Estudio, desarrollo y validación de índices de valoración del potencial antioxidante de la dieta y su aplicación en estudios epidemiológicos

Abstract

Introducción

La epidemiología nutricional tiene como objetivo conocer el impacto que la dieta y los factores asociados (estilos de vida, factores ambientales, etc.) tienen sobre la salud de la población. Los diferentes enfoques que se han aplicado en epidemiología nutricional para evaluar las asociaciones entre los factores dietéticos y el riesgo de desarrollar enfermedades han evolucionado con el tiempo, desde el estudio de nutrientes y alimentos o grupos de alimentos, hasta el enfoque actual más centrado en la valoración de un patrón dietético.

Los índices a priori son diseñados para valorar la adhesión a un patrón de dieta o a unas características particulares de la dieta. Existen índices basados en recomendaciones y guías dietéticas de países, índices basados en patrones dietéticos (dieta DASH y Dieta Mediterránea, DM), e índices basados en la valoración de la capacidad inflamatoria de la dieta y en el balance del estado antioxidante-oxidativo individual. La DM es un patrón dietético que se caracteriza por un alto consumo de alimentos de origen vegetal, entre los que destacan la ingesta de verduras, hortalizas, frutas frescas, frutos secos, legumbres y cereales preferiblemente en sus formas integrales. En los años 70 se introdujo el concepto de DM para definir este patrón de dieta. Sin embargo, no fue hasta 1995, cuando se definió una escala operativa para valorar la adhesión a este patrón mediante componentes y sistemas de puntuación específicos, obteniendo una medida unidimensional y de fácil aplicación. Desde entonces, han surgido numerosas formas de definir el patrón de DM, siendo destacables los índices derivados a partir de metodología a priori basados en la definición general de patrón de DM (basándose en el consumo de alimentos y nutrientes de algunas poblaciones para establecer criterios específicos de esa población de estudio o mediante criterios prefijados), basados en guías dietéticas mediterráneas y los derivados mediante metodología a posteriori.

El estrés oxidativo surge como resultado de un desequilibrio entre la producción de radicales libres y el sistema de defensa antioxidante. Los radicales libres (RL) estimulan el daño oxidativo de moléculas, lo que se ha relacionado con enfermedades inflamatorias como la aterosclerosis, ciertos cánceres y con el proceso de envejecimiento. La valoración de la capacidad antioxidante de la dieta aporta información global sobre el contenido de compuestos antioxidantes de la dieta. La dieta contiene vitaminas antioxidantes, como la vitamina C, la vitamina E, los carotenoides y minerales como el hierro tipo hemo, considerado prooxidante. Teniendo presente el concepto de índices de dieta anteriormente descrito, como una herramienta diseñada a priori y ampliamente utilizada en la literatura científica, surgió la hipótesis respecto al desarrollo de un instrumento en el que se combinaran diferentes componentes para valorar el estatus oxidativo individual de una forma sencilla. Al igual que los índices para valorar patrones de dieta o adhesión a determinadas recomendaciones nutricionales, se comenzaron a desarrollar índices que combinaban componentes antioxidantes y prooxidantes, denominados Índices de Balance Oxidativos, IBO. Esos índices permiten valorar el impacto de la exposición a determinados componentes y su asociación con la disminución del riesgo de desarrollar enfermedades crónicas. Los IBO combinan componentes dietéticos, componentes relacionados con los factores de los estilos de vida (FEV), componentes biomarcadores y/o componentes de medicación.

Objetivos

El objetivo general fue revisar, desarrollar y validar índices de dieta con potencial antioxidante en un estudio transversal en las cohortes del Estudio Prospectivo Europeo sobre Nutrición y Cáncer (EPIC) de Granada y Gipuzkoa, considerando información epidemiológica y biomarcadores del estatus antioxidante y de inflamación. Con este fin, se establecieron seis objetivos específicos: 1) Recopilar y analizar comparativamente índices de calidad de dieta sobre evaluación de patrones dietéticos a priori, desarrollados para valorar asociaciones con factores de riesgo y enfermedades crónicas en epidemiología nutricional; 2) Evaluar y comparar índices de adhesión al patrón dietético mediterráneo, definidos como índices a priori de Dieta Mediterránea (DM), considerando aspectos metodológicos, su desarrollo y validación en estudios epidemiológicos; 3) Examinar el perfil antioxidante dietético (vitaminas, Capacidad Antioxidante Total, CAT y compuestos fenólicos) de índices a priori de adhesión al patrón de DM en la cohorte EPIC Granada-Gipuzkoa; 4) Identificar en la literatura Índices de Balance Oxidativo (IBO) desarrollados a priori, analizando y comparando sus componentes, y evaluando su asociación con la incidencia de enfermedades crónicas; 5) Desarrollar IBO a priori en la cohorte EPIC Granada-Gipuzkoa, considerando nuevos componentes dietéticos, factores de los estilos de vida y alimentos y 6) Validar los IBO a priori en términos de su relación con el balance oxidativo individual mediante índices a priori de adhesión a la DM y biomarcadores en la cohorte EPIC-Granada-Gipuzkoa.

