se analizaba la situación de hogares indigentes y pobres", relata Arranz. Pero, la situación tampoco era auspiciosa cuando se observaba la ingesta en segmentos sociales "no pobres", ya que más de un 40 % de embarazadas de esos sectores no exhibía un consumo apropiado de zinc. Los alimentos aportadores de zinc son los pescados y mariscos y las carnes rojas, principalmente. También, los frutos secos, las legumbres y los cereales, aunque en este caso el zinc tiene poca biodisponibilidad, dado que los fitatos también contenidos en estos alimentos impiden su aprovechamiento; dato de sumo interés para embarazadas que siguen dietas vegetarianas (Ver Recuadro 2).
Si bien para los objetivos de este informe especial, se atenderá específicamente a las carencias de zinc, los déficits no se reducen a este micronutriente. De hecho, se registran también ingestas inapropiadas de proteínas, hierro, calcio, vitaminas, entre otros nutrientes imprescindibles. Aunque médicos y nutricionistas insisten en advertir que las embarazadas no deben realizar dietas de adelgazamiento, sino mantener un consumo equilibrado que incluya en las proporciones debidas los alimentos de todos los estamentos de la pirámide alimentaria, tal recomendación no suele ser tenida en cuenta. De allí, quizá, el hecho de que un número significativo de embarazadas de clases medias y medias altas registren carencias moderadas de micronutrientes.
Un dato para tener en cuenta es el peso al nacer, un indicador de que muy probablemente ha existido un ambiente intrauterino desfavorable en algún modo. En la Argentina, datos de 2008 muestran que al menos un 7 % de niños nacen con peso menor a los 2, 5 kg, lo que se conoce como bajo peso al nacer (BPA). Los estudios epidemiológicos mundiales han señalado que el BPA se correlaciona fuertemente con la posibilidad de que al promediar la vida adulta se registren diversas enfermedades, principalmente cardiovasculares, renales y metabólicas.
"Decidimos orientar nuestra línea de investigación a las carencias moderadas de zinc debido a que en la literatura científica corriente no se registraban demasiados estudios al respecto. Nuestro objetivo, además de desentrañar los procesos bioquímicos que resultan alterados y sus efectos en el desarrollo y la función de determinados órganos, como los riñones, es proveer elementos que permitan reeducar para el consumo de alimentos durante el embarazo y también contar con estrategias de control", apunta Arranz.
También, conociendo los efectos adversos que genera esta situación y, en atención a que el déficit de zinc constituye una de las carencias alimentarias de mayor prevalencia en el mundo, podrá pensarse en la suplementación o el enriquecimiento de alimentos destinados a las embarazadas que lo requieran.
Recuadro 1
La "hipótesis de Barker"
El investigador británico David Barker instaló una hipótesis –estudiada con ahínco actualmente en laboratorios de investigación de todo el mundo– que centra la atención en el impacto que las condiciones de vida intrauterina ejercen en el desarrollo de diversas enfermedades en la vida adulta.
Los orígenes de esta hipótesis pueden situarse en los estudios epidemiológicos desarrollados en principio en Gran Bretaña y que fueron luego replicados en diversos países de Europa, Asia, Australia y Estados Unidos.
En esta teoría se postula que una agresión o daño in utero puede generar la
programación anormal de diversos sistemas orgánicos. Un indicador de que el feto ha sufrido algún o algunos "daños" es el bajo peso al nacer. Así por ejemplo, David Barker al analizar datos epìdemiológicos de personas nacidas a mediados de la década de 1940, encontró una relación inversa entre el peso en el momento del nacimiento y la muerte por patologías cardíacas en la adultez en Inglaterra y en Gales, resultados que publicó por primera vez en 1987 en el British Medical Journal. Debe recordarse que esas personas habían sido gestadas durante los períodos de hambruna posteriores a la segunda guerra mundial.
"La programación fetal alude a daños sufridos, justamente, durante la vida fetal, es decir que se refiere a acontecimientos que no están relacionados con la herencia genética. Al sufrir estos daños o privaciones, el organismo en desarrollo se va adaptando para lograr el objetivo de supervivencia intrauterina. Pero estos esfuerzos le resultan de utilidad exclusivamente para ese logro: adaptación a una vida fetal no del todo favorable. No obstante, tales mecanismos adaptativos pueden alterar las respuestas fisiológicas en la vida adulta, y en consecuencia, predisponer al desarrollo de enfermedades", explica Cristina Arranz.
