Toxinas ‘Fúngicas’, no ‘fun’ at all.

Dentro del mundo de la seguridad alimentaria una de las preocupaciones son las toxinas procedentes de hongos. Estas micotoxinas, producidas por diversos géneros de hongos filamentosos que se encuentran de forma habitual en alimentos como cereales, frutos secos, cacao o café, son extremadamente peligrosas. Su ingesta  puede provocar desde cuadros neurotóxicos de gravedad a alteraciones hormonales, entre otras manifestaciones clínicas como diversos tipos de cáncer. Su efecto en ganado es sobradamente conocido, ya que las manifestaciones clínicas en animales de granja tras la ingesta de pienso contaminado puede ser inmediata y a bajas concentraciones, generando grandes pérdidas en las explotaciones. Sin embargo, su ingesta en humanos se produce gradualmente, siendo su potencial nocivo silencioso, ya que son bioacumulativas.

Hongo-saprofito-contaminante-en-microfotografia-40-x-micotoxina-de-granos-Razas-Porcinas

Todas las micotoxinas son producidas por contaminación de hongos filamentosos que se encuentran de forma habitual en la naturaleza y que, si las condiciones de temperatura y humedad son idóneas se reproducen y producen estos metabolitos que se acumularán en los distintos alimentos. Constituyen una verdadera amenaza alimentaria dentro del mundo de la seguridad alimentaria o el ‘From farm to fork‘, ya que una vez presentes en los alimentos, no se destruyen por ningún tratamiento tecnológico (calor, presión, etc.), pasando  inevitablemente a la cadena alimentaria.

micotoxinas

Entre todas las micotoxinas, destacan por su ubicuidad las Aflatoxinas y la Ocratoxina A, producidas por mohos del género Aspergillus y alguna especie de  Penicillium. Se encuentran sobretodo en cereales, oleaginosas y frutos secos y tienen un potencial efecto carcinógeno. La principal y más conocida es la Aflatoxina B1 que, una vez dentro del organismo es metabolizada por el hígado a Aflatoxina M1, de efectos nocivos similares.  La Ocratoxina A, se encuentra además de en los alimentos antes mencionados, en bayas de uva y pasas, café y cacao. Otras micotoxinas de relevante interés son las fumonisinas, la zearalenona y los tricotecenos -entre los que destaca la Toxina T2 o el deoxinivalenol-, producidas todas ellas por hongos del género Fusarium y presentes en cereales.

En Europa, el Reglamento 1881/2006 de 19 de diciembre del 2006, regula las concentraciones máximas permitidas de micotoxinas en alimentos y es de aplicación directa en todos los estados miembros. Asimismo, la FAO, a través de una publicación del año 2003, hace referencia a los reglamentos a nivel mundial que marcan límite a estas toxinas. Si bien es un problema a nivel mundial, las normativas relativas a las concentraciones máximas permitidas, es distinta en cada país. En USA por ejemplo, la FDA no ha indicado aún un límite máximo de Ocratoxina A.

Para realizar una correcta monitorización del contenido de estas sustancias es necesario la realización de análisis de calidad. Debido a la estructura química de estas moléculas, una de las metodologías analíticas más usada es la cromatografía líquida de alta resolución (HPLC). Si bien dicha técnica permite el análisis simultáneo de diversas micotoxinas, presenta el inconveniente de su coste, la pericia en ejecutar el análisis y la necesidad de usar en muchas ocasiones columnas de immunoafinidad que concentren la sustancia problema, ya que la extracción de dichos metabolitos presenta un fuerte efecto matriz-dependiente.

Otra metodología de análisis es el inmunoensayo. El inmunoensayo utiliza la especificidad de la unión antígeno-anticuerpo para la detección de estas sustancias, bien de forma cualitativa (immunocromatografía) para un análisis in-situ como medida de autocontrol, o cuantitativa mediante el ensayo ELISA (Enzime-Linked Immunoassay). En la determinación mediante métodos ELISA, la detección se realiza por parte de anticuerpos que detectan la sustancia y a su vez, el uso de conjugados a enzimas que generarán color cuando añadamos un sustrato (TMB). El producto de esta reacción, dará color, el cual podrá ser leído mediante fotometría. Estos ensayos, muy maduros y estandarizados, tienen un coste relativamente barato y su sencillo manejo unido a su alta sensibilidad, motivan su uso por parte de muchos laboratorios. Por otro lado, si se une a un pretratamiento de extracción adecuado, evita el uso de columnas de immunoensayo que encarecen el análisis (HPLC).

Dentro de la metodología ELISA existen diversos formatos (directo/indirecto, competitivo/sándwich), siendo en el caso de las micotoxinas, el ensayo competitivo directo el de elección. Esto se debe al tamaño de las moléculas, muy pequeño, y que no dispone de suficientes epítopos para diseñar un ensayo sándwich con dos anticuerpos interaccionando (ver figura adjunta).

Source: http://bmeditores.mx/

La adición de un sustrato de la enzima, generalmente TMB, genera un color amarillo cuya intensidad puede ser leída mediante fotometría. Dicha señal, medida en absorbancias podrá ser correlacionada a una curva de calibración. En este caso, la concentración de micotoxina en la muestra será inversamente proporcional a la señal de color, debido al tipo de ensayo.

Los test ELISA son por tanto una herramienta sencilla para analizar si las materias primas y los productos alimentarios son seguros, tanto en alimentación humana como en alimentación animal.

La determinación de estas sustancias producidas por microorganismos es de suma importancia, tanto a nivel de producción como para evitar daños en salud humana, especialmente por su efecto silencioso. Para más información, leer el siguiente artículo de la revista Food Science and Technology:

Are mycotoxins killing us slowly?

 

Revoluciones Pornobióticas

Tras mucho tiempo sin escribir, tomo de nuevo el control de este blog para publicar una noticia y una propuesta que me han sorprendido profundamente. Se trata de una iniciativa que pretende estudiar la naturaleza del ecosistema de la vagina de cada mujer, para una vez conocido ese ecosistema, generar probióticos que puedan serle útiles en la prevención de enfermedades infecciosas y otros desórdenes asociados a infertilidad. Le han llamado ‘Sweet Peach‘ y ha generado enorme revuelo en la red, no sabemos si por no entender el proyecto, o bien porque tal y como dicen, es mejor que hablen mal de tí a que no hablen en absoluto.

Antes que nada, recordar que hay bacterias que viven en nuestro organismo de forma simbionte, es decir, nosotros les proporcionamos ‘cobijo’ y alimento, y ellos, a cambio, nos protegen de infecciones de otros microorganismos patógenos y/o oportunistas. En ocasiones nos suministran sustancias vitales, como por ejemplo la vitamina K, una vitamina involucrada en la coagulación de la sangre y que es fabricada por bacterias intestinales. Así pues, estamos totalmente colonizados por microorganismos en la piel, en la boca, en el intestino y en el caso de las mujeres, también en la vagina.

Estos microorganismos, claro está, difieren de una persona a otra, siendo necesario un correcto ‘equilibrio de la microflora’, para evitar problemas. Este equilibrio, a pesar de que Danone se empeñe con sus Activia en decir que es sencillo de mantener, no lo es en absoluto, pues los complejos mecanismos de la ecología microbiana no están del todo dilucidados en la actualidad. Además, en el caso de los probióticos ingeridos oralmente, existe la duda de que puedan llegar al intestino de forma adecuada, pues a pesar de que en general suelen ser Lactobacillus, un género de microorganismos acidófilos que resisten bajos pHs, su pH óptimo se sitúa alrededor de 5.5, mientras que en el estómago tenemos pH de alrededor de 2. Pero ésta (la de si los yogures son beneficiosos en este sentido), es otra guerra. Asimismo, hay miles de bacterias de diferentes géneros viviendo con nosotros (sí, es un hecho), siendo hasta 700, las especies encontradas en nuestra boca y muchas de ellas aún ni aisladas ni bien conocidas. Ahora es fácil entender, por qué Sheldon Cooper de Big Bang Theory se niega a darle un beso a Amy. Cuanto bicho! Aunque al final, todo se supera 😉

La iniciativa de Sweetcrowdfunding Peach, que aquí os dejamos, se trata de intentar unificar, mediante la creación de una base de datos, los microorganismos de la vagina femenina y desarrollar probióticos que permitan prevenir determinadas enfermedades infecciosas o problemas relacionados con la salud femenina. Por fin alguien piensa en nosotras. Detrás de ella se encuentra Cambrian Genomics, una start-up centrada en bases de datos genómicas, si bien la iniciativa pretende financiarse mediante crowdfunding.

sweetpeach

No obstante, como todo, se ha tergiversado algo la noticia, aprovechando el título del proyecto. En Playground se publicaba la siguiente entrada recientemente:

Emprendedores quieren que el coño nos huela a melocotón’

Esperemos que alguien les explique algo mejor el proyecto o si es cierto que los inversores de Cambrian Genomics van soltando esas perlas por ahí, que alguien les cierre el pico. Recordemos que el inversor de una start-up, no siempre tiene que ser científico…

En un lugar de la ‘mancha’, de cuya enzima no puedo acordarme…

Quizá esté algo desfasado el vídeo, pero seguro que ha quedado bien grabado en las mentes de muchos.