Metodología

Objetivos específicos 1 y 2

Se realizó una revisión bibliográfica en PubMed (hasta 2014) sobre índices de calidad de dieta a priori y sobre los estudios que desarrollaban y aplicaban éstos índices. También se realizó una revisión exhaustiva de los índices que evaluaban la adhesión a patrones de DM a priori.

Objetivo específico 3

Diseño: estudio descriptivo transversal. Se empleó una población de estudio de 14.756 individuos procedentes del estudio EPIC, con edades entre 32 a 69 reclutados entre 1992 a 1996. El estudio EPIC (European Prospective into Cancer and Nutrition, Estudio Europeo sobre Nutrición y Cáncer) es una cohorte formada por más de medio millón de personas procedentes de diferentes países y regiones de Europa (10 países con 23 centros), con más de veinte años de seguimiento. En relación con la cohorte EPIC-España, se reclutaron sujetos en 5 centros, obteniéndose una muestra de 41.448 personas de entre 35 a 65 años. En este trabajo se han considerado los participantes de las cohortes EPIC-Granada y EPIC-Gipuzkoa.

Los participantes proporcionaron información sobre la dieta mediante un cuestionario de historia de dieta validado. Se estimaron mediante bases de datos de composición de alimentos (EPIC-ENDB) diferentes antioxidantes (vitamina C, β-caroteno y α-tocoferol), métodos de medida de Capacidad Antioxidante Total (FRAP, TRAP, ABTS-TEAC y ORAC), polifenoles totales, flavonoides y el índice Polyphenol Antioxidante Content Score (PAC score). Por otra parte, se operacionalizaron 21 índices de DM. Se calcularon coeficientes de correlaciones de Spearman entre los índices y se estimó el grado de acuerdo entre los índices mediante el índice de kappa ponderado. Los perfiles antioxidantes entre los índices se compararon mediante medias geométricas. La relación entre cada índice de DM con los componentes del perfil antioxidante se evaluó mediante análisis de regresión lineal multivariante, controlando por factores de confusión como edad, sexo y centro.

Objetivo específico 4 y 5

Se realizó una revisión exhaustiva de la literatura en la base de datos de PubMed. Se consideraron los estudios que desarrollaban IBO mediante metodología a priori publicados hasta agosto de 2018. Posteriormente, se desarrollaron dos IBO y diferentes versiones modificadas en la cohorte EPIC Granada-Gipuzkoa. Se seleccionaron a priori los componentes (antioxidantes y prooxidantes), en base a su impacto sobre el estado oxidativo individual. Los componentes incluidos en los IBO fueron: 1) nutrientes y otros componentes de la dieta; 2) grupos de alimentos y alimentos 3) FEV.

Objetivo específico 6

El estudio de validación de los IBO desarrollados, con los índices de DM y con los biomarcadores nutricionales, de estrés oxidativo y de inflamación, se llevó a cabo en dos muestras de la población de estudio: la muestra total de 14.756 sujetos pertenecientes a la cohorte EPIC Granada-Gipuzkoa, y una submuestra de 210 sujetos para el estudio de validación con biomarcadores. Los sujetos del subgrupo de la muestra (n=210) fueron seleccionados de forma aleatoria de las dos cohortes según sexo, edad y centro.

Resultados y discusión

En la revisión de la literatura se seleccionaron 38 índices de calidad de dieta a priori. Estos índices se clasificaron en tres grupos: 1) índices basados en recomendaciones dietéticas, 24 índices; 2) índices basados en la adhesión al patrón dietético de la dieta DASH, 4 índices y 3) índices basados en guías dietéticas de países, 10 índices. La revisión bibliográfica de índices de calidad de la dieta identificó 22 índices de adhesión a la DM. Los índices encontrados presentaron numerosas diferencias en cuanto al número, tipos de componentes (principalmente dietéticos, grupos de alimentos, alimentos, nutrientes, ratios de nutrientes y otros componentes de la dieta), así como en el sistema de puntuación de los componentes de cada índice (basados en la distribución de la ingesta de la población de estudio o basado en una cantidad de ingesta prefijada).

Los análisis de correlación entre los índices de DM mostraron que la mitad de ellos presentaban una moderada o baja correlación (rho <0,5). Tres de los índices aplicados, Mediterranean Dietary Pattern (MDP-2002), PREDIMED y Alternate Mediterranean Diet Index (aMED) presentaron la ingesta más alta de vitaminas antioxidantes, de CAT, PT, flavonoides, y del PAC score. Estos índices junto con los del subgrupo “Mediterranean Diet Scale (MD Scale)”, fueron los que presentaron el mayor nivel de ingesta de todos los componentes del perfil antioxidante de la dieta.

En la revisión de la literatura se encontraron 21 IBO. Estos IBO presentaron diferencias respecto a los componentes incluidos, el sistema de puntuación y otras adaptaciones. Los IBO incluyen componentes antioxidantes y prooxidantes procedentes de componentes dietéticos, biomarcadores, FEV o consumo de medicamentos y en gran parte de ellos, cada componente considera una ponderación equitativa a la puntuación total del IBO. Todos los IBO se asociaron con un menor riesgo de enfermedad cardiovascular, de enfermedad renal crónica, de adenomas colorrectales y de diferentes tipos de cáncer (colorrectal y cáncer de mama) así como con una disminución de la mortalidad global por todas las causas, y encontrándose resultados contradictorios en el caso del cáncer de próstata.

