La cara oculta de los alimentos

El otro día me puse a buscar materia oscura en las alacenas de mi cocina y encontré un montón en un paquete de sopa coreana de fideos instantánea. En la etiqueta que indica su composición aparecían treinta y ocho ingredientes, la mayoría aditivos químicos, pero también algunos alimentos de verdad, como soja, chile, sésamo, gambas, repollo, algas, champiñón, anchoas y sepia. Incluso estaba el que yo buscaba con más empeño: el ajo.

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A ver, no quiero decir que el ajo contenga realmente materia oscura, de esa que constituye más o menos el 85 % del universo y que, según los astrofísicos, está ahí pero no podemos ver directamente. Me refiero a eso que algunos expertos en nutrición han dado en llamar materia oscura nutricional y que engloba a miles de componentes que hay en los alimentos, que hasta hace poco eran totalmente desconocidos y que posiblemente afecten a nuestra salud, para bien o para mal. Dado que la comida es una constante universal en todos los humanos, la idea resulta tan intrigante como inquietante.

Según Albert-László Barabási, científico experto en redes complejas de la Escuela de Medicina Harvard (EE. UU.) que ha acuñado el citado concepto, “nuestro entendimiento de la influencia de la dieta sobre la salud es muy limitado, se reduce a unos ciento cincuenta componentes nutricionales. Pero esto representa solo una pequeña fracción de los elementos bioquímicos presentes en la comida”. En su opinión, ha llegado la hora de que los nutricionistas busquen esa materia para conocer de verdad lo que hay en el plato y su impacto en nuestro organismo.

La idea de que la comida es una rica y compleja mezcla de componentes bioquímicos no es nueva. Sin embargo, incluso los bien conocidos macronutrientes que suministran la mayor parte de la energía metabólica al cuerpo –proteínas, hidratos de carbono y grasas– son enormemente diversos. Además, existe un vasto elenco de micronutrientes –minerales, vitaminas y otros agentes bioquímicos– que, aunque generalmente se dan en cantidades minúsculas, pueden tener gran influencia en la salud. Una de las fuentes oficiales del saber acerca de esta compleja sopa bioquímica es la base de datos sobre nutrientes NND (National Nutrient Database), a cargo del Departamento de Agricultura de Estados Unidos (USDA). Contiene información sobre la composición de cientos de miles de platos y productos alimentarios, desglosados en 188 componentes nutricionales diferentes.

Si buscas la voz ajo, por ejemplo, aparecen 58.055 productos que lo contienen, desde el mismo ajo fresco hasta la sopa instantánea de fideos. En la entrada dedicada al ajo fresco ( raw garlic ) se listan sesenta y siete macro y micronutrientes cuantificados en microgramos por cada cien gramos y a veces incluso en concentraciones menores al 0,00001 %. Esto puede parecer de un detallismo exhaustivo, pero no abarca todo. De hecho, la lista omite uno de los componentes esenciales de este vegetal, la aliína, un sulfóxido que se encuentra en el ajo de forma natural y que le aporta su sabor y aroma característicos. Según Barabási, este es un problema general de la base de datos del USDA. Solo rastrea los componentes más comunes en los alimentos y omite los más raros y menos abundantes. En 2003, sus responsables trataron de llenar esa laguna y añadieron al panel de 150 componentes 38 flavonoides, unos metabolitos presentes en los vegetales que se cree que reducen el riesgo cardiovascular. Así, dejaron la lista en 188, pero no han ido más allá.

Por eso, hace diez años, después de haber intentado sin éxito obtener información detallada de la composición de varios alimentos, un equipo internacional de investigadores se propuso ampliar su alcance y crear una base de datos más completa. “En la NND solo pudimos identificar unas pocas decenas de elementos y no los cientos o miles que esperábamos. Fue una decepción, apenas nada sobre micronutrientes en alimentos muy comunes ”, dice David Wishart, de la Universidad de Alberta (Canadá), uno de los fundadores del proyecto de investigación. Así que se lanzaron a hacer sus propios análisis en laboratorio. El resultado es una ingente base de datos llamada FooDB, que según Wishart contiene información sobre 70 000 componentes, cuatrocientas veces más que la del USDA. Por ejemplo, frente a los 67 del ajo fresco para esta, FooDB aporta 2306. Es decir, que si se emplea la NND como referencia, el 99,5 % de lo que comemos es un misterio.