La ‘chica de la mancha en el pelo’ quizá superaba los límites permitidos para circular pero no tenía ‘un pelo’ de tonta, al menos al afirmar que el alcohol afectaba de modo distinto a hombres y mujeres. Y aunque (permítanme la soez) se lo echaran todo ‘encima’, la enzima de la que habla (aunque no recuerde el nombre), la Alcohol Deshidrogenasa, es la responsable de su aparición estelar, o dicho de otro modo, no pudo hacer todo lo necesario para evitarla.

Todas las bebidas alcohólicas poseen etanol, un alcohol formado como producto de la fermentación de azúcares realizada por diferentes microorganismos, fundamentalmente levaduras de la especie Saccharomyces cerevisiae. Algunas bebidas son posteriormente destiladas tras la fermentación. La reacción general del proceso de fermentación (en la bebida) es la siguiente y en su último paso, de acetaldehido a etanol, la reacción es reversible y catalizada por la alcohol deshidrogenasa:

Ethanol_fermentation_es.svg

En humanos, la Alcohol Deshidrogenasa o ADH (no confundir con hormona antidiurética) es una enzima cuyo orígen evolutivo se sitúa alrededor del metabolismo de algunos alcoholes contenidos en alimentos, especialmente en aquellos fáciles de fermentar por su elevado contenido de azúcares y su exposición a levaduras, como las frutas, así como ciertos alcoholes generados por bacterias del tracto digestivo. Afortunadamente también permite al organismo el consumo de bebidas alcohólicas, si bien ésta no hubiera sido su función inicial. Para mayor documentación sobre el tema, es indispensable (o quizá no, pero divierte) ver el siguiente vídeo:

Así, tras la ingesta de bebidas con alcohol (etanol), éste es metabolizado en el interior del organismo a acetaldehido gracias a la ación de la ADH, invirtiéndose la última reacción ya producida por el metabolismo del microorganismo fermentador. Sin embargo, la expresión del gen que codifica para esta enzima es distinta en hombres y mujeres, variando asimismo su tasa de actividad. En hombres, esta enzima se expresa ya en las células del epitelio estomacal y en las células hepáticas es donde alcanza su máxima expresión. En el caso de mujeres, la expresión de esta enzima se da fundamentalmente en hígado, siendo su expresión en estómago muy discreta y casi inexistente. Así pues, su metabolización no empieza en el estómago a diferencia de los hombres. Esto es de vital importancia pues el alcohol, una vez pasa del estómago al intestino será rápidamente vertido al torrente sanguíneo. Cualquier reducción de su concentración previa al duodeno, minimiza sus efectos nocivos y por tanto el efecto en el organismo es menos devastador. Este hecho es el que también se relaciona con la advertencia de que las bebidas alcohólicas es mejor ingerirlas junto a alimentos o tras una comida, pues de esta manera su tasa de ingreso en sangre es mucho más paulatina y sus efectos, amortiguados (ya que da tiempo de que la ADH pueda ejercer su labor).

La ADH pues, convierte el alcohol en acetaldehído, para luego formar acetato, que a su vez será finalmente convertido en dióxido de carbono y agua tras una serie de reacciones. Dentro de todos los compuestos el acetaldehido es el mayor responsable de la resaca, siendo unas 20 veces más tóxico que el alcohol, y siendo el responsable de aumentar el riesgo de cáncer por su consumo.

Con el consumo de alcohol además, tienen lugar varios procesos que involucran el funcionamiento de la memoria y la atención. A la pérdida de memoria por consumo de alcohol se le conoce como “blackout”, y se produce a través de distintos mecanismos que implican diversos neurotransmisores y receptores cerebrales. Al igual que en el caso anterior, las mujeres son más susceptibles a este fenómeno.

Así las cosas, y haciendo justícia al título de la entrada, en el caso de la chica del vídeo, está más que justificado su olvido. Simplemente ‘bebía, para olvidar’.

Industria Farmac…ética?

Hace una escasa semana aparecía en el programa de Jordi Évole de La Sexta un reportaje sobre las presiones del lobby farmacéutico a los gobiernos, así como el uso de ciertas prácticas, de moral  discutible pero por otro lado, bastante sospechadas por la ciudadanía.

http://www.lasexta.com/programas/salvados/noticias/que-hay-malo-que-gobierno-industria-farmaceutica-entienda_2013040700100.html

A tenor de dicho reportaje, recordé una vez en la que, esperando para ser visitada por un médico fuera de horas mientras aún estudiaba Biología, tuve la oportunidad de escuchar una conversación entre un visitador médico y el que parecía su inmediato superior. La sala estaba vacía, tan sólo me encontraba yo, así que no tuvieron reparo en discutir sobre la salida al mercado de un nuevo producto muy similar a la acetilcisteína (o eso entendí) y cuyo precio debía decidirse aún (entendí que quizá era el medicamento que venían a presentar o promocionar, regalos o no mediante). El superior comentaba, ‘…el proceso productivo no es muy caro, pero aun así lo vamos a poner en el rango de los medicamentos caros, así se tendrá una mejor percepción de su beneficio..’. A lo que el visitador médico replicaba (quizá con algo de ética aún): ‘…quizá para las personas que tengan que consumirlo de forma ocasional, no supondrá ningún sacrificio, pero ¿y para las personas que dependan de él como los afectados por fibrosis quística?’. La respuesta del superior me heló la sangre. ‘Mejor si son crónicos para nosotros. Además, pasados los 50 euros, un  consumidor ya no ve diferencia entre un producto que cuesta 55 y uno que cuesta 99. Ambos son caros.’

Estos días (como nada pasa por casualidad) cayó en mis manos este vídeo creado por ‘Eyeforpharma’, una consultoría especializada en asesorar a empresas farmacéuticas en su negocio proponiendo modelos de promoción y estrategias de ventas  menos agresivas que las que hasta ahora se han venido practicando. No he tenido la oportunidad de investigar a fondo su portal (http://social.eyeforpharma.com/), ni el grupo al que pertenecen (http://www.fcbizintel.com/), pero sospecho que detrás de ese interés de intentar cambiar los hábitos tradicionales harto agresivos promovidos por  la industria farmacéutica no se esconde más que un lavado de cara de la misma (ahora que casi todos estamos muy informados, somos muy desconfiados por lo del piensa mal y acertarás y vemos brotar los casos de corrupción, desfalcos e injusticias como géisers). No en vano, FC Bussiness Intelligence se define del siguiente modo ‘as a business intelligence and networking company we help leading corporations define their future strategy and direction, develop growth opportunities and solve the problems facing their sectors.’ El portal va dirigido a altos cargos de la industria farmacéutica y se trata de una consultoría estratégica. Ojalá me equivoque. El viral eso sí, presentado en un congreso y no muy bien aceptado por crítica, no tenía desperdicio y me pareció bastante gracioso: 

Todo esta introducción viene a colación de un documental que me impactó muchísimo hará cosa de un año. Se trata del documental sobre el médico polaco afincado en Houston, Dr. Stanisław Burzyński. Especializado en bioquímica y con varias menciones honoríficas se trasladó a Houston movido por desavenencias con el régimen comunista que gobernaba en Polonia. Una vez en Estados Unidos, descubrió una serie de moléculas en la orina de personas sanas que no se encontraban en individuos afectados de diversos cánceres. Decidió investigar si esas moléculas, inyectadas en el organismo de un paciente afectado (previa purificación de la orina de personas sanas) podían revertir procesos tumorales, y en un alto porcentaje de casos, acertó. Conmovido por el descubrimiento, decidió proponer el estudio de estas moléculas para extrapolar su resultado y encontrar la manera de sintetizarlas químicamente. De esto hace ya más de 20 años y aún no le ha sido posible contar con el apoyo del gobierno ni por supuesto, de las compañías farmacéuticas. Tras sus intentos fallidos de encontrar financiación pública para su hallazgo, ha sido denunciado en numerosas ocasiones por diferentes entes públicos y privados y ha tenido que enfrentarse a numerosos juicios. A pesar de todos los obstáculos a los que se ha tenido que enfrentar a lo largo de su carrera a nivel legislativo, para fortuna de muchos, no tiró nunca la toalla. Patentó los antineoplastones que le fue posible y, autofinanciándose, consiguió crear un proceso de síntesis química de producción de las sustancias activas que sigue aplicando a los pacientes que aceptan ser tratados sometiéndose voluntariamente a ensayos clínicos de fase II, pues nunca se han autorizado por parte de la FDA.