En las cohortes EPIC Granada-Gipuzkoa se desarrollaron dos IBO y sus versiones modificadas: 1) Tradicional-dietético con componentes dietéticos (8 componentes) y componentes FEV (6 componentes), denominado IBO TRA-DIE y sus versiones modificadas: IBO-DIE sólo con los 8 componentes dietéticos, e IBO-FEV sólo con los 6 componentes FEV; 2) Alimentos y estilos de vida, IBO ALIM-FEV (17 componentes, 11 componentes alimentos y 6 componentes FEV) así como su versión modificada que sólo incluye 11 componentes de alimentos, IBO-ALIM.

Las dos versiones de IBO TRA-DIE y el IBO ALIM-FEV y sus versiones modificadas se correlacionaron positivamente (rho=0,71 entre el IBO TRA-DIE y el IBO ALIM-FEV y de rho=0,58 entre el IBO TRA-DIE y el IBO-ALIM), y se asociaron de forma positiva y estadísticamente significativa con los 15 índices de DM seleccionados (p-valor <0,001). La versión original de IBO TRA-DIE se asoció significativamente con un aumento en los niveles medios de ácido ascórbico (β=0,012) y con la proteína C reactiva (β=-0,021), si bien también se observaron asociaciones negativas con el ácido úrico (β=-0,005), polifenoles totales (β=-2,036), y ORAC sin proteínas (β=-0,005) (p-valor <0,05) (modelo ajustado a edad, sexo, centro e ingesta energética total). En este modelo, la proporción de la varianza explicada por los diferentes biomarcadores osciló entre 1,9 % (TEAC-ABTS) y 31,3% (vitamina C). Respecto a las versiones simplificadas, IBO-DIE e IBO-FEV, se observaron resultados similares. En relación con los IBO basados en alimentos, en el IBO ALIM-FEV (ajustado a centro, sexo, edad e ingesta energética total) se observaron asociaciones estadísticamente significativas y positivas con la vitamina C total (β=0,014, p-valor = 0,030) y el ácido ascórbico (β=0,014, p-valor = 0,022) y negativas con los PT (β=-2,528, p-valor = 0,021). La proporción de la varianza explicada por cada biomarcador osciló entre 1,9% (ABTS-TEAC) y 31,8% (vitamina C total). Por lo tanto, estos IBO reflejan el estado antioxidante-oxidativo individual.

Conclusiones

1. Se han identificado un total de 38 índices de calidad de la dieta, que se han clasificado a su vez en tres subgrupos: 24 índices basados en recomendaciones dietéticas, principalmente los índices DQI, 4 índices del patrón dietético de la dieta DASH, y 10 índices basados en guías dietéticas de algunos países.

2. Las diferencias en la definición de los índices de DM es lo que les confiere heterogeneidad, limitando su interpretación y comparación entre los estudios epidemiológicos, y lo que podría explicar las diferencias que los estudios reportan sobre las relaciones DM-enfermedad. Es necesario consensuar índices de adhesión a la DM que permitan clasificar a la población en niveles de adhesión comparables.

3. Se han aplicado 21 índices de DM en la población de estudio EPIC-Granada-Gipuzkoa. La correlación entre pares de índices es moderada-débil en la mayoría de los mismos, lo que demuestra que existen diferencias notables entre los índices a pesar de que todos representan un patrón de DM.

4. En la comparación del perfil antioxidante de la dieta de éstos 21 índices de DM también se encuentran diferencias. La adhesión a los índices PREDIMED, CARDIO, aMED y MDP-2002, supone una mayor ingesta de alimentos y nutrientes antioxidantes. Se justifica la aplicación de éstos índices en los estudios epidemiológicos dado este mejor perfil antioxidante.

5. En los estudios sobre asociaciones entre la adhesión al IBO con el riesgo de desarrollar enfermedades se pone de manifiesto que es necesario considerar conjuntamente componentes dietéticos y de los estilos de vida. La consideración de sistemas de puntuación complejos, componentes de biomarcadores o interacciones genéticas no contribuyen a una mejor definición del IBO.

6. Se han considerado componentes novedosos como la CAT y el exceso de la ingesta energética para mejorar la definición del concepto de IBO y, en consecuencia, establecer asociaciones IBO-enfermedad más sólidas. El IBO basado en alimentos representa una implementación más simple respecto a los IBO tradicionales, lo que facilita su aplicación en los estudios epidemiológicos.

7. En el estudio de validación de los IBO con un conjunto de biomarcadores de nutrientes antioxidantes, de estrés oxidativo y de inflamación, se encuentra que los dos IBO desarrollados se asocian positivamente con los niveles plasmáticos de ácido ascórbico, y negativamente con los niveles de proteína C reactiva. Por lo tanto, estos IBO reflejan el estado antioxidante-oxidativo y son aplicables en los estudios epidemiológicos.