Programa de Intervención Psico-Nutricional-Sostenible y su Efecto Sobre La Huella Hídrica y de Carbono, Biomarcadores Metabólicos y Microbiota Intestinal en Población Mexicana

Abstract

Introducción: México está atravesando por una importante crisis medioambiental y nutricional, y su principal causa son las conductas insostenibles de la población. Una propuesta para contribuir a la solución de ambos problemas en conjunto es la adopción de dietas sostenibles, que consideran la salud, nutrición, economía, sociedad, cultura y medio ambiente. Sin embargo, en México y el mundo no se ha diseñado aún un programa de intervención orientado en este sentido. Objetivo: Diseñar un programa de intervención psico-nutricional-sostenible y evaluar su efecto sobre la huella hídrica y de carbono, biomarcadores metabólicos y microbiota intestinal en población mexicana. El estudio se dividió en tres etapas con objetivos específicos. Metodología: Etapa 1: Se realizaron dos estudios de evaluación y diagnóstico de la situación nutricional y medioambiental de Jalisco, México. Estos fueron estudios transversales en muestras representativas de la población. En el estudio 1 se evaluó a una muestra de 395 adultos de entre 18 y 74 años. Se evaluó su estado nutricional, ingesta dietética y su impacto medioambiental (huella hídrica), por medio de un Cuestionario de Frecuencia de Consumo de Alimentos (CFCA) validado y el método Water Footprint Assessment (WFA). Se llevaron a cabo análisis estadísticos descriptivos, de comparación de acuerdo con el nivel de adiposidad de la población, y análisis de riesgo y relaciones para identificar alimentos con alto impacto medioambiental y efectos deletreos o benéficos para la salud. En el estudio 2 se evaluó a 400 adultos de 18 a 74 años, de la Zona Metropolitana de Guadalajara, México. Se empleó un CFCA y se calculó su huella hídrica dietética con el método WFA. Se llevó a cabo un análisis de componentes principales (ACP) para identificar patrones dietéticos en la población. Una vez realizados los estudios, se llevó a cabo el diseño de una intervención psico-nutricional-sostenible. Se empleó el modelo de dietas sostenibles, el modelo de rueda de cambio de comportamiento y el modelo QC7G. Se desarrolló material para cargar en una aplicación móvil que incluyó una guía alimentaria sostenible, recetas, y planes alimenticios sostenibles, así como recordatorios y técnicas de modificación conductual. Etapa 2: Se llevó a cabo la intervención durante 7 semanas, y un periodo de seguimiento de 7 semanas, con una semana de monitoreo intermedia (semana 8). Se incluyeron 100 adultos jóvenes de 18 a 35 años (grupo control n=50, grupo de intervención n=50), empleando una aplicación móvil. Se utilizó el modelo de proceso de atención nutricia, incorporando evaluación (basal), diagnóstico, intervención, monitoreo y evaluación final. Se consideraron indicadores antropométricos, bioquímicos, clínicos, dietéticos, medioambientales, de nivel socioeconómico, conocimientos nutricionales-sostenibles, aspectos conductuales y de actividad física. Se incluyeron 13 objetivos conductuales empleando aproximaciones sucesivas en talleres en línea dos veces por semana. Estos se orientaron a incrementar la realización de actividad física y el consumo de alimentos y platillos mexicanos, frutas y vegetales, cereales integrales, leguminosas, semillas y grasas saludables, y a disminuir el consumo de lácteos, huevos, pescados y mariscos, pollo, carnes rojas (res y cerdo) y procesadas, alimentos ultra-procesados, azúcares añadidos y alimentos altos en grasas trans y saturadas. Cada taller consideró los elementos del modelo de dietas sostenibles. A cada participante se le prescribió un plan alimenticio sostenible personalizado semanal (acorde a la guía alimentaria). La población fue monitorizada empleando la aplicación móvil que incluyó técnicas de modificación conductual relacionadas con las guías, educación, persuasión, incentivación y coerción. Estas funcionaron con base en envío de mensajes diarios que se orientaron a comunicación de riesgos y beneficios y “nudges” (empujones), así como una economía de fichas a partir de registros dietéticos. Etapa 3: Al final de las 7 semanas de intervención (semana 8) y 7 de seguimiento (semana 15), se evaluó el efecto de la intervención sobre la huella hídrica empleando el método huella hídrica y de carbono con base en el método Life Cicle Assessment (LCA). También se evaluaron los efectos sobre el perfil lipídico (colesterol total, LDL y HDL, y triglicéridos) y glucosa sérica empelando métodos enzimáticos colorimétricos. Los cambios sobre la microbiota intestinal de la población también fueron analizados. Se empleó Reacción en Cadena de la Polimerasa en tiempo real (qPCR) para 10 bacterias asociadas a salud metabólica, las cuales incluyeron Firmicutes, Bacteroidetes, Lactobacillus, Bifidobacterium, Faecalibacterium prausnitzii, Akkermansia muciniphila, Prevotella copri, Bilophila wadsworthia, Clostridium coccoides, y Streptococcus thermophilus. 