Compuestos bioactivos del huevo de uso potencial en alimentos funcionales

Transcripción

1 Compuestos bioactivos del huevo de uso potencial en alimentos funcionales Rosina López Fandiño Instituto de Investigación en Ciencias de la alimentación

2 Los alimentos Componentes Nutritivos Componentes No Nutritivos Glúcidos Lípidos Proteínas Vitaminas Minerales Agua Fibra Compuestos bioactivos

3 Los constituyentes bioactivos de los alimentos Compuestos no nutricionales que ejercen efectos fisiológicos importantes en el mantenimiento de la salud y en la prevención de enfermedades componentes minoritarios de los alimentos estructuralmente diferentes de los micronutrientes más numerosos que los nutrientes parcialmente biodisponibles ejercen una función fisiológica aunque, en algunos casos, los mecanismos de su función biológica o metabólica no están totalmente establecidos

4 Los alimentos funcionales PROPIEDADES NUTRICIONALES PROPIEDADES BIOACTIVAS Aportan nutrientes que cubren los requerimientos Favorecen una función Reducen riesgo enfermedad

5 Los alimentos funcionales NATURALES MODIFICADOS Contienen, de forma natural, sustancias beneficiosas Omega-3 Elimina, añade, sustituye o incrementa un componente o se altera su absorción o biodisponibilidad

6 Los alimentos funcionales Patologías relacionadas con la dieta Patologías cardiovasculares Efectos en las defensas del organismo Salud de los dientes y osteoporosis Sensibilidad a la insulina y diabetes Rendimiento y forma física Regulación del peso corporal

7 Obtención de alimentos funcionales Se añade o se incrementa un componente Ingredientes o agentes que fortifican la microbiota gastrointestinal Probióticos Prebióticos Simbióticos Ingredientes funcionales de naturaleza proteica Proteínas Péptidos Ingredientes funcionales de naturaleza lipídica Otros ingredientes funcionales Acido linoleico conjugado Omega-3 Esteroles y estanoles Calcio Fibra alimentaria Antioxidantes

8 Los alimentos funcionales Reglamento Europeo 1924/2006 Exige demostrar científicamente las propiedades funcionales alegadas y recomienda establecer mecanismos de acción Seguridad Consolidación de la alegación funcional Aislar Componentes activos Evaluación Experimental Adecuación Tecnológica Ensayos Clínicos Comercializar

9 El huevo Es un elemento básico en la dieta por sus propiedades nutricionales. Destaca por su elevado contenido en nutrientes esenciales: proteínas, lípidos, vitaminas A, B, D, E y K, ácido fólico, calcio y hierro

10 Compuestos bioactivos del huevo clara Actividad antimicrobiana y antiviral: lisozima, ovotransferrina, avidina, ovomucina Actividad inmunomoduladora: lisozima, ovotransferrina, Actividad anticancerígena: lisozima, avidina Actividad inhibidora de proteasas: cistatina, ovomucoide, ovomacroglobulina (ovostatina), ovoinhibidor yema Actividad antimicrobiana : IgY, fosvitina Actividad antiadhesiva: sialo-oligosacáridos Salud y desarrollo: colesterol, fosfolípidos

11 Lisozima antimicrobiana hidroliza el enlace (1-4) entre el ac N- acetilmuramínico y la N-acetilglucosamina Gram positivos modificación química hidrólisis enzimática Gram negativos antiviral herpes, varicela inmunomodulante sinusitis y bronquitis crónica anticancerígena formación y crecimiento de tumores

12 Péptidos bioactivos Secuencias de aminoácidos, inactivas en la proteína precursora, que presentan actividades biológicas al liberarse mediante: digestión gastrointestinal hidrólisis con enzimas proteolíticas fermentación con distintos cultivos iniciadores actividad antimicrobiana actividad antihipertensiva - inhibición de la enzima conversora de angiotensina (ECA) - mecanismo vasodilatador endotelio-dependiente Proteína precursora Péptidos bioactivos actividad antioxidante - capacidad neutralizadora de radicales libres - capacidad de inhibir la oxidación de las LDL

13 Péptidos bioactivos derivados de clara de huevo

14 Péptidos bioactivos Angiotensina-I DRVYIHPFHL Angiotensina-II DRVYIHPF Potente vasoconstictor ECA Inhibidores de la ECA Bradikinina Actividad hipotensora Bradikinina inactivada Reducen la presión arterial Disminuyen la peroxidación lipídica Aumentan las defensas antioxidantes