Durante las dos últimas décadas, los resultados de estudios epidemiológicos, clínicos y experimentales permiten sostener que la programación fetal está relacionada con el desarrollo de enfermedad coronaria, hipertensión arterial, diabetes tipo II, enfermedad metabólica y obesidad.
Recuadro 2
Funciones que cumple el zinc y alimentos que lo aportan
El zinc es indispensable para garantizar el funcionamiento normal de más de 300 enzimas catalíticas, estructurales y de regulación. También, resulta fundamental en el mantenimiento de la estructura de las proteínas, el crecimiento, la maduración sexual, la fertilidad, la respuesta inmune, la cicatrización de heridas, el sentido del gusto y del apetito, entre otras muchas funciones.
La deficiencia grave de zinc -que por fortuna no es muy frecuente– es responsable del retraso en el crecimiento y en la maduración sexual. La deficiencia moderada -que sí es muy prevalente en el mundo– afecta principalmente a los niños menores y las mujeres durante el embarazo y la lactancia. Esta carencia es debida, mayoritariamente, al consumo bajo de proteínas de origen animal.
Los mariscos, la carne de vaca y otras carnes rojas, como el cerdo y el cordero, son las mayores fuentes de zinc. También, en segundo orden, son aportadores las carnes de pescados y aves, los huevos y los lácteos. Dado que estos alimentos tienen escasa cantidad de compuestos inhibidores de la absorción de zinc, e incluso más, contienen algunos aminoácidos, como la cisteína y la metionina, que mejoran notablemente la absorción del metal, se dice que poseen alta biodisponibilidad.
En cambio, los frutos secos, como las almendras y las nueces; las legumbres, como los porotos alubia, la soja, las habas, las lentejas; los cereales sin refinar y las semillas, principalmente la de zapallo, si bien son fuentes de origen vegetal relativamente abundantes en zinc, este micronutriente es mucho menos biodisponible puesto que el ácido fítico contenido en los vegetales inhibe su absorción.
Requerimientos diarios de zincEn bebés, niños y adolescentesDesde el nacimiento hasta los 6 meses, 4.0 mg.
De los 7 meses a los 3 años, 5.0 mg.
De los 4 a los 6 años, 6.5 mg.De los 7 a los 10 años, 7.0 mg .
De los 11 a los 14 años, 9.0 mg.
En adultos
Varones adultos, 9.5 mgMujeres adultas, 7.0 mg.Mujeres embarazadas, 7.0 mg.Mujeres en etapa de lactancia, 9.5 a 13 mg.
INFORME ESPECIAL – SEGUNDA PARTE
Déficit de zinc en el embarazo
SU CARENCIA GENERA HIPERTENSIÓN, DAÑOS RENALES Y CARDÍACOS
Según la Organización Mundial de la Salud (OMS) más de 900 millones de personas sufren hipertensión, especialmente en el mundo desarrollado. Unas 8.000.000 mueren cada año por causas vinculadas a esta enfermedad, lo que equivale a unas 20.000 muertes diarias. De allí la importancia de prevenir todas las causas que conducen al desarrollo de este mal, considerado una ´epidemia global´ del siglo XXI. Se habla aquí de la desnutrición oculta o del ´hambre oculta´, que afecta a embarazadas que aun teniendo acceso a nutrientes suficientes en cantidad y adecuados en calidad, no los consumen por ss estilos de vida, imposiciones estéticas o por desconocimiento.
Por Amalia Beatriz Dellamea*
Centro de Divulgación Científica
Facultad de Farmacia y Bioquímica
Universidad de Buenos Aires
La restricción de zinc en la dieta durante la vida fetal y la lactancia, incluso aunque sea moderada, provoca daños cardíacos, induce un aumento de la presión arterial y altera la función renal en la vida adulta, como lo muestran datos experimentales de estudios realizados en ratas por investigadoras de la Universidad de Buenos Aires (UBA) y del Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET) de la República Argentina.