Por favor, no dejen de ver el documental y juzguen Uds. mismos.

Arroz dorado. No es oro, todo lo que reluce.

El arroz dorado es una variante transgénica del arroz (Oryza sativa) que contiene genes externos. Estos genes permiten que la parte de la semilla de arroz fabrique betacaroteno o provitamina A. El objetivo primordial de este arroz es el de paliar las deficiencias de esta vitamina en algunos paises del tercer mundo cuya dieta se fundamenta en este cereal y en los que, las deficiencias en vitamina A son muy significativas.

Fuente: goldenrice.com

Fuente: goldenrice.com

La vitamina A, al igual que casi todas las vitaminas conocidas, es una sustancia esencial que el cuerpo humano es incapaz de sintetizar y que por ello debe ser ingerida en dieta. Participa en diversos procesos metabólicos relacionados con la visión, el mantenimiento de las células de la piel o los procesos de desarrollo y crecimiento óseo. La vitamina A no se consume en dieta de forma activa, sino que se ingiere en forma de provitamina A y también se la conoce como betacaroteno. Estas moléculas, una vez en el interior de nuestro cuerpo serán transformadas en vitamina A activa o retinol, pasando por el ácido retinoico y el retinaldehido.

vitamina

El retinol es una sustancia indispensable para la vida, si bien hay que indicar que en cantidades elevadas es tóxica. Debido a la naturaleza lipófila de su molécula, perteneciente al grupo de los terpenos o isoprenoides, no puede ser eliminada a través de nuestro sistema excretor, vía renal, y en grandes cantidades tiende a acumularse en el hígado, generando diversas problemáticas.

Los betacarotenos son pigmentos contenidos en determinados vegetales, cuya función es parecida a la de la clorofila. Los betacarotenos y otros pigmentos fotosintéticos son los encargados de mediar la transferencia de los fotones desde el exterior de las antenas fotosintéticas hacia el interior del fotosistema dónde se encuentran las clorofilas. En paises donde no es frecuente el acceso a determinados vegetales que contengan estos pigmentos, se presentan deficiencias de distinta índole.

A continuación se muestra una imagen de las deficiencias de esta vitamina en el mundo:

Fuente: wikipedia

Fuente: wikipedia

El arroz dorado fue diseñado por Ingo Potrykus del Instituto Suizo de Tecnología y por Peter Beyer de la Universidad de Freiburg. En el momento de su creación fue considerado por la comunidad científica como uno de los mayores logros en aunar biotecnología y fines humanitarios, el gesto de poner un granito de ‘arroz’ en la posibilidad (cada vez más) utópica de cambiar el mundo. Sin embargo, han pasado 14 años desde su desarrollo y aún no ha visto la luz.

Los alimentos transgénicos no han tenido jamás buena prensa. Sin ánimo de quitar hierro al hecho de que todo avance tecnológico puede tener sus riesgos, los argumentos de algunas organizaciones (ecologistas o no) siempre me han parecido poco fundamentados y en ocasiones, burdas falacias. La humanidad lleva haciendo mejora genética por diversas vías, de forma tradicional (seleccionando las variedades que más convenían al agricultor en detrimento de las que no rendían tanto) o de forma más elaborada mediante hibridaciones (cruzando líneas puras entre sí para conseguir vigor híbrido en la primera generación filial) y nunca se ha hablado de que entrañe ningún riesgo. Uno de los miedos, que las especies transgénicas pudieran ‘cruzarse’ con las ‘normales’ (aunque estas últimas no se parezcan en nada a sus ancestros), es algo que también puede ocurrir con las variedades mejoradas por vía clásica o por hibridación (excepto las que son estériles). El segundo de los miedos, ingerir esos ‘genes extraños’. Un momento: ¿genes extraños? Los genes son unidades formadas por ácidos nucleicos, los mismos que ingerimos a diario de todas las especies de las que nos alimentamos. En definitiva ingerimos genes de zanahoria, de ternera, de salmón…¿Alguno de estos genes nos ha dañado? Los ácidos nucleicos son, al igual que el resto de biomoléculas que entran en nuestro aparato digestivo (glúcidos, lípidos, proteínas) hidrolizados a través de enzimas y en el duodeno se absorben sus monómeros. En este caso, absorbemos nucleótidos (adenina, guanina, timina, citosina) que serán transformados en sus componentes tras atravesar la membrana del enterocito (ácido fosfórico, bases nitrogenadas y desoxirribosa) y su composición es idéntica para todos los seres vivos. La adenina de la zanahoria es la misma que contienen las células del salmón para almacenar su información genética. Si que es cierto que hay que tener en cuenta la posibilidad de que se puedan generar alergias, pero, y acaso no tenemos que vigilar con los alimentos que no han sido modificados mediante ingeniería genética?

En el caso del maíz transgénico o maíz BT, uno de los transgénicos que actualmente está aceptado, éste contiene un gen que codifica para una proteína que actúa de insecticida natural procedente de la bacteria Bacillus thuringensis. El gen que codifica para esta toxina se encuentra en todas las células del maíz, pero sin embargo contiene promotores que hacen que tan solo se exprese en los tallos y las hojas. Los barrenadores del tallo (Diatraea saccharalis y Ostrinia nubilalis)  son unos insectos lepidópteros cuyas larvas se alimentan de los tallos y las hojas del maíz, por lo que en el caso del maíz BT no es necesario aplicar sustancias químicas externas para prevenir al maíz de que sea atacado por estos insectos, ya que de modo natural se protege de ellos. La toxina no se encuentra en las flores que darán posteriormente el fruto a consumir y aunque se expresara, no es tóxica para humanos (sí lo son los químicos que hay que aplicar en el maíz que no es transgénico). Se podría incluso decir entonces que el maíz BT es más ‘ecológico’ que el no modificado, pues no es necesaria la aplicación de sustancia química alguna en su plantación!

En el caso del arroz dorado, la premisa parte de la siguiente idea: las plantas contienen en su genoma todas las enzimas necesarias para la fabricación del pigmento, sin embargo éstos genes tan solo se expresan en las partes de la planta que requieren de pigmentos antena fotosintéticos, en este caso tallos y hojas, pero no semillas, la parte comestible o arroz. Para ello, se debían activar estas enzimas en las semillas. A continuación se muestra la vía metabólica de fabricación de los betacarotenos con sus metabolitos intermediarios y las enzimas encargadas de realizar las transformaciones (en hojas, tallos). En dicha imagen puede apreciarse que es ya en el primer nivel donde se bloquea la expresión del resto de enzimas y por lo tanto, la variedad ‘salvaje’ no contiene en el grano el pigmento.

grice

Mediante ingeniería genética se consiguió que se expresaran las enzimas necesarias a través de la inserción de dos genes (el gen psy  de phytoene synthase, procedente de la planta Narcissus pseudonarcissus y el gen CrtI de la bacteria Erwinia uredovora). Ambos genes fueron insertados en el genorma del arroz bajo un promotor específico que provocara su expresión en los genes del endospermo del grano de arroz y permitiendo que a partir de un precursor lipídico intermediario de la síntesis de colesterol se produzca betacaroteno en el grano según muestra la siguiente imagen (en un primer momento se pensó en la necesidad de añadir también el gen de licopeno ciclasa, pero posteriormente se comprobó que se expresaba de forma natural en los granos de arroz, por lo que se podía prescindir del mismo). Nótese que la primera enzima no es necesario añadirla al genoma porque, como se ha visto anteriormente, ya se expresa en el grano de arroz:

Fuente: wikipedia

Fuente: wikipedia

A través de los años se ha ido perfeccionando el contenido de provitamina A en el ‘arroz dorado’ creándose la versión 2.0 del mismo según se puede ver en la siguiente fotografía:

Fuente: goldenrice.com

Fuente: goldenrice.com

Sin embargo, y ante mi pasión inicial respecto al arroz dorado, mi posición sigue siendo crítica respecto a los alimentos transgénicos, muchas veces y por desgracia, a razones ajenas a las de la propia ciencia. Creo que tienen un excelente potencial, y una muestra de ello es el arroz dorado, pero por otro lado generan dudas respecto a su ética. En el caso del arroz dorado, en su página oficial (http://www.goldenrice.org/) es muy sencillo leer la noticia de quíen está detrás de este arroz (Who is behind Golden Rice). Uno de los encargados de llevar a cabo sus tests para que pronto pueda ser cultivado en determinadas regiones (2013, 2014? de forma gratuita?) es el IRRI (http://www.irri.org/), pero resulta chocante a la vez leer que the Rockefeller Foundation es una de las organizaciones que financia el proyecto (puede leerse en la noticia de Who is behind...citada líneas arriba) o que Syngenta (perteneciente al gigante farmacéutico Novartis) esté asociada con el IRRI para su lanzamiento tal y como puede leerse en el siguiente enlace (http://www.syngenta.com/global/corporate/en/news-center/Pages/what-syngenta-thinks-about-full.aspx). Se cita textualmente que no hay ningún interés comercial tras esto (‘…Although Syngenta has a significant interest in seeing the humanitarian benefits from this technology become reality, we have no commercial interest in Golden Rice whatsoever. Golden Rice is an exclusively humanitarian project.’) pero… ¿Soy yo, o aquí hay gato encerrado?

Pronto lo sabremos.

PD.

http://www.guardian.co.uk/environment/2013/feb/02/genetic-modification-breakthrough-golden-rice

http://www.nature.com/news/china-sacks-officials-over-golden-rice-controversy-1.11998

Licopeno, la alegría de la huerta.

En plena vorágine de alimentos funcionales y, por qué no decirlo, de polémicas en torno a ellos, voy a dedicarle este post a los tomates. Sí, los tomates sin nombres futuristas, ni envases poliédricos, ni etiquetas fluorescentes, ni aderezos extra. Tomates puros y duros (aunque faltaría discutir lo de ‘puros’, y en ocasiones lo de duros, si han madurado demasiado).

Un alimento funcional, aunque en España y en Europa no exista todavía marco legislativo que los regule, es un alimento que si tomamos la definición procedente del ILSI (International Life Sciences Institute)  “..es aquél que contiene un componente, nutriente o no nutriente, con efecto selectivo sobre una o varias funciones del organismo, con un efecto añadido por encima de su valor nutricional y que sus efectos positivos justifican que pueda reivindicarse sus características funcionales o incluso saludables”. Según el EUFIC (European Food Information Council) “Generalmente, se considera que son aquellos alimentos, que se consumen como parte de una dieta normal y contienen componentes biológicamente activos, que ofrecen beneficios para la salud y reducen el riesgo de sufrir enfermedades. Entre algunos ejemplos de alimentos funcionales, destacan los alimentos que contienen determinados minerales, vitaminas, ácidos grasos o fibra alimenticia, los alimentos a los que se han añadido sustancias biológicamente activas, como los fitoquímicos u otros antioxidantes, y los probióticos, que tienen cultivos vivos de microorganismos beneficiosos”.  A pesar de lo genérico de las definiciones,  en definitiva sería un alimento que si lo consumimos de forma regular, ejercerá un efecto preventivo sobre alguna enfermedad que pudiera acontecer en el futuro o incluso, reducir el riesgo de enfermedad cuando ya la alteración se ha manifestado , como por ejemplo los efectos de reducción de colesterol en sangre promulgados (y verificados) por los fitoesteroles vegetales.

Sin embargo, la definición no deja de ser bastante ambigua, pues un alimento en si, en tanto que presenta nutrientes como las vitaminas, antioxidantes, minerales, aminoácidos, glúcidos, lípidos esenciales, etc. ya funcionaría como alimento funcional sin necesidad de adicionar nada extra. Este es uno de los puntos que muchos expertos en la materia usan como crítica a la multitud de alimentos suplementados con sustancias exógenas a los mismos que circulan en el mercado (a precios notablemente más elevados que sus hermanos sin suplementar), y que defienden que una alimentación equilibrada no necesita de aportes extra, a menos que exista una carencia específica que los demande.

La EFSA (European Food Safety Authority), el organismo de mayor rango europeo que vela por la seguridad alimentaria de los consumidores, ha dado carpetazo en los últimos dos años a miles de propuestas de alimentos presuntamente funcionales, para los cuales no ha encontrado evidencia científica que apoye el beneficio publicitado (ni el superior coste de los mismos). Para ello, ha creado diversos paneles científicos que estudian caso por caso, intentando que ninguno de ellos se publicite sin apoyo científico probado (véase en este enlace la opinión respecto a varios de estos alimentos funcionales http://www.efsa.europa.eu/en/press/news/nda080821.htm?wtrl=01)

Fruit3

Pues bien, dicho esto, el tomate en si, debido a su proporción de sustancias antioxidantes, entraría dentro de la categoría de alimento funcional. De entre todas las sustancias beneficiosas, destaca o merece atención especial el licopeno, un lípido insaponificable de la família de los terpenos (isoprenoides) cuyo potencial antioxidante se cree que podría prevenir de determinados cánceres, de enfermedad cardiovascular y arteriosclerosis o del envejecimiento celular en general.

Lycopene

El licopeno pertenece a la familia de los carotenoides, pigmentos vegetales, que en este caso le otorgaría al tomate y a otros vegetales que lo contienen como la sandía, el clásico color rojo vivo. Diversos estudios sugieren que este pigmento, debido a su capacidad de capturar especies reactivas del oxígeno (ROS), podría prevenir determinadas alteraciones en el cuerpo que derivarían en patologías.Las ROS (http://en.wikipedia.org/wiki/Reactive_oxygen_species) son moléculas de oxígeno que han perdido algún electrón de su última capa de valencia y por tanto necesitan estabilizarse, para ello no dudan en oxidar otras sustancias (robarles los electrones que les faltan) y reducirse, con el daño celular que esto significa. Nuestro organismo contiene enzimas como la superóxido dismutasa y la catalasa capaces de protegernos frente a estos radicales libres, pero en ocasiones no son suficientes por lo que la ingesta de sustancias antioxidantes como ciertas vitaminas (A, C y E), entre otras, prevendría de determinadas reacciones de oxidación intracelulares no deseadas.

Especies reactivas del oxígeno (ROS)

Especies reactivas del oxígeno (ROS)

El mecanismo antioxidante del licopeno, sería, como en el caso de algunas vitaminas, la facilidad de amortiguación de las reacciones de oxidación de estos radicales libres procedentes del oxígeno. Dicho de otra manera los antioxidantes son sustancias que capturan estas moléculas reactivas procedentes del metabolismo oxidativo celular normal, cediéndoles los electrones que necesitan para dejar de ser reactivas. Una especie reactiva del oxígeno necesita ‘calmar su sed’ de electrones (reducirse) y para ello oxida ‘lo primero que tiene a su alcance’. Tiene especial predilección por sustancias de tipo lipídico, proteico o ácidos nucleicos como el ADN), por lo que no es difícil imaginar las consecuencias nefastas de su actuación.

ros

Fuente imagen: http://www.institutobiologico.com

Los estudios realizados para el licopeno, son por tanto en este sentido. Se cree que el mecanismo de prevención de oxidación de ADN podría prevenir del desarrollo de determinados cánceres (http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/23053550) o por otro lado, la prevención en la oxidación de las lipoproteínas LDL en las arterias podría prevenir de la formación de placas de ateroma y arteriosclerosis,disminuyendo el riesgo de infartos. LA formación de una placa de ateroma arterial es un proceso complejo y lento que una vez empieza es difñicil de frenar. Se parte de un daño epitelial en la capa íntima de la arteria provocada generalmente por HTA o por sustancias tóxicas como algunos compuestos procedentes del tabaco. Una vez se afecta epitelialmente esta capa, las lipoproteínas que transportan colesterol a larga distancia (LDL) pueden acabar insertándose en el interior de la capa íntima arterial, provocando una reacción inmunitaria que continuará el proceso que puede culminar en el bloqeuo total de la arteria o la formación de trombos. El proceso empieza por la doble casuística:  daño epitelial de la arteria + hiperlipemias que faciliten que las LDL se inserten en el interior de la misma, oxidándose y continuando el proceso a partir de los macrófagos, tal y como puede verse en esta figura:

ateroma

Sin embargo, a pesar de los esfuerzos de algunos centros de investigación y entre ellos un proyecto europeo financiado por la comisión europea conocido como Lycocard (http://www.lycocard.com/), no se ha podido esclarecer el funcionamiento específico del licopeno frente a la prevención de la enfermedad cardiovascular o al menos, establecer si es así para todas las personas o si con licopeno ya es suficiente para prevenir este tipo de patología. En algunos artículos publicados en PubMed, la base de datos más relevante a nivel mundial sobre estudios científicos, propiedad de la NCBI americana podemos encontrar estudios en los que se verifica que existe relación entre el licopeno y la menor incidencia de riesgo vascular, pero no son del todo concluyentes.