Pero incluso la FooDB está incompleta. De esos 2306 elementos presentes en el ajo, solo 146 se han podido cuantificar, lo que quiere decir que más de 2000 se sabe que están pero no en qué cantidad. Lo mismo ocurre con muchos otros alimentos. De hecho, un 85 % de los componentes nutricionales de los alimentos del mundo están aún por cuantificar.

 

En otras palabras, en lo que se refiere a la composición de la comidaque consumimos solo hemos llegado a evaluar la punta de la lechuga iceberg que, por cierto, para la NND contiene once componentes mientras que la FooDB cita más de cuatro mil. “La complejidad de la comida está extraordinariamente minusvalorada ”, dice Tim Spector, epidemiólogo del King's College de Londres y autor de El mito de las dietasy del más reciente Spoon-Fed: Why almost everything we’ve been told about food is wrong, que podría traducirse como Comida en bandeja: por qué casi todo lo que nos han contado sobre la alimentación es falso.En opinión de este científico y divulgador, “la comida es un asunto muy complicado, porque la química implicada en ella es complicada: cuando llega al intestino, interactúa con microorganismos y se producen nuevas reacciones químicas que desencadenan efectos complejos en el organismo. Hemos puesto el foco en los macronutrientes y las calorías y hemos dejado de lado todo este otro proceso. Afortunadamente, las investigaciones de Barabási nos están abriendo los ojos acerca de la complejidad del problema ”.

¿Y por qué complicar las cosas aún más? Porque la materia oscura de la dieta puede afectar a la salud tanto para bien como para mal, y “disponer de información más precisa sobre los componentes de la comida sería de gran ayuda para los investigadores de la nutrición”, según Larry Parnell , del Centro de Investigación de Nutrición Humana y Envejecimiento Jean Mayer USDA en la Universidad Tufts de Massachusetts.

¿Hasta qué punto puede ser útil esa información, teniendo en cuenta todo lo que falta por identificar en la composición de la dieta? “ Las implicaciones para la salud permanecen ocultas ” , dice Barabási, pero hay buenas razones para pensar que algunos de los componentes que ignoramos o despreciamos tienen efectos importantes (ver recuadro Carne roja, depende ). “ Seguro que algunos de esos nutrientes oscuros son importantes para la salud humana ” , dice Wishart, pero la idea no ha caído bien en algunos círculos tradicionales de la nutrición.

Para Mike Gibney, del University College Dublin (Irlanda), necesitamos identificar cuanto antes los factores confusos en la epidemiología nutricional, pero eso no quiere decir que haya grandes lagunas en nuestro conocimiento del tema: “ Los nutrientes son de sobra conocidos, y esto es lo que cuenta en cuanto al impacto de la dieta sobre las enfermedades no contagiosas. Aquí no hay materia oscura ” . Otros objetan que esos supuestos componentes malignos existen en cantidades microscópicas, pero, en opinión de Barabási, la idea induce a confusión: “ Las concentraciones de nutrientes, tanto los conocidos como los no detectados, varían desde la abundancia hasta la presencia infinitesimal, pero la concentración no es el único factor que cuenta ” . Por ejemplo, la vitamina E solo aporta unos pocos microgramos por cada ciengramos de ingesta de alimento, y sin embargo su ausencia tiene efectos adversos para el organismo. “Así que no es verdad que porque algunos componentes químicos aparezcan en cantidades microscópicas no influyan en la salud ”.