"En trabajos anteriores de la línea ya habíamos encontrado que la carencia moderada de zinc durante el crecimiento intrauterino y posnatal constituye un modelo de programación fetal que predispone a desarrollar enfermedades cardiovasculares y renales en la adultez", explica Cristina Arranz, que dirige el equipo de investigación de la Facultad de Farmacia y Bioquímica de la UBA, y es profesora titular de Fisiología e investigadora independiente del CONICET.
La hipótesis de "programación fetal", instalada en la comunidad científica por el investigador británico David Barker en la década de 1980, postula que una agresión o daño in utero, como ocurre en casos de deprivación nutricional, puede generar la programación anormal de diversos sistemas orgánicos.
Esta hipótesis sugiere que "una lesión en la vida fetal, que conduce a un crecimiento intrauterino restringido, no solo resulta en un bajo peso al nacer sino que también pone en marcha respuestas adaptativas que pueden llevar a la pérdida de unidades estructurales (nefronas, cardiomiocitos, células pancreáticas beta, células del músculo esquelético) a expensas de mantener el desarrollo de otros órganos, como el cerebro", señalan las doctoras Cristina Arranz, María Ángeles Costa y Analía Lorena Tomat, en un artículo recientemente publicado en Clínica e Investigación en Arterioesclerosis. Costa es profesora adjunta de Fisiología e investigadora adjunta del CONICET, y Tomat docente de esa cátedra e investigadora asistente del CONICET.
En la UBA trabajaron con ratas Wistar que fueron apareadas con machos de la misma especie. Las hembras fueron alimentadas con una dieta baja en zinc durante la preñez y el período de lactancia, para emular la situación de carencia moderada. Las dietas consumidas por las madres y las crías contenían todos los nutrientes necesarios -excepto el zinc—para satisfacer las necesidades propias de los períodos de preñez, lactancia y crecimiento.
En investigaciones anteriores, publicadas en 2011, habían hallado alteraciones morfológicas del tejido cardiovascular, además de un peso cardíaco menor. "Es factible que los cambios observados se deban a que la deficiencia de zinc altere los procesos de hiperplasia e hipertrofia cardíaca que ocurren durante el desarrollo y la posterior maduración del corazón", explican las expertas en un artículo de la Revista Argentina de Cardiología.
Los animales sometidos a deficiencia de zinc también exhiben una menor actividad antioxidante en el tejido cardíaco, resultado coincidente con numerosas investigaciones que indican que este micronutriente protege a las células del daño oxidativo a través de sus efectos sobre el glutatión, el principal antioxidante intracelular.
Adicionalmente, en la arteria aorta torácica observaron una remodelación deficiente y una significativa disminución de la actividad antioxidante. "Esto incapacitaría a los vasos de conducción para responder adecuadamente ante los cambios en el flujo sanguíneo y en las fuerzas de rozamiento", explica, por su parte Tomat.
Daños renales e hipertensión
"Encontramos, claramente, que la restricción dietaria de zinc durante la vida fetal y la lactancia también induce el incremento de la presión arterial y altera la función renal en la adultez", relata Cristina Arranz. Entre las alteraciones halladas pueden citarse "una disminución en la filtración glomerular asociada con una reducción en el número de nefronas y de la superficie de filtración glomerular, un incremento del estrés oxidativo renal, activación de los procesos apoptóticos y fibróticos, proteinuria y disminución en la actividad del sistema del óxido nítrico (NO) renal", como detallan las expertas de la UBA en el artículo de Clínica e Investigación en Arterioesclerosis.
Las nefronas son las unidades estructurales de los riñones; a través de ellas pasan el agua, las sales y los productos de desecho de la sangre. La mayor parte del agua y las sales se reabsorben, mientras que el resto se excreta como orina. La filtración glomerular es, entonces, un proceso crucial para el organismo que se realiza en los riñones para depurar la sangre a medida que esta fluye a través de los capilares glomerulares.
Por su parte, el sistema de óxido nítrico (ON) renal ejerce funciones vasodilatadoras. Desempeña, así, una importante función en la regulación sanguínea. Dado que relaja la musculatura lisa de los vasos sanguíneos, produce vasodilatación arterial y, en consecuencia, una reducción de la resistencia vascular y de la presión arterial. También el ON protege al endotelio de los daños causados por el estrés oxidativo y la inflamación.