En estos enlaces puede consultarse los estudios realizados en Finlandia, en los que se encontró relación entre el licopeno circulante y el menor riesgo de daño vascular (coronario y carótido) pero tan sólo evidenciable en hombre: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/12424332, http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/23045517 (el primero puede consultarse gratuitamente)

No obstante, como oportunistas existen en todos los lados, hace algunos años se comercializa Ateronon (http://www.ateronon.com/), un complemento alimenticio que promete disminuir el riesgo de enfermedad vascular y riesgo de infartos por disminución de la oxidación de las lipoproteínas LDL, gracias a los efectos de altas concentraciones de licopeno biodisponible. Como ocurre con todo tipo de complementos alimenticios, no se recomienda tomarlos a excepción de que sea evaluado por un profesional de la salud, ya que no está demostrado mediante estudios clínicos la efectividad o el peligro de estas cápsulas con altos contenidos de licopeno -o no he sido capaz de encontrarlos más allá de lo que ellos indican en su página web-. Algunos testimonios presentan hemorragias nasales tras su consumo y es que no todas las sustancias en exceso tiene por qué beneficiarnos, y deben realizarse más estudios que puedan demostrar sus beneficios.

Yo como consejo, en caso que quiera disfrutar de los beneficios del licopeno, dese un buen paseo diario, no fume, aliméntese de forma equilibrada y tome ricas ensaladas de tomate.

El Arca de Noé vegetal.

Se acerca el ‘fin del mundo’ de acuerdo a la profecía maya y, aunque la gran mayoría pensamos que se trata de algo simbólico y no del todo real (aunque no nos engañemos, nuestro ritmo de destrucción es tan sólo superado por el presunto meteorito que pulverizó a los grandes saurios), hace algunos años se inauguró en las lejanas y frías tierras nórdicas, la Bóveda Global de Semillas http://planergo.com/es/sitios/boveda-global-de-semillas-de-svalbard/

Svalbard_Global_Seed_Vault_main_entrance_1

La Bóveda Global de Semillas, un búnker que contiene semillas procedentes de todas la especies mundiales (y sigue implementándose gracias a donaciones de todos los gobiernos), así como de sus variedades, se encuentra en la isla de Spitsbergen, en el archipiélago noruego de Svalbard situado muy cerca del círculo polar. Se sitúa  a algunos kilómetros de la ciudad de Longyearbyen, la ciudad más habitada de la isla y las dos cámaras acorazadas que conforman el banco de semillas más grande del mundo se encuentran  a 120 metros bajo el hielo perforado, por debajo del permafrost.  Este diseño garantiza la congelación y preservación de las semillas a -18ºC, incluso si existiera fallo eléctrico.  Las cámaras resisten la actividad volcánica,  los terremotos y la radiación, así como la crecida del nivel del mar. Tres socios supervisan la Bóveda de Semillas, el Nordic Gene Bank (http://www.nordgen.org/index.php/en/content/view/full/2/), el Ministerio de Agricultura y Alimentación de Noruega (http://www.regjeringen.no/en/dep/lmd/campain/svalbard-global-seed-vault.html?id=462220)  y el Fondo Mundial para la Diversidad de Cultivos (http://www.croptrust.org/)

En este enlace pueden consultarse todos los taxones para los cuales actualmente hay copia en la Bóveda Global, e incluso descargarse las bases de datos:  http://www.nordgen.org/sgsv/

Las semillas son embriones vegetales en letargo, junto a un tejido de reserva llamado endospermo que permite bajo determinadas condiciones de temperatura y humedad, la germinación de la misma y el nacimiento de un vegetal. Una semilla puede permanecer ‘dormida’ por años o incluso siglos, por lo que generar este tipo de banco de semillas permite salvaguardar la diversidad vegetal conocida actualmente y evitar que determinadas catástrofes naturales puedan extinguir especies.

Aunque pueda parecer de ciencia ficción, el proyecto se fue gestando durante varios años para acabar inaugurándose el 26 de febrero del 2008, con aportaciones de semillas procedentes de todos los rincones del mundo. Y es que ante los alarmantes datos referentes a contaminación atmosférica, incremento del agujero de la capa de ozono, calentamiento global, entre otros infortunios, uno en lo primero que piensa es en proteger el principio único del ciclo de la vida, iniciado gracias a las bacterias fotosintéticas en un inicio y a los vegetales una vez irrumpida la revolución eucariota. Y es que mucho le debemos a la clorofila.

La clorofila es un pigmento capaz de captar la energía de la luz y usarla para transformar el carbono inorgánico procedente del aire (dióxido de carbono) en carbono orgánico (azúcares). El proceso, conocido como fotosíntesis, es de los pocos procesos bioquímicos en el mundo de los seres vivos capaces de transformar materia inorgánica en orgánica, en este caso usando la energía procedente del sol. El acoplamiento de la fase luminosa en la que se capta la energía fotónica gracias a la clorofila y otros pigmentos fotosintéticos, a la fase oscura (o ciclo de Calvin) en la que la energía se usará para obtener glúcidos a partir de la fijación del CO2 atmosférico, es uno de los procesos más interesantes y apasionantes de los que existen sobre la faz de la Tierra. La energía captada de los fotones a través de una cadena de transporte de electrones se transformará en  ATP, energía química estable, que se usará para la fabricación de azúcares simples, el pilar metabólico del organismo. Las plantas, por otro lado servirán de alimento a los herbívoros, que a su vez lo serán de los carnívoros y se cerrará la cadena trófica con los organismos descomponedores, pero en último término toda la energía que haya entrado en estos sistemas procederá del Sol.

Fase Luminosa

Fase Luminosa

Fase Oscura

Fase Oscura

Parece un fin loable por tanto, conservar toda esta diversidad y proteger la humanidad de los desastres naturales, sin embargo, una que es bastante escéptica e incluso a veces malpensada, considera que la humanidad, la misma que ha firmado y rubricado desatinos a diestro y siniestro no podría ser tan altruista, y es que la construcción de dicho búnker ha costado muchísimo dinero, sin contar los costes de mantenimiento del mismo. Si se lee lo que reza la página web del ministerio respecto la Svalbard Global Vault, ya nos surge alguna incógnita.

‘Ensuring that the genetic diversity of the world’s food crops is preserved for future generations is an important contribution toward the reduction of hunger and poverty in developing countries. This is where the greatest plant diversity originates and where the need for food security and the further development of agriculture is most urgent. (Asegurarse de que la diversidad genética de los cultivos alimentarios del mundo se preserven para las generaciones futuras es una importante contribución a la reducción del hambre y la pobreza en los países en desarrollo. Aquí es donde se origina la mayor diversidad vegetal  y donde la necesidad de la seguridad alimentaria y el desarrollo de la agricultura es más urgente.)

¿Se está realmente trabajando para que las regiones más desfavorecidas tengan acceso a los alimentos y reducir la pobreza y el hambre con todo esto? Honestamente creo que no, como ya se vio con el boicot contra el ‘arroz dorado’ (http://www.sciencemag.org/content/287/5451/303), una variedad de arroz transgénica capaz de erradicar deficiencias de vitamina A en países en vías de desarrollo cuya viabilidad aún se espera por encontrar trabas administrativas y seguramente políticas (disfrazadas de ecologistas)  a la que dedicaré otro post (http://en.wikipedia.org/wiki/Golden_rice)

Y esto nos podría llevar a pensar entonces, ¿cuál es el motivo real de la bóveda? ¿Hay intereses ocultos en todo esto? ¿Es realmente tan bondadosa como quiere aparentar?