80 participantes completaron el estudio (n = 40 por grupo). Se evaluaron los efectos de la intervención por medio de análisis descriptivos, comparativos y modelos de regresión lineal de efectos mixtos. Los análisis se realizaron en el programa STATA 12Ò y GraphPad Prism 10Ò. Resultados: Etapa 1: En el estudio 1 se identificó una huella hídrica dietética promedio de 6,056 litros por persona por día (L p-1d-1), que es un 55% más alta que la huella hídrica de las dietas saludables internacionales. El consumo de carne vacuna, leche, frutas, pollo y cereales grasos representó el 56% de la huella hídrica total. Se encontró un impacto significativo del sobrepeso y la obesidad sobre el medio ambiente (p < 0.05). En el estudio 2 se identificaron tres patrones dietéticos en la población, uno basado en la dieta tradicional mexicana y una dieta occidentalizada (Transición Nutricional Media) consumido por el 55%, otro Saludable Basado en Plantas (28%) y uno más, Alto en Proteína Animal (17%). También se encontraron altas tasas de sobrepeso y obesidad y una huella hídrica incluso más elevada que en el estudio 1 (6,620 L p-1d-1). Con respecto al diseño de la intervención se diseñó y validó una guía alimentaria sostenible, menús y un recetario sostenible. También se diseñó material psico-nutricional-sostenible validado para su uso en la intervención. Etapa 2: Se tamizaron a 319 adultos de 18 a 35 años, de los cuales 100 fueron aleatorizados en un grupo control y de intervención. Al final, 80 participantes terminaron el estudio, 40 en el grupo control y 40 en el grupo de intervención. El grupo de intervención mostró una alta participación en la intervención, y usaron la aplicación móvil durante las 7 semanas de intervención. Etapa 3: El grupo de intervención incrementó significativamente su consumo de frutas, vegetales, cereales integrales, leguminosas y disminuyeron significativamente su ingesta de alimentos de origen animal y ultraprocesados (p < 0.05). La actividad física también aumentó, tanto en tiempo como en nivel. Los tipos de actividad física realizados también cambiaron. Se encontraron cambios estadísticamente significativos en los niveles de glucosa, colesterol total y HDL y la presión arterial del grupo de intervención (p < 0.05). La huella hídrica y de carbono disminuyeron en más del 40% (p < 0.05), y la microbiota intestinal presentó cambios variables entre bacterias y participantes. Se encontraron diferencias estadísticamente significativas entre la abundancia relativa de Bilophila wadsworthia después de la intervención, en el grupo control e intervención, con mayores niveles en el grupo control. La abundancia relativa de Bacteroidetes tuvo un aumento significativo de la semana 0 a la semana 8 en el grupo de intervención (p < 0.05). Desde una perspectiva psicológica, se identificaron aumentos en las intenciones y motivaciones para consumir alimentos sostenibles y aumentó la preocupación de la población por los elementos ambientales, culturales, sociales y de salud vinculados al consumo de alimentos. Conclusión: La dieta actual mexicana tiene uno de los mayores impactos medioambientales a nivel mundial, además de tener altas tasas de sobrepeso y obesidad (>60%). Una intervención psico-nutricional-sostenible puede modular ciertos biomarcadores metabólicos, la microbiota intestinal y disminuye el impacto medioambiental de la dieta. Esta tesis proporcionó una evaluación y guía nutricional y medioambiental para desarrollar futuras intervenciones. De acuerdo con los resultados de este estudio, las dietas sostenibles representan una forma eficaz de mejorar la salud humana y disminuir el impacto ambiental, y la ciencia del comportamiento demostró ser el medio adecuado para realizar intervenciones para promover dietas sostenible.