Para medir la escala de nuestra ignorancia, Barabási y sus colegas acudieron a otra base de datos, la Comparative Toxicogenomics Database, un inventario de miles de compuestos químicos y sus interacciones con nuestro cuerpo. Primero se centraron en los 67 componentes oficiales del ajo según la NND de la USDA y encontraron que ya se sabía que 37 de ellos estaban relacionados con la salud humana y las enfermedades. Después hicieron lo mismo con los 2306 componentes de este vegetal listado en la FooDB, y vieron que 574 tenían potenciales efectos sobre la salud. Estas vastas extensiones de complejidad inexplorada podrían ser la razón por la cual la ciencia de la nutrición ofrece tantas veces resultados inconsistentes y contradictorios, según Barabási.

 

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A cualquiera que siga las noticias y estudios que van apareciendo sobre nutrición le sonará: hoy, beber un vaso de vino tinto al día es bueno para la salud; al día siguiente, es malísimo. Lo mismo podemos decir de la carne roja, los huevos, las grasas saturadas, la leche y tantas otras cosas. Sin el cuadro completo de la composición nutricional de los alimentos, no hay manera de estar seguros. Igual ocurre con los micronutrientes. Dice Barabási: “Pensemos en el betacaroteno. Normalmente se considera un factor favorable para la salud cardiaca según los estudios epidemiológicos, pero no está demostrado empíricamente que añadir betacarotenos a la dieta tenga beneficios para el cuerpo, porque estos compuestos nunca aparecen solos en los vegetales, sino asociados a unas cuatrocientas moléculas diferentes. ¿Cuáles son las que influyen en la salud? ”.

Otra causa, según Wishart, de la inconsistencia de la ciencia nutricional es el efecto del microbioma en los nutrientes oscuros: “La composición química de estos es transformada por las bacterias intestinales. Por eso, los estudios sobre los beneficios de los alimentos producen resultados ambiguos. No controlamos lo suficiente las variaciones en la microflora digestiva ni en nuestro metabolismo innato. Cada persona procesa y obtiene dosis diferentes de metabolitos de la dieta ”. Sería necio considerar irrelevante el 99 % de lo que comemos, lo cual indica que queda mucho que aprender. Barabási opina que hay paralelismos entre nuestra manera de entender la relación entre nutrición y salud con nuestro conocimiento de la epidemiología genética antes de que se secuenciara el genoma humano. En los tiempos anteriores al genoma, solo se consideraba importante el 1,4 % del ADN humano: la parte donde se codifican las proteínas; el 98,6 % restante era basuray se veía como una pérdida de tiempo y recursos la idea de secuenciar el genoma completo.

Ahora sabemos que alrededor de dos tercios de las secuencias asociadas a la enfermedad están en esas regiones basura, muchas de ellas en las porciones de ADN que controlan la expresión de los genes. Eso no implica que vayamos a encontrar el santo grial de la relación entre dieta y salud en la materia oscura nutricional, pero no por ello debemos despreciar por irrelevantes el 99 % de los componentes de cuanto comemos. Para Barabási solo hay una respuesta y ya trabaja en ella: trazar el mapa completo de la materia oscura de la dieta, lo cual supone analizar los alimentos mediante técnicas lentas y laboriosas de laboratorio, como la espectrometría de masa y la resonancia magnética nuclear. Así que hay que mejorar esos métodos para poder ir más deprisa.

Pero además existen otros caminos. Barábasi y su equipo, que son físicos antes que nutricionistas, usaron el big data y la ciencia de redes complejas para probar, entre otras cosas, el origen genético de las enfermedades humanas, lo cual les condujo a la nutrición. “Los factores genéticos solo explican entre el 5 % y el 20 % de las causas de enfermedad. Queremos encontrar el resto. La comida contiene muchas claves para rellenar ese hueco, y el big data apenas se ha ocupado de la nutrición hasta ahora”. Junto con sus colegas, ha creado una herramienta para rastrear los estudios y textos científicos en busca de información sobre los componentes de la alimentación. En el ajo fresco han encontrado, por ejemplo, leves concentraciones de disulfuro de dialilo, un compuesto derivado de esta y otras plantas del género Alliumcon posibles beneficios para la salud, además de otros 96 compuestos que no aparecen en la lista de la FooDB. También han hallado 238 nuevos elementos en el cacao. Y hay que tener en cuenta que estos alimentos son solo dos entre los cerca de dos mil ingredientes naturales que la gente consume habitualmente. “Estamos investigando en otros productos, como la leche, las manzanas y la albahaca. Queremos abarcar la totalidad de los alimentos más comunes para reunir un estudio completo de la complejidad química de nuestra dieta”, dice Giulia Menichetti, del Instituto de Ciencias de Redes de la Universidad Northeastern de Massachusetts, que ha trabajado en el desarrollo de esta herramienta de análisis de textos, llamada FoodMine.