Demasiadas dudas para despejar en un día en el que nos encontramos honrando a la Constitución Española de 1978, ese conjunto de ‘leyes sagradas’, redactadas a trompicones, con miedo y presiones de determinados lobbies, con incongruencias palpables (léase artículo 16 sobre estado aconfesional y  párense a pensar sobre los privilegions que goza la Iglesia Católica en este país) y que solo se cumplen cuando al gobierno le conviene.

Siempre nos quedará plantar un árbol.

D-Fagomina, la solución definitiva?

Igual que el Santo Grial, la Atlántida o la piedra filosofal, desde hace varias décadas se busca incansablemente alguna sustancia que borre de un plumazo o al menos, mejore sustancialmente, un problema que se extiende a la velocidad del rayo en las sociedades de países desarrollados, la obesidad.  En verdad la obesidad como problema estético no preocupa en demasía a las autoridades sanitarias (que no a los afectados), pero debido al coste asociado de todos los problemas que suelen derivar de ella (Diabetes II, Hipercolesterolemia, HTA o el tricombo de las tres, también conocido como Síndrome Metabólico) conviene mantenerla a raya y limitar su morbilidad.

Pero no es sencillo, pues nuestro organismo está diseñado para almacenar. Nuestras vías metabólicas, complejos entramados de reacciones bioquímicas encadenadas entre sí, están diseñadas para ‘gastar’ combustibles cuando es necesario (pero siempre lo ‘justo’) y ‘almacenar’ lo que ingerimos de forma hipereficiente. En resumen, engordamos con facilidad pero nos es tremendamente difícil perder esos kilos de más. A todo ello hay que sumarle que la regulación metabólica es muy compleja y en ella participan un número muy elevado de sustancias. Desde el nivel intracelular en el que la compartimentación entre orgánulos modula cómo se deben suceder las reacciones, o las reacciones irreversibles, hasta los metabolitos intermediarios que funcionan como inhibidores o activadores enzimáticos, la modulación covalente a través de fosforilaciones, metilaciones o adenilaciones,  y muchos eslabones más a los que se suman las regulaciones a nivel supracelular como por ejemplo la vía hormonal, que a su vez depende en último término del sistema nervioso central. En la regulación hormonal además participan sustancias de naturaleza tan diversa como las hormonas tiroideas,  las hormonas sexuales, la leptina o la insulina.

A todo esto hay que añadirle que disponemos de distintos modos de almacenar ‘combustibles’ y que además éstos no sólo van a almacenarse en función de lo que incluyamos en nuestra dieta. Pues como se puede desprender de lo anteriormente citado, una parte de lo que ocurre en el organismo, encontrar una solución única destinada al ‘control’ del metabolismo es imposible. Vayamos por partes.

Nuestro organismo, puede almacenar energía en forma de glúcidos,  lípidos o proteínas y no siempre tal cual lo ingerimos sino que es capaz de transformar unas sustancias en otras dependiendo de sus necesidades. Si no tenemos en cuenta a las proteínas (que pueden rendir energía pero no es su función principal) lo primordial es la glucosa,  que procede de todas las sustancias que ingerimos que contienen almidón (pastas, arroz, patata, legumbres) o azúcares simples (sacarosa, fructosa, etc.). Una vez digerido el almidón o los azúcares simples, en nuestro intestino pasa a rendir glucosa (o monosacáridos)  que se absorben en el duodeno y a través del sistema portal alcanza el hígado donde se almacenará en cantidad variable y en forma de glucógeno (unos 200-400 gramos.) En el hígado dicho glucógeno servirá para mantener la homeóstasis de glucosa en el organismo suministrando de forma altruista glucosa al resto de tejidos extrahepáticos. Otra parte, una vez el hígado haya llenado su depósito, se almacenará en músculo para consumo propio. El resto de tejidos no pueden almacenar glucosa y tan sólo usarán la que circule en sangre en el momento post ingesta (glucosa post-prandial) o cuando ‘hagan su pedido’ al hígado, que se encargará de suministrarles lo que necesiten, mientras tenga reservas y gracias a la acción del glucagón  u otras hormonas catabólicas.

¿Y por qué sólo 400 gramos? La glucosa es una sustancia hidrófila que debe almacenarse asociada a moléculas de agua, por lo que no se puede almacenar de forma infinita ya que el hígado no lo podría soportar. Para ello, el organismo tiene un método más efectivo de almacenar. El resto de glucosa, que no pueda ser almacenada en forma de glucógeno será transformada en el tejido adiposo blanco en ácidos grasos a través de la lipogénesis, una vía de fabricación de lípidos que depende de la insulina. Naturalmente todos los ácidos grasos procedentes de la dieta también se almacenarán en el tejido adiposo blanco, ya que al ser lipófilos y no depender del agua, las cantidades a almacenar son ‘infinitas’. Para ello hay que decir además que los adipocitos, las células que forman parte de este tejido que se encuentra distribuido por todo el organismo, pueden aumentar de tamaño tanto cuanto sea necesario. En definitiva, para las dietas extracalóricas y poco equilibradas que acostumbran a merodear por nuestros lares, este tipo de diseño metabólico es un dislate. No sólo almacenamos todo el exceso de lípidos ingeridos en la dieta sinó que el exceso de glúcidos también somos capaces de transformarlo en lípidos que llenarán la despensa de nuestro tejido adiposo. Teniendo en cuenta que el objetivo de este post no es el de desmerecer al tejido adiposo, que tiene funciones nobles y vitales como fabricar hormonas esteroideas sin las cuales no podríamos vivir, en el plano de la obesidad, se transforma en una bomba de relojería, pues uno de sus objetivos es el de almacenar de forma eficiente todo aquello que le llegue a través de la dieta. Y no lo hace nada mal. Por otro lado hay que recordar que un gramo de glúcidos rinde alrededor de 4 kilocalorías, mientras que un gramo de lípidos 9, más del doble. Por lo que si ingerimos glúcidos y los transformamos en lípidos, ‘quemar’ esas calorías nos cuesta pues eso…más del doble!

En definitiva, todo esto es un  buen trabajo….si aún viviéramos en el Neolítico y dependiéramos de la caza mensual de un jabalí o de la recolección de frutos. Debido a que la obesidad es un problema reciente a nivel evolutivo, nuestro organismo funciona como en las sociedades antiguas en las que quizá un día se comía, y al siguiente no (todo dicho muy burdamente, que aquí no es todo blanco o negro). Resumir todas las vías metabólicas en un solo post sería harto complicado, pero se puede decir que la evolución no ha tenido tiempo de percatarse de que en determinados territorios del planeta disponemos de comida de sobra y por lo tanto sólo nos queda vigilar nuestra alimentación y hacer deporte, para tener bajo control el temido sobrepeso y la subsiguiente obesidad si se supera este primer peldaño.

No obstante, todos sabemos lo complicado que es controlar lo que comemos y la sociedad en la cual vivimos, cada vez más acelerada, conlleva que nuestra alimentación se descuide, no porque no sepamos que comer determinados alimentos es o no es saludable, sino muchas veces por falta de tiempo. A menudo nos alimentamos con comidas procesadas que añaden azúcares en exceso, lípidos saturados e hidrogenados que merecen post a parte y demás aditivos, algunos también muy cuestionados. Por todo ello no se deja de investigar en qué podría minimizarse esa afección, aun sabiendo que encontrar una pieza que lo solvente todo, es tarea de alquimistas.

Pues bien, parece que  empieza a verse luz al final del túnel, pues unos científicos del CSIC patentaron hace un par de años la producción de una sustancia muy similar a la glucosa, la D-fagomina.

La D-fagomina es un iminoazúcar de fórmula molecular monomérica y estructura bioquímica muy similar a glucosa, que se perfila como un ingrediente funcional que abrirá nuevas puertas a la investigación en la prevención de obesidad y por tanto, de enfermedades asociadas a ella. La D-fagomina se encuentra naturalmente presente en el grano de trigo sarraceno Fagopyrum esculentum o en , de forma más discreta en bayas de goji o morera.