Introduction: Mexico is currently facing a significant environmental and nutritional crisis, primarily due to the unsustainable behaviors of its population. One proposed solution to address both issues simultaneously is the adoption of sustainable diets, which consider health, nutrition, economy, society, culture, and the environment. However, no intervention program has been designed in this regard in Mexico or globally. Objective: To design a sustainable-psycho-nutritional intervention program and evaluate its effect on the water and carbon footprint, metabolic biomarkers, and gut microbiota in the Mexican population. The study was divided into three stages with specific objectives. Methodology: Stage 1: Two evaluation and diagnostic studies of the nutritional and environmental situation in Jalisco, Mexico, were conducted. These were cross-sectional studies in representative population samples. In Study 1, a sample of 395 adults aged 18 to 74 years was evaluated for nutritional status, dietary intake, and environmental impact (water footprint), using a validated Food Frequency Questionnaire (FFQ) and the Water Footprint Assessment (WFA) method. Descriptive, comparative statistical analyses based on population adiposity levels, and risk and relationship analyses were conducted to identify foods with high environmental impact and deleterious or beneficial health effects. In Study 2, 400 adults aged 18 to 74 years from the Guadalajara Metropolitan Area, Mexico, were evaluated using an FFQ and their dietary water footprint calculated with the WFA method. A principal component analysis was performed to identify dietary patterns in the population. Following the studies, a psycho-nutritionalsustainable intervention was designed using the sustainable diets model, the behavioral change wheel model, and the QC7G model. Material for a mobile application was developed, including a sustainable dietary guide, recipes, and sustainable meal plans, along with reminders and behavioral modification techniques. Stage 2: The intervention was conducted over 7 weeks, with a 7-week follow-up period, including an intermediate monitoring week (week 8). The study included 100 young adults aged 18 to 35 years (control group n=50, intervention group n=50) using a mobile application. The nutrition care process model was utilized, incorporating baseline evaluation, diagnosis, intervention, monitoring, and final evaluation. Anthropometric, biochemical, clinical, dietary, environmental, socioeconomic level, sustainable nutritional knowledge, behavioral aspects, and physical activity indicators were considered. Thirteen behavioral objectives were included, using successive approximations in online workshops twice a week. These aimed to increase physical activity and the consumption of Mexican dishes, fruits and vegetables, whole grains, legumes, seeds, and healthy fats, while reducing the consumption of dairy, eggs, seafood, chicken, red and processed meats, ultra-processed foods, added sugars, and foods high in trans and saturated fats. Each workshop included elements of the sustainable diets model. Each participant was prescribed a weekly personalized sustainable meal plan (according to the dietary guide). The population was monitored using the mobile application, which included behavioral modification techniques related to guides, education, persuasion, incentivization, and coercion. These worked based on daily message sending focused on risk and benefit communication and "nudges," as well as a token economy from dietary records. Stage 3: At the end of the 7-week intervention (week 8) and 7-week follow-up (week 15), the effect of the intervention on the water footprint was evaluated using the WFA method and the carbon footprint using the Life Cycle Assessment (LCA) method. The effects on the lipid profile (total cholesterol, LDL, HDL, and triglycerides) and serum glucose were also evaluated using colorimetric enzymatic methods. Changes in the gut microbiota of the population were also analyzed using real-time polymerase chain reaction (qPCR) for 10 bacteria associated with metabolic health, including Firmicutes, Bacteroidetes, Lactobacillus, Bifidobacterium, Faecalibacterium prausnitzii, Akkermansia muciniphila, Prevotella copri, Bilophila wadsworthia, Clostridium coccoides, and Streptococcus thermophilus. Eighty participants completed the study (n = 40 per group). The effects of the intervention were evaluated using descriptive, comparative analyses and mixed-effects linear regression models. The analyses were conducted using STATA 12® and GraphPad Prism 10®. Results: Stage 1: Study 1 identified an average dietary water footprint of 6,056 liters per person per day (L p-1d-1), which is 55% higher than the water footprint of international healthy diets. Consumption of beef, milk, fruits, chicken, and fatty cereals accounted for 56% of the total water footprint. A significant impact of overweight and obesity on environmental impact was found (p < 0.05). Study 2 identified three dietary patterns in the population: one based on the traditional Mexican diet and a Westernized diet (Medium Nutritional Transition) consumed by 55%, another Plant-Based Healthy (28%), and one more Animal Protein High (17%). High rates of overweight and obesity and an even higher water footprint than in Study 1 (6,620 L p-1d-1) were also found. Regarding the intervention design, a sustainable dietary guide, menus, and a sustainable recipe book were designed and validated. Psychonutritional- sustainable material was also designed and validated for use in the intervention. Stage 2: 319 adults aged 18 to 35 years were screened, of which 100 were randomized into a control and intervention group. At the end, 80 participants completed the study, 40 in the control group and 40 in the intervention group. The intervention group showed high participation and used the mobile application during the 7- week intervention. Stage 3: The intervention group significantly increased their consumption of fruits, vegetables, whole grains, legumes and significantly reduced their intake of animal-based and ultra-processed foods (p < 0.05). Physical activity also increased, both in time and level. The types of physical activity performed also changed. Significant changes in glucose levels, total cholesterol, HDL, and blood pressure were found in the intervention group (p < 0.05). Water and carbon footprints decreased by more than 40% (p < 0.05), and gut microbiota showed variable changes among bacteria and participants. Statistically significant differences were found in the relative abundance of Bilophila wadsworthia after the intervention in the control and intervention groups, with higher levels in the control group. The relative abundance of Bacteroidetes significantly increased from week 0 to week 8 in the intervention group (p < 0.05). From a psychological perspective, increases in intentions and motivations to consume sustainable foods were identified, and population concern for environmental, cultural, social, and health elements linked to food consumption increased. Conclusion: The current Mexican diet has one of the highest environmental impacts worldwide, besides having high rates of overweight and obesity (>60%). A sustainable-psycho-nutritional intervention can modulate certain metabolic biomarkers, gut microbiota, and reduce the environmental impact of the diet. This thesis provided an evaluation and nutritional and environmental guide to develop future interventions. According to the results of this study, sustainable diets represent an effective way to improve human health and reduce environmental impact, and behavioral science proved to be the appropriate means for interventions to promote sustainable diets.