Un pequeño desequilibrio temprano = Un gran trastorno tardío
En otra etapa de los estudios las investigadoras restituyeron un contenido apropiado de zinc en la dieta luego del destete de los animales, pero parece que entonces ya es tarde. "La restitución no logró corregir muchas de las anomalías registradas, por ejemplo los valores de la presión arterial, la velocidad de la filtración glomerular y la actividad del sistema ON; tampoco se revirtieron alteraciones morfológicas que había sufrido el riñón", dice Arranz, a lo que agrega: "Esto indica claramente que la deficiencia de este micronutriente, mediante las alteraciones que produce, genera hipertensión". Debe recordarse que la hipertensión arterial se ha considerado el trastorno de salud más extendido en el mundo; además se la sindica como un factor de riesgo mayor para diversas enfermedades cardíacas y vasculares.
"Los hallazgos son interesantes ya que abonan la hipótesis planteada por diversos estudios, según la cual un aporte inadecuado de zinc durante el crecimiento prenatal y posnatal constituye un factor de riego cardiovascular y renal en la vida adulta, y se aúnan a los recientes trabajos que agregan nuevos factores etiopatogénicos a la hipertensión arterial", escribió, por su parte, el doctor Manuel Rodríguez, del Instituto de Fisiopatología Cardiovascular, de la Facultad de Medicina de la UBA.
El trabajo de las investigadoras de Farmacia y Bioquímica -según valoró Rodríguez– constituye un toque de alerta que demuestra que desequilibrios nutricionales no claramente evidentes, presentes durante el embarazo, la lactancia y el crecimiento, pueden provocar programación fetal y neonatal de la hipertensión, que dejan marcas quizá irreversibles que afectarían profundamente la salud del individuo e su adultez y son de difícil solución. De allí que este experto haya titulado su editorial: Un pequeño desequilibrio temprano = Un gran trastorno tardío.
Ficha técnica
Equipo de investigación
– Cristina Arranz, profesora titular de Fisiología de la Facultad de Farmacia y Bioquímica de la Universidad de Buenos Aires (UBA) e investigadora independiente del Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET).
– María de los Ángeles Costa, profesora adjunta de Fisiología de la Facultad de Farmacia y Bioquímica de la UBA e investigadora adjunta del CONICET.
– Analía Lorena Tomat, jefa de trabajos prácticos de Fisiología de la Facultad de Farmacia y Bioquímica de la UBA e investigadora asistente del CONICET.
– Natalia Gobetto, becaria doctoral de la UBA.
– Lorena Juriol, becaria doctoral del CONICET.
En diversas etapas de la línea, colaboraron investigadores de las cátedras de Nutrición Experimental, Toxicología y Bioquímica Clínica de la Facultad de Farmacia y Bioquímica de la UBA y de la Facultad de Ingeniería de la Pontificia Universidad Católica Argentina.
Premios obtenidos
Premio Colobraro 2006 al mejor trabajo en Nutrición, otorgado por la Academia Nacional de Farmacia y Bioquímica.
Premio "Prof. Dr. Eduardo Braun Menéndez" 2010 al mejor trabajo de investigación básica en hipertensión arterial.XXXVI Congreso Argentino de Cardiología, de la Sociedad Argentina de Cardiología.
Fuentes de apoyo
Los trabajos fueron realizados con los aportes de la Universidad de Buenos Aires (UBACYT: B008 y B0026 y subsidio 200201001003), el CONICET (PIP 112-200801-01121) y la Agencia de Promoción Científica y Tecnológica (PICT: 12126).
Amalia B. Dellamea es comunicadora social, especializada en Periodismo y en Divulgación Científica y Tecnológica, área profesional en la que ejerce ininterrumpidamente desde hace 25 años. Es Magister en Educación Social y Animación Sociocultural con orientación en Educación para la Salud.
Tel. celular móvil: 15-67391775
Autor:
Amalia Beatriz Dellamea *
Centro de Divulgación Científica
Facultad de Farmacia y Bioquímica
Universidad de Buenos Aires