Ya  se han descrito dos funciones de vital importancia en la prevención de sobrepeso y/o obesidad. Por un lado, actúa de inhibidor de las enzimas intestinales encargadas de lisar los enlaces o-glucosídicos en los disacáridos y polisacáridos de nuestra dieta (sacarosa, almidón, lactosa, etc.) y por el otro, al no poderse absorber ya que nuestro intestino absorbe exclusivamente glucosa, galactosa o fructosa como monosacáridos, pasa al colon donde será substrato de bacterias beneficiosas. Así, por un lado se inhibirá la liberación massiva de glucosa en duodeno y su posterior paso a la sangre y por el otro, se favorecerá este efecto bifidogénico saludable. Al limitarse la entrada de glucosa post-prandial (tras la alimentación) también disminuirá la liberación por parte del páncreas de insulina (la hormona encargada de que la glucosa de la sangre entre en el interior de los tejidos). Esto, además de minimizar el almacenamiento masivo de glucosas en hígado y músculo y/o su transformación en ácidos grasos en tejido adiposo blanco (pues la insulina favorece la lipogénesis), minimizará también la hiperactividad de los receptores de insulina celulares, unos grandes complejos proteicos anclados en la membrana de las células receptoras de glucosa y que se sabe que pueden volverse ‘insensibles’ a la acción hormonal si las curvas insulinémicas son muy elevadas (fruto de elevadas hiperglucemias en sangre).

En cuanto al efecto bifidogénico actuará a modo de fibra soluble. En la actualidad ya hay diversas sustancias bien establecidas como los fructooligosacáridos (FOS), con la inulina como estandarte, que participan en estos procesos de regulación de la microbiota intestinal, altamente ligada al correcto tránsito y sobretodo a la salud colónica, ya que éstas bacterias saludables, no sólo están relacionadas con procesos inmunitarios sino que son las encargadas de fabricar sustancias vitales para nuestro organismo como la vitamina K.

Naturalmente esto de ninguna manera puede significar la panacea, pero si que es cierto que abre una nueva vía de investigación y desarrollo de nuevos alimentos o suplementos alimenticios para luchar contra la obesidad, y sus problemas de salud asociados. Para ello, el proceso de obtención de la  D-fagomina ya ha sido patentado por la empresa Bioglane, nacida de parte de los investigadores que han desarrollado un proceso biotecnológico alternativo a la extracción para la producción de d-fagomina a una escala apropiada para aplicación alimentaria, ya que las cantidades contenidas en los alimentos no la hacían rentable. Así, el proceso conocido como Fagopure® permite, a través del uso de una aldolasa obtener el iminoazúcar con un 99.9% de pureza.

A continuación una gráfica de cómo actúa sobre los niveles glucémicos el uso de D-fagomina:

Representación de la acción de la D-fagomina sobre la glucemia (mg/dL) post-prandial. SS, sacarosa g/kg peso corporal; SS+BGL, sacarosa 2 g/kg peso corporal + fagopure. (Fuente: Josep Lluís Torres, CSIC-Bioglane)

Saccharomyces cerevisae. Al pan, pan, y al vino, vino.

Pocos microorganismos han dado tantas alegrías al ser humano a lo largo de la humanidad como el Saccharomyces cerevisae, una levadura o hongo unicelular de la familia de los ascomicetos cuyo metabolismo le permite, en determinadas condiciones, obtener energía por fermentación alcohólica. Algo similar ocurre en los humanos, en células incompletas a nivel de orgánulos (como los eritrocitos) o en algunas células privadas de oxígeno, como las células musculares al inicio de una actividad, en las que el metabolismo no puede realizarse completamente y requiere de alguna vía alternativa. En este caso -y por suerte-, la fermentación que realizamos para obtener energía en anaerobiosis, no es la alcohólica sino la láctica, aquella que nos proporciona unas terribles agujetas tras el ejercicio.

La fermentación alcohólica es un proceso catabólico acoplado a la glucólisis, en la que los microorganismos obtienen energía en forma de ATP (adenosín trifosfato) y poder reductor para completar sus procesos anabólicos más vitales. En definitiva, su objetivo final es la obtención de energía a partir de sustratos glucídicos (glucosa o fructosa) para obtener, como productos de ‘desecho’ etanol y dióxido de carbono. Estos productos de ‘desecho’ los aporvecharemos con diferentes finalidades como veremos a continuación.  La mecánica bioquímica del proceso es la que sigue y para que se dé, es necesaria la ausencia total de oxígeno (y medios ricos en azúcares), ya que Saccharomyces, por pertenecer al reino hongo (Fungi) y, aún siendo unicelular, es eucariota. Esto quiere decir que presenta todos los orgánulos (entre ellos las mitocondrias) y en presencia de oxígeno, puede realizar metabolismos más complejos acoplados a la glucólisis como el ciclo de Krebs y la cadena respiratoria obteniendo mucha más energía en forma de ATP (igual que los humanos, cuyo metabolismo oxidativo es más eficiente).

Image

Fermentación alcohólica

Estos productos de desecho, como decíamos, son los que a través de los milenios ha aprovechado el hombre para fabricar pan y bebidas alcohólicas como el vino o la cerveza. Saccharomyces cerevisiae, un hongo que de forma natural se encuentra presente en la piel de frutas como la uva y que el hombre supo aislar para usarla a nivel industrial, en una proto-biotecnología alimentaria que se transmitió de generación en generación hasta nuestros días y que ha sido muy estudiada y muy, pero que muy aprovechada.

En el caso de la cerveza y el vino, el producto de desecho que se busca, es la aparición de este etanol. En función de la graduación alcohólica deseada en último término, se adecuan las condiciones del medio (adición extra de azúcar, mayor o menos cantidad de levadura, difusión del oxígeno en los fermentadores, etc.) y se obtienen diferentes bebidas fermentadas.

En el caso del pan, el alcohol no interesa, sino que lo que queremos obtener es que la pasta se hinche para que quede mullido el interior (también en el caso de los pasteles, si bien se suelen usar ya levaduras de tipo químico como gasificantes). En este caso, el alcohol que aparece durante el proceso de fermentación del pan se eliminará tras el horneado, ya que el alcohol se volatiliza con las altas temperaturas.

Pero no queda aquí la cosa, pues existen diferentes estrategias, en el caso de las bebidas como el vino y la cerveza. Tal y como hemos dicho, el vino sería el resultado de la fermentación alcohólica de un zumo de uva o mosto, rico en azúcares, en condiciones anaerobias, es decir sin oxígeno. En estas condiciones, la levadura no puede realizar el metabolismo oxidativo completo (glucólisis, ciclo de krebs y cadena respiratoria) ya que no dispone de oxígeno como aceptor final de la cadena de electrones mitocondrial. Sin embargo, en ocasiones, si queremos refermentar el vino para aumentar su graduación podemos añadir azúcares externos, o ‘madurarlo’ a partir de forzar o permitir su metabolismo oxidativo de forma lenta y la aparición de compuestos secundarios que le otorgarán aromas específicos. En función de los diferentes ajustes que provoquemos en dicho proceso obtendremos unos u otros productos. En el caso del cava, por ejemplo (o champagne en la región francesa) no sólo se aprovecha el etanol producido como producto de la fermentación de los azúcares presentes en el mosto, sino que además se evita que el dióxido de carbono escape, y eso da lugar a las burbujas presentes en el mismo.

En resumen, uno de los hongos ascomicetos ‘amigos’ del hombre, ya que otros como Claviceps purpurea solo ha dado disgustos…y alguna que otra alucinación. Pero de éste, hablaremos otro día…

Stevia, sweet for my sweet?

El azúcar, ese arma de doble filo. Ese combustible que ayuda a arrancar el motor de nuestras células y que en exceso puede condenarlas de por vida con ese gran enemigo, la Diabetes Mellitus. La Diabetes Mellitus II es un desorden metabólico de magnitud notable en países desarrollados, conviertiéndose en algunos en la pandemia del siglo XXI, especialmente cuando se manifiesta en niños.