A todo lo dicho hasta ahora hay que sumar otra complicación añadida: cocinar los alimentos transforma los compuestos químicos presentes en otros diferentes, lo cual también tiene a veces consecuencias para la salud. Nos gustan los asados y la comida a la brasa porque los azúcares y aminoácidos reaccionan al calor para formar determinadas moléculas que les dan un sabor delicioso, pero también producen compuestos como la acrilamida, que es un potencial factor cancerígeno.

Si cocinamos y procesamos la materia oscura nutricional podrían producirse efectos similares, según Barabási. Después, el metabolismo también modifica los nutrientes, lo que añade más complejidad: “Las enzimas de la boca, el estómago y el intestino producen cambios químicos en los componentes de la comida. Por este motivo, muchos nutrientes oscuros son biotransformados en una variedad de pequeños extraños metabolitos que son redirigidos al torrente sanguíneo y a otros tejidos. Estos son los que tienen efectos para la salud”, dice Wishart. Por no hablar de los compuestos químicos añadidos a la comida procesada. Aún desconocemos lo que ocurre cuando llegan a nuestro metabolismo y al microbioma. Y si ya es intrincado identificar los ingredientes de la comida, averiguar cómo interactúan con la biología es un reto aún mayor. En definitiva, hace falta asociar las moléculas de comida a sus efectos moleculares en las células, dice Barabási, lo cual requiere mucha investigación.

Aquí las nuevas técnicas computacionales pueden ayudar. En la USDA, un equipo liderado por Parnell desarrolla mediante inteligencia artificial (IA) una herramienta de predicción de los patrones de actuación de los nutrientes oscuros de la dieta una vez que los hemos ingerido. Este sistema, bautizado PhyteByte, coteja referencias de la FooDB con otra base de datos llamada ChEMBL, un inventario de 1,9 millones de componentes que se sabe que producen ciertos efectos biológicos, a cargo del Instituto Europeo de Bioinformática de Cambridge, en el Reino Unido. Como proyecto piloto se han propuesto averiguar qué componentes registrados en la FooDB podrían activar una proteína implicada en el metabolismo de la grasa y la glucosa, lo cual es clave para el tratamiento de la diabetes. Durante su rastreo en la FooDB en busca de componentes con altas probabilidades de interactuar con la proteína, la IA encontró una decena. Dos ya se sabía que realizaban esa función, pero no los otros ocho. Entre estos estaban la sesamina procedente de las semillas de sésamo; la irigenina, un flavonoide de los frijoles, habas y alubias; y otros metabolitos del té y de algunas hierbas y especias. Según Parnell, va a llevar tiempo pero es posible llegar a completar el conocimiento de la actividad biológica de los 70 000 productos registrados en la FooDB.

El objetivo final es completar el cuadro de la interacción entre los nutrientes y la salud. Es una tarea colosal que requiere obtener más datos de los genomas individuales, microbiomas y otros factores, pero es la única manera de entender la nutrición y su relación con el organismo en toda su complejidad. Según Barabási, ya están obteniendo progresos. Por mi parte, no sé qué hacer con la sopa instantánea de fideos coreanos. Creo que de momento no me la voy a comer. No es que antes pensara que era un alimento saludable, pero tampoco quiero pasarme al lado oscuro de la nutrición.