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| Fuente de la imagen: Aprendiendo a preparar un simientero (M. Velasco, 2019) |
Nuestro sistema alimentario actual, que depende en gran medida de productos básicos como el maíz, el trigo, el aceite de palma y la soja, ha llevado a la dominación del mercado por productos primarios de alto rendimiento y alimentos altamente procesados, a menudo ricos en azúcar, grasas y sodio, y bajos en nutrientes esenciales y fitoquímicos beneficiosos (Smith et al., 2021). Las dietas poco saludables se relacionan con un mayor riesgo de enfermedades crónicas como la obesidad (Bales & Porter Starr, 2018), la diabetes (Sandouk & Lansang, 2017), enfermedades cardiovasculares (Badimon et al., 2019) y ciertos tipos de cáncer (Mentella et al., 2019; Mozaffarian, 2016). Además, la ganadería es una de las principales causas de emisiones de gases de efecto invernadero, uso de la tierra y degradación ambiental (Howden et al., 2007). Y es que la naturaleza ofrece una fuente prácticamente ilimitada de compuestos con efectos positivos en la salud humana, conocidos como bioactivos naturales. Estos se pueden clasificar en cuatro categorías principales (Kussmann et al., 2023): • Macronutrientes: Incluyen carbohidratos, lípidos y proteínas (Kussmann et al., 2023). Históricamente vistos sólo como fuentes de energía y bloques de construcción, ahora se aprecian por la variedad de componentes dietéticos que los componen (Kussmann et al., 2023). Dentro de las proteínas, destacan los péptidos bioactivos, que son como el "lenguaje de la naturaleza", regulando y afinando las funciones de los sistemas vivos (Kussmann et al., 2023; Chakrabarti et al., 2018; Liu et al., 2022). Una característica única es que los péptidos están directamente codificados en el genoma, lo que permite predecir sus funciones biológicas utilizando métodos computacionales (Kussmann, 2022).
• Micronutrientes: Presentes en cantidades mucho menores, incluyen vitaminas y minerales esenciales para el funcionamiento saludable del cuerpo (Kussmann et al., 2023). El entendimiento de los micronutrientes ha evolucionado de una visión reduccionista a un enfoque de sistemas, reconociendo que los nutrientes actúan en sinergia y que el patrón dietético general es básico (Kaput et al., 2017). La biodisponibilidad y los requerimientos de micronutrientes están influenciados por factores como la genética, el microbioma intestinal y la exposición a lo largo del tiempo (Fuzo et al., 2021; Kaput et al., 2022; Mathias et al., 2018). El perfil metabolómico, que mide los perfiles de nutrientes y metabolitos en fluidos corporales, permite una evaluación más objetiva del estado nutricional que los métodos de autoinforme (Andraos et al., 2019). • Fitonutrientes: Compuestos naturales en alimentos vegetales como frutas, verduras, cereales integrales, nueces y legumbres (Kussmann et al., 2023). Aunque no se consideran nutrientes esenciales, se asocian con numerosos beneficios para la salud, incluyendo propiedades antioxidantes, antiinflamatorias y neuroprotectoras (Kussmann et al., 2023; Hoang & Kim, 2021). Un ejemplo son los polifenoles, que se encuentran en el té, frutas, verduras y chocolate, y mejoran los perfiles lipídicos, la presión arterial y la resistencia a la insulina (van Duynhoven et al., 2011; Rana et al., 2022). Los polifenoles del cacao, por ejemplo, pueden modificar factores de riesgo de afecciones crónicas (Lin et al., 2016; Jumar & Schmieder, 2016; Barrera-Reyes et al., 2019; Barrera-Reyes et al., 2021).
• Reguladores del microbioma: Incluyen cepas bacterianas promotoras de la salud (probióticos) y compuestos alimentarios que influyen en la composición y actividad de la flora intestinal (prebióticos) (Kussmann et al., 2023). Las simbiosis, que son combinaciones optimizadas de pre- y probióticos, y los postbióticos, como los ácidos grasos de cadena corta derivados de microbios, también forman parte de esta clase (Kussmann et al., 2023). El microbioma humano es un ecosistema complejo de bacterias, hongos, protistas, arqueas y virus, siendo el tracto gastrointestinal el órgano más densamente poblado (Kelly et al., 2022; Martinez-Guryn et al., 2019). Se estima que los microbiomas humanos contienen millones de genes, hasta el 99.9% de la capacidad genética del cuerpo humano (Schloissnig et al., 2013). Aunque todavía no hay una definición de "microbioma intestinal saludable" (de Vos et al., 2022), la investigación se enfoca en reducir cepas patológicas y aumentar bacterias beneficiosas (Petschow et al., 2013). La interacción entre el microbioma intestinal y el cerebro (eje intestino-cerebro) se estudia por su influencia en el sistema nervioso y el comportamiento (Tan et al., 2022). La Inteligencia Artificial está facilitando el establecimiento de relaciones mecánicas dentro del ecosistema microbiano intestinal y sus efectos en la salud del huésped (Levin et al., 1979).
