La interacción del genoma y el ambiente en la hipertensión arterial / The interaction of genome and environment with hypertension

Introducción: la hipertensión arterial tiene un origen multifactorial en el que los factores genéticos y ambientales juegan un papel importante, y constituye uno de los problemas médicos-sanitarios más importantes de la medicina contemporánea. En Cuba, el estudio de la interacción de la predisposición genética con factores ambientales constituye un reto. Objetivo: evaluar la interacción de un genoma predisponente con factores ambientales adversos en la aparición de esta enfermedad. Material y método: para ello se diseñó un estudio de casos y controles que tomó como base la población correspondiente al Policlínico "19 de abril" del municipio Plaza de la Revolución entre los años 2012 y 2014. En la muestra de 80 casos y 160 controles, obtenida por muestreo aleatorio simple, fueron evaluados factores de riesgos ambientales y genéticos, así como el origen parental de la predisposición genética. Resultados: se detectó que el consumo patológico de alcohol, la baja actividad física, el sobrepeso, así como la dieta rica en azúcares y pobre en vegetales incrementan el riesgo de padecer la enfermedad. Predominó el origen materno de la enfermedad. La interacción de un genoma predisponente dado por los antecedentes familiares de primer grado y factores ambientales como la obesidad incrementan la probabilidad de aparición de la hipertensión. Conclusiones: los factores ambientales adversos suelen modular la predisposición genética de un genoma predisponente para la enfermedad.

Introduction: hypertension has a multi-factorial origin in which genetic and environmental factors play an important role, and it is one of the most important health care problems in contemporary medicine. In Cuba the study to find out the interaction of genetic predisposition along with the environmental factors is a challenge. Objective: to evaluate the interaction of a predisposing genome with adverse environmental factors in the development of this disease. Material and methods: a case-control study was designed, taking the population of the 19 de abril Polyclinic, in Plaza de la Revolución municipality between the years 2012 and 2014. The sample was comprised of 80 cases and 160 controls, obtained by simple random sampling, environmental factors and genetic risks were assessed, as well as the parental origin for genetic predisposition. Results: it was found that pathological alcohol consumption, low physical activity; overweight, sugar-rich and low-vegetable diets increase the risk of developing hypertension. Maternal origin of the disease predominated. The interaction of a predisposing genome given by first-degree family history and environmental factors such as obesity increase the probability of developing hypertension. C Conclusions: adverse environmental factors tend to modulate the genetic predisposition of a predisposing genome for the development of the disease.

Correlatos neurobiológicos y consecuencias clínicas de las experiencias adversas tempranas: un enfoque sistémico / Neurobiological Correlates and Clinical Consequences of Early Adverse Expriencies: A Systemic Approach

En este artículo se ofrece una perspectiva y un panorama general acerca de los efectos y consecuencias de un amplio grupo de experiencias traumáticas tempranas, organizadas bajo el concepto abarcador de experiencias adversas tempranas y trauma de apego: abuso sexual, maltrato físico y verbal, abandono parental temprano e interacción en un ambiente familiar caótico, entre otras. Se considera un mecanismo general por el cual, las experiencias adversas generan estrés agudo o crónico que se evidencia por alterciones en la regulación del eje hipotálamo-hipófisis-suprarrenal actuando el estrés así generado como una carga alostática que genera alteraciones mente/cuerpo. Las dificultades para regular la respuesta al estrés o factores que actúan en forma independiente pueden conducir a desorganización parcial de la estructura cortical cerebral especialmente en los sistemas neuronales que procesan las emociones (sistema límbico), la memoria (hipocampo) y la capacidad de reconocer estados mentales en el propio individuo y en las personas con las cuales interactúa (teoría de la mente). Se analizan los mecanismos moleculares de resiliencia que permiten recuperarse o resistir dichas experiencias. Se menciona la importancia de reconocer un período crítico basado en el desarrollo cerebral, que podría generar una latencia en los efectos de los acontecimientos trumáticos generando vulnerabilidad y daño tanto en la infancia como durante la adolescencia o adultez joven bajo la forma de depresión, ansiedad, trsatornos de la personalidad o abuso de sustancias. El reconocimiento e investigación del trauma temprano resulta fundmental para evitar la repetición intergeneracional de las adversidades y para el desarrollo de tratamientos efectivos...

This article offers an insight and an overview of the effects and consequences of a wide range of early traumatic experiences organized within the encompassing concept of early adverse experiences and attachment trauma: sexual abuse, physical and verbal harassment, early parental abandonment and interaction in a chaotic family environment. It is considered a general mechanism by which adverse experiences generate chronic or acute stress evidenced by alterations in the regulation of the hippocampal-hypophiseal-suprarenal axis; the generated stress thus acts as an allostatic load that generates mind/body alterations. Difficulties to regulate the response to stress or factors that act independently may lead to a partial disorganization of the cerebral, cortical structure, particularly in the neuronal systems that process emotions (limbic system), memory (hippocampus) and the ability to recognize mental states within the same individual and the interacting people (theory of the mind). The author analyzes the molecular mechanisms of resilience that enable to recover from or resist to such experiences, higlighting the importance of recognizing a critical period bases on brain development, which might generate a latency in the effects of traumatic events, generating vulnerability and abuse both in the childhood as well as in the adolescence or young adulthood in the shape of depression, anxiety, personality disorders or drug abuse. The recognition and research of early trauma is key to avoid the intergenerational repetition of advesities and for the develpment of effective treatments...