15 Péptidos bioactivos derivados de clara de huevo Secuencia Inhibición de la ACE Vasodilataciónª valor ORAC (IC 50 ) (%) mol trolox/mg proteína hew 53.3 g/ml IVF 33.9 M 28.5 < RADHPFL 6.2 M FRADHPFL 3.2 M Fujita et al. (1995) YAEERYPIL 4.7 M SALAM M ND 2.67 ª relajación inducida por 1mg/ml of hew o 0.1 mm de cada péptido sintético en segmentos de aorta de ratas Sprague-Dawly en presencia de endotelio

16 Efecto in vivo Ratas espontáneamente hipertensas (SHR) Hipertensión condicionada genéticamente Los niveles de presión van aumentando paulatinamente por incremento progresivo de las resistencias vasculares periféricas (se estabilizan hacia las 20 semanas) La hipertensión se ve agravada por dietas ricas en sodio, por el estrés y por otros factores ambientales Su control normotenso son las ratas WKY

17 Efecto agudo sobre la presión arterial Presión sistólica (mm Hg) Tiempo (horas) Control Captopril 50 mg/kg hew 150 mg/kg hew 200 mg/kg hew 400 mg/kg

18 Efecto en administración a largo plazo Una mejor comprensión de los factores y mecanismos que determinan la actividad antihipertensiva de los péptidos alimentarios es esencial para el desarrollo racional de alimentos funcionales basados en péptidos para el control de la presión arterial Demostrar el efecto de la administración prolongada de clara de huevo hidrolizada en el desarrollo de hipertensión en SHR Evaluar el estatus antioxidante in vivo Investigar su efecto en el perfil lipídico

19 Administración a largo plazo SEMANAS TRATAMIENTO GRUPO 1: 0.5 g/kg/día de hidrolizado de clara de huevo con pepsina GRUPO 2: 1 g/kg/día de hidrolizado de clara de huevo con pepsina GRUPO 3: 1 g/kg/día de clara de huevo GRUPO 4: 100 mg/kg/día de Captopril GRUPO 5: agua SEGUIMIENTO (todas beben agua) Muestras de sangre y órganos CONTROL SEMANAL DEL PESO CORPORAL, INGESTA SÓLIDA Y LÍQUIDA MEDIDA SEMANAL DE LA PRESIÓN ARTERIAL, DE LA SEMANA 6 A LA 25

20 Efecto antihipertensivo a largo plazo 250 Presión sistólica (mm Hg) agua EW 1 g/kg/day hew 500 mg/kg hew 1 g/kg Captopril 100 mg/kg/day Semanas de vida

21 Actividad antioxidante del plasma (test ORAC) nmol trolox eq/ml plasma a Semana 20 a b Semana 25 * * * a vs. agua, b vs. captopril, P<0.05; * P<0.05 vs el mismo grupo en la semana 20 La administración a largo plazo del hew aumenta la capacidad del plasma de neutralizar la formación excesiva de ROS

22 Perfil lipídico del plasma Semana 20 Semana 25 La administración a largo plazo del hew modula el perfil lipídico, disminuyendo los triglicéridos y el colesterol plasmático Triglicéridos (mg/dl) Colesterol total (mg/dl) Colesterol HDL (mg/dl) * * * * P<0.05 vs agua

23 Péptidos bioactivos derivados de clara de huevo La administración a largo plazo del hidrolizado de clara de huevo con pepsina atenúa el desarrollo de hipertensión en SHR hew puede prevenir el estrés oxidativo mediante el aumento de la capacidad antioxidante del plasma hew muestra propiedades hipolipemiantes La combinación de actividad antihipertensiva y antioxidante con efectos hipolipemiantes podría permitir el control de patologías asociadas al síndrome metabólico

24 El síndrome metabólico Federación Internacional de Diabetes (2005) Factores de riesgo Criterios Obesidad abdominal Colesterol HDL bajo Triglicéridos altos Elevada glucosa en ayunas Elevada presión arterial Cintura > 94 cm hombres > 80 cm mujeres < 40 mg/dl hombres < 50 mg/dl mujeres 150 mg/dl 100 mg/dl SBP 130mm Hg DBP 85 mm Hg +2

25 Tratamiento del síndrome metabólico Obesidad Resistencia a la insulina Dislipemia Hipertensión Alimentos multifuncionales capaces de afectar a las distintas alteraciones, para abordar este trastorno multifactorial de manera global