La descripción y el desarrollo de bioactivos naturales han sido tradicionalmente lentos y percibidos como ineficientes (Beutler, 2019). Las estructuras complejas de los productos naturales pueden dificultar y encarecer su síntesis, y asegurar un suministro estandarizado y sostenible de la materia prima es un reto (Beutler, 2019). Sin embargo, la Inteligencia Artificial (IA) y el diseño computacional están acelerando este proceso, permitiendo predecir péptidos bioactivos que probablemente generen beneficios específicos (Doherty et al., 2021; Kennedy et al., 2020; Casey et al., 2021). Esta estrategia de "diseño para el beneficio" acelera la identificación y traducción de bioactivos, reduciendo significativamente el tiempo desde el concepto hasta el producto (Kussmann et al., 2023; Schläpfer et al., 2017; Doherty et al., 2021; Kussmann & Cunha, 2022). Esto contrasta con los enfoques "de abajo hacia arriba" tradicionales, donde se cosechan y prueban bioactivos sin una guía previa clara para su aplicación (Kussmann et al., 2023). Por lo anterior, es necesario aprovechar los recursos naturales de manera más sostenible y eficiente para asegurar un suministro adecuado de macro y micronutrientes a la población mundial (White & Brown, 2010), buscando erradicar el hambre y la "hambre oculta" (la falta de micronutrientes en la dieta, Kaput et al., 2015), al tiempo que se reducen los costes de atención médica al prevenir enfermedades relacionadas con la dieta (Kaput et al., 2015). La humanidad no puede alimentar a una población de 8 mil millones de personas hoy y 10 mil millones en 2080 si se mantiene un alto consumo de proteína animal, especialmente en los países occidentales (Willett et al., 2019). Reducir el consumo de carne de res, lácteos y cerdo es una prioridad de sostenibilidad clave debido al uso excesivo de tierra y agua, y las emisiones de gases de efecto invernadero (Poore & Nemecek, 2018; Aleksandrowicz et al., 2016).
Existen alternativas sostenibles a las proteínas de origen animal, como proteínas de origen vegetal (soja, lentejas, cereales, guisantes, nueces), insectos (entomofagia), macro y microalgas, y la agricultura celular (carne cultivada en laboratorio) (Rumpold & Schlüter, 2013; Smith et al., 2021; Hoek et al., 2011; Biris-Dorhoi et al., 2020; Sasaki & Yoshikuni, 2022; Rocha et al., 2022; Smetana et al., 2023; Hadi & Brightwell, 2021; Varghese et al., 2019). La fermentación de precisión es un campo en rápido crecimiento que utiliza enfoques biotecnológicos avanzados para producir moléculas nutritivas y beneficiosas para la salud de manera controlada y precisa (de Leoz et al., 2015). Asegurar el suministro adecuado de micronutrientes es un desafío debido a factores como la capacidad de producción de alimentos, el acceso a productos saludables (Winkler et al., 2020) y el impacto del cambio climático en los cultivos (Gomez-Zavaglia et al., 2020). Los suplementos de micronutrientes pueden ser una opción, al menos intermedia, para compensar las deficiencias (Cole, 2012). La investigación en "nutrición de sistemas" ayuda a entender la composición nutricional de los alimentos, cómo preservar los nutrientes y cómo optimizar la ingesta (Hammond & Dubé, 2012; Herforth et al., 2014).
La investigación sobre el microbioma, impulsada por la IA y la metagenómica, avanza desde estudios de asociación a una comprensión funcional más profunda, abriendo posibilidades para intervenciones y opciones de tratamiento (Barone et al., 2022; Hitch et al., 2022). Adoptar un enfoque de "siembra a través de la alimentación" para el microbioma, que interprete o incluso diseñe alimentos para fomentar el crecimiento de bacterias intestinales beneficiosas, parece una estrategia más asequible y escalable, que contribuirá a un enfoque más holístico y sostenible de la salud nutricional (Michelini et al., 2018). Concluyendo, es básico aprovechar de manera más eficiente y sostenible la riqueza de los bioactivos naturales para el beneficio tanto de la salud humana como la del planeta (Kussmann et al., 2023). La nutrición de sistemas, la biología computacional y la inteligencia artificial son las disciplinas científicas clave que permiten esta transformación, al facilitar un enfoque eficiente y dirigido de "diseño para el beneficio", que complementa o incluso reemplaza la estrategia convencional de "encontrar, probar y ver" (Kussmann et al., 2023). Este enfoque integral es necesario para alimentar a la población mundial de forma más saludable y sostenible, ahora y para las generaciones futuras (Kussmann et al., 2023). Esta compilación se ha centrado fundamentalmente en la lectura del artículo de Kussmann, M., Abe Cunha, D. H., & Berciano, S. (2023) y a partír de ahí la consulta del resto de bibliografía referenciada.
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