The complex interplay of genetics, epigenetics, and environment in the predisposition to alcohol dependence / La compleja interacción genética, epigenética y ambiental en la predisposición a la dependencia al alcohol

Alcohol dependence is a major global problem, associated with lower quality of physical and mental health, higher mortality and an enormous familial and social cost. Prevention strategies and treatment of this condition are therefore crucial. Success of psychosocial programs and pharmacological treatments has been frequently reported, but a better understanding of the etiology of this chronic disease is needed. For this purpose, the identification of associated factors in different populations is of great significance. It has been clearly demonstrated by twin and adoption studies and supported by animal models that both genetic and environmental components play a substancial role in alcohol dependence. Heritabil ity estimates range from 40 to 60%, depending on the specific analyzed sample. Several coexisting genetic variants in each affected individual, rather than a single gene transmitted in a Mendelian manner, may be the rule in alcohol dependence. Similarly, many environmental factors can increase susceptibility, and because of their diversity, they do not have to be the same in every affected person. Environmental contribution may be linked to epigenetics, which refers to chemical processes that can modify gene activity without changing the sequence of DNA. In humans, the most stable epigenetic process is the union of a methyl group (one carbon atom surrounded by three hydrogen atoms) to cytosines in DNA. Other epigenetic mechanisms are modifications to nuclear proteins called histones, which alter the way DNA is packed. Moreover, non-protein coding RNAs such as microRNAs have been associated with the development of alcohol dependence. MicroRNAs could work as epigenetic intermediaries that allow ethanol to affect complex and divergent developmental mechanisms, which is added to the effect of DNA methylation, histone acetylation, and other epigenetic modifications. Most reasearch points to an association between alcohol dependence and genes related with alcohol metabolism, with neurotransmission of dopamine, GABA, serotonin, glutamate, endogenous opioids, and cannabinoids, signal transduction within the mesolimbic dopamine reward system, and stress response system, among others. During pregnancy, there are several non-genetic factors that may have an important impact on vulnerability to alcohol dependence. Given that the Central Nervous System is developing throughout the entire pregnancy and that alcohol consumed by the mother can reach the fetus through the placental barrier, the brain of a baby is always vulnerable to harm caused by alcohol exposure. Children born to alcoholic mothers may inherit genetic susceptibility variants but at the same time they may be exposed to early effects of ethanol. Heavy alcohol exposure during pregnancy has been associated with mental retardation, epilepsy, attention deficit/ hyperactivity disorder, learning disabilities, and later on with substance abuse, anxiety, personality, affective and psychotic disorders, as well as with engagement in antisocial behaviors and school or work problems. Furthermore, it has been shown that animals exposed to prenatal stress exhibit persisting modifications related to dopamine and glutamate transmission in limbic structures associated with dependence to alcohol and other substances. These alterations may later contribute to increase motivation to drink, to use large amounts of drugs of abuse or to relapse after periods of drug withdrawal. It was shown that after exposure to prenatal stress, male mice consumed more ethanol during alcohol reinforcement in adulthood. In addition, it has been well documented that affective disorders are associated with alcohol dependence. A recent meta-analysis including 54 studies that together involved more than 40749 individuals, confirmed that the 5-HTTLPR polymorphism at the promoter of the serotonin transporter gene moderates the association between stress and depression, where the short allele is related with an increased risk for depression under stress (p = 0.00002). A strong association was detected when the stressful factor was childhood maltreatment (p = 0.00007). Childhood maltreatment, including neglect as well as physical and sexual abuse, is associated with developmental difficulties, low social competence and self-esteem, and it is an important risk factor for binge drinking in adolescence and alcohol dependence in adulthood. Childhood maltreatment may interact with factors such as variants of the monoamine oxidase-A and catechol-o-methyltransferase gene. Adolescence is a critical period for initiation of alcohol intake, experimentation, and establishment of regular drinking patterns. Substance use at this age is considered a risk factor for the development of later alcohol and other drug-related problems, as well as for externalizing disorders such as antisocial personality disorder. Alcohol use initiation is affected by environmental factors such as ethanol availability, parental attitudes, and peer pressure. It has been reported that heavy drinking during adolescence can have a negative impact on brain development. Moreover, dopaminergic and GABAergic systems undergo important changes during adolescence, and they can be affected by alcohol intake. Dopamine is implicated in the rewarding effects of ethanol, and GABA in its sedating effects and development of tolerance. The way an adult copes with environmental challenges is notably influenced by early life experiences and by the familial environment he or she had as an infant, which affects neurodevelopmental behavior. While environmental factors tend to have a crucial role in drinking habits in adolescence, adultood may be characterized by a weaker effect of environment and a higher effect of genetic components. It is probable that a complex set of gene-environment interactions determine the risk to alcohol dependence. Environmental factors that may affect this vulnerability appear at different stages from pregnancy to adulthood. These interactions are mediated by DNA methylation, histone modifications, protein complexes and non-protein-coding RNAs such as microRNAs.