Esta alteración metabólica conocida con el nombre de Diabetes presenta dos formas principales de origen claramente diferenciado. Ambas comparten una elevada concentración de glucosa en sangre que se acumula en los vasos por no poder entrar en las células para ser metabolizada. La permanencia de altos niveles de glucosa en sangre no es badalí, ya que puede provocar complicaciones agudas graves como el fallo renal o el coma, o otras crónicas como neuropatías, vasculopatías que pueden acabar de forma trágica, entre otras muchas otras alteraciones como el glaucoma. En cada una de las formas la glucosa se resiste a entrar en las células por motivos bien distintos. En la DM I el páncreas del individuo es atacado selectivamente por glóbulos blancos citotóxicos que destruyen las células beta de los Islotes de Langerhans pancreáticos, las células encargadas de fabricar insulin, la hormona que el organismo permite que la glucosa entre en las células para su metabolización. En el caso que nos interesa en este artículo sin embargo, la Diabetes Mellitus Tipo II (DM II) tiene un origen claramente diferenciado. En este caso la glucosa no entra en las células no por falta del mensajero fisiológico que lo dicta (insulina) sinó por una incomprensión por parte de los receptores de insulina de la célula que no interpretan el mensaje.  Hay insulina, pero ésta no consigue inducir la entrada de la glucosa del torrente sanguíneo al interior de las células por parte de los receptores celulares. esta resistencia, que puede ser mayor o menor es algo no del todo esclarecido y que sigue siendo motivo de estudio por parte de los científicos, al estar implicadas diversas teorías (puede ser que la insulina no sepa transmitir el mensaje o que todos los receptores se vuelvan inmunes a ella).

La glucosa en efecto es el principal combustible celular, en algunas células más importante que en otras (las neuronas pueden funcionar casi exclusivamente con glucosa o los eritrocitos la necesitan como combustible exclusivo). La glucosa es absorbida a través de los alimentos en el intestino delgado, duodeno, y a través del sistema portal es trasportada primero al hígado para su almacenamiento en forma de glucógeno y posteriormente al resto de los tejidos extrahepáticos. Tan sólo el músculo es capaz de almacenar glucógeno como el hígado,  si bien lo hace de forma interesada (para autoconsumo únicamente), mientras que el hígado lo hace para proveer de glucosa cualquier tejido que lo necesite en cualquier momento que lo necesite (homeostasis de glucosa). La glucosa, sufrirá una serie de transformaciones metabólicas que en cada una de las células rendirán energía en forma de una biomolécula llamada ATP (adenosín trifosfato), un nucleótido que contiene tres grupos fosfatos unidos con enlaces anhidrido de alta energía (su ruptura provoca grandes liberaciones de energía que será aprovechada por la célula para distintas transformaciones de tipo anabólico, o constructor de moléculas).

Pero, ¿de dónde puede proceder la glucosa? la glucosa es un monosacárido o unidad simple que forma parte de distintos glúcidos. Algunos, se conocen genéricamente como ‘azúcares simples’ debido a que contienen una o pocas unidades de monosacáridos, son los que confieren el sabor típicamente dulce. Fundamentalmente a nivel dietético serían la fructosa o azúcar de la fruta (monosacárido), la sacarosa o azúcar común (un disacárido formado por una unidad de glucosa y una unidad de fructosa) y la lactosa o azúcar de la leche (disacárido formado por una glucosa y una galactosa).

El hecho de ser ‘simples’ químicamente repercute directamente en la rapidez de su absorción en el intestino y su capacidad glucemiante, esto es de aumentar la concentración de glucosa en sangre. Otras fuentes de glucosa son los ‘azúcares complejos’, fundamentalmente el almidón presente en pastas, arroz o féculas.  En este caso hablamos de polisacáridos de miles de millones de unidades de glucosa repetidas, unidas por enlaces glucosídicos y cuya absorción en intestino es más lenta pues hay que previamente destruir los enlaces glucosídicos para poder absorber los monómeros de glucosa. En este caso su capacidad glucemiante en sangre menor (si bien su rendimiento es muy alto ya que nos aportan muchas unidades de este combustible) y son los azúcares por excelencia recomendados para una dieta sana y equilibrada. Muchos estudios recientes apuntan incluso, que añadiendo almidón resistente a los alimentos con base de almidón (galletas, pastas, etc.) se podría prevenir la Diabetes tipo II en bajar el índice de hiperglucemia y paralelamente la insulinemia en sangre. El almidón resistente puede proceder por ejemplo de harina tostada, almidones tratados térmicamente que adquieren una conformación estructural que hace difícil que las enzimas intestinales puedan atacarlos, por lo que pasan a ser parte de ‘fibra’, es decir algo que no se absorberá. Los glúcidos, rinden unas 4kcal/gramo y proporcionan energía, en principio todos rinden aproximadamente lo mismo, pero unos se absorben más fácilmente que otros provocando subidas de glucosa en sangre mayores o menores y como respuesta a ellas mayor o menor liberación de insulina en sangre.

Y aquí es donde quería llegar. Los azúcares simples (fructosa, glucosa, sacarosa), que presentan un alto nivel glucemiante, son a largo plazo los enemigos número uno de problemas metabólicos como la Diabetes II, ya que a mayores picos de insulinemia en sangre, mayor riesgo de volverse ‘insensible’ a la misma.  En este sentido hay en el mercado numerosos sustitutos del azúcar, con mayor o menor poder endulzante, los edulcorantes. El poder endulzante siempre se compara con la sacarosa o azúcar común como referencia.

Todos ellos son sustancias que endulzan los alimentos sin ofrecer calorías (para las personas que simplemente quieren evitar los glúcidos simples por su poder calórico), y lo más importante, una vez en sangre son metabolizados hacia otras sustancias, y si bien algunos de ellas acabaran entrando en las vías metabólicas de glúcidos, la insulina no responde a su aumento en sangre. Pero, ¿son estas sustancias ‘sanas’? Existe una gran controversia al respecto. La gran mayoría son sustancias de origen químico que si bien han sido evaluados bajo diferentes estudios, nadie apuesta por ellos como algo que pueda ser alegremente incluído en la dieta, ya que aunque pueden protegernos frente a la Diabetes II quizá podrían provocarnos otros transtornos. A algunos de ellos, como el aspartamo, ya se les ha declarado abiertamente la guerra por saberse a ciencia cierta que tras una serie de transformaciones metabólicas en el organismo genera una serie de compuestos metabólicos secundarios que a largo plazo pueden ser dañinos para la salud. Otros, con nombres tan futurísticos como el Acesulfame-K o la Neohesperidina, tampoco suscitan tranquilidad, si bien, como digo todos ellos pasan rigurosos controles antes de ser aprobados para su uso alimentario.
Y entre este mar de sustancias, hace unos años apareció, como flor de mayo (aunque en verdad se usen sus hojas), la Stevia. Stevia son un conjunto de plantas fanerógamas procedentes de regiones subtropicales de América Central y América del Sur, conocidas como hierba dulce.  De todas ellas, Stevia rebaudiana bertoni es la más usada para fabricar edulcorantes naurales y diversas marcas ya la comercializan. Las hojas de las plantas de Stevia tienen un poder endulzante de 300 veces más que el azúcar común y además, no afectan al índice glicémico en sangre, y además su extracto presenta propiedades antioxidantea, antiinflamatorias e incluso anticancerígenas (quizá ligadas al poder antioxidante de algunos de sus compuestos). No afectan al índice glucémico porque el organismo no las puede metabolizar hacia ninguno de los monosacáridos que forman parte de las vías metabólicas de los glúcidos y cuyo monosacárido estrella es la glucosa.  Se han aislado diferentes compuestos químicos, responsables del sabor dulce de la planta:  steviosida, rebaudiosidas A, B, C, D, E y F, dulcosida A, rubusosida y steviolbiosida.

Sin embargo, tenemos que ser cautos, pues estudios sobre las sustancias endulzantes y sobre los usos que ciertos indígenas hacían de esta planta han revelado que se deben extremar las precauciones. El steviol, una de las sustancias se ha revelado como una sustancia genotóxica, si bien serían necesarias elevadísimas cantidades de esta sustancia para afectar al ADN celular. No obstante, se conoce que los aborígenes de ciertas tribus americanas, la usaban con efecto contraceptivo, es decir para evitar el embarazo, así como diversos estudios demostraron que en ratas disminuía la cantidad de esperma. Todo ello, naturalmente, a altas concentraciones.

En USA, la FDA (Food and drug Administration) ha prohibido su uso como edulcorante de mesa y sólo lo permite como ingrediente de un suplemento alimenticio. En la UE su uso fue también rechazado por considerarse que no existían suficientes estudios para afirmar su inocuidad y ha sido recientemente que la EFSA (Agencia Europea de Seguridad Alimentaria) ha concluido que es una sustancia segura, a través de diversos estudios y ha fijado su consumo diario máximo de 4 mg por kilogramo de peso corporal. http://www.efsa.europa.eu/en/efsajournal/pub/1537.htm

Se recomienda también consumirla de origen natural y no preparados comerciales que mezclen un % de Stevia con otros edulcorantes.