26 Efecto in vivo Ratas Zucker obesas Obesidad Hiperfagia Dislipemia ( triglicéridos, colesterol y ácidos grasos libres) Glicemia postprandial normal, pero resistencia a la insulina Estado proinflamatorio ( TNF- ) Estrés oxidativo ( O2-) No es modelo de hipertensión Su control de normalidad son las ratas lean

27 Efecto en el síndrome metabólico 20 ratas Zucker obesas 10 Ratas agua 10 Ratas 750 mg/kg/día hew 10 ratas Zucker delgadas 10 Ratas agua TRATAMIENTO HECES Y ORINA ADAPTACION PESO E INGESTA SÓLIDA Y LÍQUIDA SEMANAL SACRIFICIO PLASMA Colesterol total Triglicéridos Ácidos grasos libres Actividad lipasa TNF α Malonildialdehido Capacidad antioxidante Glucosa Insulina TEJIDOS Hígado (glutation reducido) Tejido adiposo epididimal Tejido adiposo marrón ESTUDIOS HISTOLÓGICOS

28 Peso corporal, tejidos y órganos Peso Peso corporal (g) (g) * Semanas Semanas de vida de vida Grupos experimentales Delgadas Obesas Obesas hew Obese aminopeptidase Peso del corazón (g) 1.45± ± ± ±0.08 Peso del hígado (g) 14.87± ± ± ±1.15 Peso relativo del hígado 3.70± ± ± ±0.17 Peso de los riñones(g) 2.89± ± ± ±0.20 Peso relativo de los riñones 0.72± ± ± ±0.03 Tejido adiposo epididimal (g) 6.37± ± ± ±0.44 Peso relativo del tejido adiposo epididimal 1.60± ±0.07 * 2.47±0.02 # 2.64±0.09 * * * * # El hidrolizado de clara de huevo con pepsina conduce a una menor acumulación de lípidos, tanto en tejidos grasos como en tejidos no grasos

29 Metabolismo de los lípidos Histología del hígado Delgadas Obesas 100 m Obesas hew Obesas aminopeptidasa El hidrolizado de clara de huevo con pepsina disminuye la acumulación de grasa en el hígado y la esteatosis hepática

30 Metabolismo de los lípidos Histología del tejido adiposo blanco Histología del tejido adiposo marrón Delgadas Delgadas Obesas Obesas Delgadas Obesas 100 m Obesas hew Obesas hew Obesas aminopeptidasa Obesas hew Obesas aminopeptidasa No se observaron diferencias entre grupos de ratas obesas en lo que respecta al tejido adiposo blanco y marrón

31 Metabolismo de los lípidos Colesterol (mg/dl) Colesterol * Ácidos grasos AGL (µm) libres ( M) Ácidos grasos libres * # Triglicéridos 375 * Triglicéridos (mg/dl) El hidrolizado de clara de huevo con pepsina disminuye la concentración plasmática de ácidos grasos libres

32 # # * # ORAC (µmol eq Trolox/µl plasma) ORAC ( mol eq Trolox/ l plasma) MDA (nmol/ml plasma) Glutatión Glutation reducido (µm/g ( proteína) Estrés oxidativo Peroxidación lipídica * Actividad antioxidante # El hidrolizado de clara de huevo con pepsina disminuye el estado proinflamatorio de los animales obesos Glutation reducido TNF

33 Metabolismo de la glucosa Insulina (ng/ml) (ng/ml) Glucosa (mg/dl) Glucosa Insulina * # HOMA-ir Resistencia a la insulina * * QUICKI # * HOMA Sensibilidad a la insulina # Secreción de insulina El hidrolizado de clara de huevo con pepsina disminuye la resistencia a la insulina, aumentando la sensibilidad a esta por los tejidos, lo que disminuye la actividad de las células -pancreáticas #

34 Péptidos bioactivos derivados de clara de huevo En conjunto, nuestros resultados indican una mejora en los parámetros metabólicos de las ratas Zucker obesas que consumieron el hidrolizado de clara de huevo con pepsina, que mostraron: Menor acumulación de grasa Aumento de sus sistemas antioxidantes Disminución del estado inflamatorio Mayor sensibilidad a la insulina Estas observaciones refuerzan la actividad beneficiosa de determinados péptidos derivados de proteínas de huevo en el mantenimiento de las salud y en la prevención de enfermedades

35 Agradecimientos Marta Miguel Castro Marta Garcés Rimón Rosina López-Fandiño GRACIAS POR SU ATENCIÓN