La dependencia al alcohol es un problema mundial grave, que se asocia con mucho sufrimiento, problemas de salud mental y física, una elevada tasa de mortalidad y un costo social y familiar muy alto. Es por esto que las estrategias de prevención y el tratamiento de la enfermedad resultan cruciales. Se ha reportado que programas psicosociales y tratamientos farmacológicos son hasta cierto punto exitosos actualmente. Sin embargo, se requiere conocer más profundamente la etiología de la enfermedad. Por esta razón, es muy importante identificar los factores que se asocien con el incremento a la susceptibilidad en distintas poblaciones. Se ha demostrado claramente a través de estudios en gemelos y de adopción, así como por investigaciones en animales, que tanto factores genéticos como ambientales son relevantes en la dependencia al alcohol. Se ha estimado que la heredabilidad de esta enfermedad se encuentra entre 40 y 60%, dependiendo de la muestra estudiada, lo cual indica que el ambiente y la genética tienen un peso similar en la susceptibilidad. Muchas variantes genéticas que aumentan la susceptibilidad, en lugar de una sola, podrían coexistir en las personas más vulnerables a la dependencia. De manera similar, muchos factores ambientales parecen estar relacionados, los cuales, debido a su diversidad, intensidad y etapas de la vida en la que se presentan, no son exactamente iguales en diferentes personas con dependencia al etanol. La contribución ambiental podría relacionarse con cambios en la expresión de genes, lo cual involucra a la epigenética. Ésta se encarga del estudio de los procesos químicos, afectados por el ambiente, que pueden modificar la actividad de los genes sin cambiar la secuencia del ADN. En humanos, el proceso epigenético más estable es la unión de un grupo metilo (un átomo de carbón unido a tres átomos de hidrógeno) a las citosinas en el ADN. Otros mecanismos epigenéticos son modificaciones a proteínas nucleares llamadas histonas, proceso que modifica la manera en que se encuentra empaquetado el ADN. Por otra parte, ARNs que no codifican para proteína, como los microARNs, se han asociado al desarrollo de la dependencia al alcohol. Ciertos microARNs podrían funcionar como intermediarios epigenéticos, lo cual propiciaría que el etanol afectara procesos complejos y divergentes del neurodesarrollo, sumándose al efecto de la mutilación en el ADN y de la acetilación de histonas, entre otros procesos epigenéticos. La mayoría de las investigaciones señalan que los genes importantes en la vulnerabilidad a la dependencia al alcohol incluyen algunos que codifican para proteínas del metabolismo del alcohol; de neurotransmisión de dopamina, GABA, serotonina, glutamato, opiodes endógenos y canabinoides; de transducción de señal en el sistema de recompensa mosolímbico; y de respuesta al estrés, entre otros. Durante el embarazo, diversos factores no genéticos tienen un impacto importante en la vulnerabilidad a la dependencia al alcohol. Por ejemplo, debido a que el Sistema Nervioso se desarrolla a lo largo de toda la gestación y que el alcohol consumido por la madre puede llegar al feto a través de la barrera placentaria, el cerebro de un feto siempre es vulnerable al daño provocado por la exposición al etanol. Se ha demostrado que los hijos de mujeres alcohólicas no sólo pueden heredar variantes genéticas de riesgo sino que también pueden estar expuestos tempranamente a los efectos del alcohol consumido por sus madres. El consumo excesivo en el embarazo se ha asociado con retraso mental, epilepsia, déficit de atención/ hiperactividad, problemas de aprendizaje, y más adelante con abuso de sutancias, ansiedad y trastornos afectivos, de personalidad y psicóticos, así como con conductas antisociales y problemas en la escuela o el trabajo. Además, se ha demostrado que animales expuestos a estrés prenatal mostraban modificaciones persistentes relacionadas con la transmisión dopaminérgica y GABAérgica en estructuras límbicas que se relacionan con dependencia al alcohol y a otras drogas. Más adelante, estas alteraciones podrían contribuir a la motivación para beber, a utilizar mayores cantidades de alcohol u otras susancias de abuso o a la recaída después de periodos de abstinencia. Se encontró que ratones macho expuestos a estrés prenatal consumían más alcohol en la edad adulta. La depresión y el estrés se han asociado fuertemente con la dependencia al alcohol. Con un metaanálisis reciente en el que se incluyeron datos de 54 estudios en los que en conjunto se habían reclutado 40 749 personas, se confirmó que el polimorfismo 5-HTTLPR del promotor del gen que codifica para el transportador de serotonina modera la asociación entre el estrés y la depresión y el alelo corto (<