Alimentos funcionales y tratamiento preventivo de - CIR

Alimentos funcionales
y tratamiento preventivo
de enfermedades:
principales aplicaciones
de los probióticos
Rosa Domínguez Espinosa.Doctora en ingeniería química
con especialidad en fermentaciones, por la Universidad
de Manchester. Ganadora
del Premio nacional César
O.BaptistadelIMIQ,2002,a
laInvestigacióndeExcelencia
enIngenieríaQuímica.
Araceli González Burgos.Química industrial egresada de
la Facultad de Ingeniería
Química. Colaboradora en
proyectos de investigación
relacionados con bacterias
lácticas y microbiología. Es
técnico académica en el LaboratoriodeBiotecnologíade
Alimentos.
Tania González Flores.Química industrial egresada de la
Facultad de Ingeniería QuímicadelaUniversidadAutónomadeYucatán.Espasante
de la Maestría en Ciencia y
Tecnología deAlimentos de
lamismaFacultad.
Marcela Zamudio Maya. Doctora en biotecnología por la
Universidad nacional Autónoma de México. Investigadora nacional nivel I del
SnI, con siete publicaciones
en revistas arbitradas. Es
vicepresidentadelaSociedad
Mexicana de Biotecnología
y Bioingeniería, Delegación
Yucatán.
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RosaDomínguezEspinosa
AraceliGonzálezBurgos
TaniaGonzálezFlores
MarcelaZamudioMaya
IMPORTAnCIA
DELAMICROFLORA
InTESTInAL
Lafloraintestinalenelhumanoguardaunarelaciónmuyestrechaconla
saluddelmismo.Lafloraescompleja,
tantoennúmerodeespeciescomoen
susinteracciones,porloqueesconsideradacomounodelosambientesmicrobianosmáscomplejosqueexisten.
Algunos de estos microorganismos
son patógenos potenciales y pueden
serunafuentedeinfecciónbajociertas
circunstancias,porejemplo,cuandola
integridaddelabarreraintestinales
interrumpidafísicaofuncionalmente.
Sinembargo,lainteracciónconstante
entreelhuéspedysusmicroorganismospuedeaportarimportantesbene-
Revista de la Universidad aUtónoma de YUcatán
ficiosalasaludhumana(MacFarland,
2000;GuarneryMalagelada,2003).
La flora normal es una mezcla
dinámica y compleja de microorganismos,quetienediversasfunciones,
incluyendoladigestióndenutrientes
esenciales,maduracióndelafisiología
intestinal, estimulación del sistema
inmune y la inhibición de bacterias
patógenas.
Lasmicrofloranormaleslaprimera
línea de defensa contra la colonización por microorganismos exógenos
y,porlotanto,sonimportantesenla
prevención de la invasión de tejidos
con patógenos. La resistencia a la
colonización también se aplica a las
bacteriasoportunistasqueseencuentranpresentesenelintestinoytienen
U
Alimentosfuncionalesytratamientopreventivodeenfermedades:principalesaplicacionesdelosprobióticos
un crecimiento restringido. El equilibrio entre las especies de bacterias
residentes proporciona estabilidad a
la población microbiana en el individuo en condiciones normales. Sin
embargo,elusodeantibióticospuede
romperestebalanceecológicoypermitirelsobrecrecimientodeespecies
conpotencialpatógeno(MacFarland,
2000;GuarneryMalagelada,2003).
Estudiosin vitrohandemostradoque
lasbacteriascompitenporlossitiosde
adhesiónenlasuperficiedelascélulas
epitelialesintestinales.Lasbacteriasno
patógenasadherentespuedenprevenir
la adhesión y la entrada subsecuente
de patógenos enteroinvasivos en las
célulasepiteliales.Asímismo,lasbacteriascompitenporladisponibilidadde
nutrientesasegurandosuprevalencia
alconsumirlamayorpartedelosrecursos (MacFarland, 2000; Guarner y
Malagelada,2003).
Elgradodeconocimientoobtenido
encuantoalaimportanciademantener un balance apropiado de la flora
intestinal ha conducido al desarrollo
deproductosquecontenganmicroorganismos que beneficien al huésped
almejorarsubalancemicrobiano,los
cualessonconocidoscomoprobióticos.
los cuales alteran la microflora (por
implantación o colonización) en un
lugar específico del huésped, provocando efectos benéficos sobre la
salud del mismo (Harvenaar y Huis
in'tVeld,1992).Losefectossaludables
atribuidos al uso de probióticos son
numerosos y entre ellos se pueden
mencionar:
1) Disminución de la frecuencia y
duracióndeladiarreaasociadaal
uso de antibióticos, infección por
rotavirusyquimioterapia.
2) Estimulacióndelainmunidadhumoralycelular,consecuentemente
lareduccióndeenfermedadesinflamatoriaseinmunológicas.
3) Disminucióndemetabolitosdesfavorables como amonio y enzimas
procarcinogénicasenelcolon.
4) Reduccióndelosnivelesdecolesterolsanguíneo.
5) Establecimientodelafloraenbebés
prematuros.
¿QUéSOnLOSPROBIóTICOS?
Actualmente,unadelasdefiniciones
másaceptadasparadescribirunprobióticoesaquellaquecorrespondea
unproductoquecontienemicroorganismosviablesensuficientenúmero,
Bacterialactica
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6) Reduccióndelestreñimiento.
7) Disminución de los síntomas de
intoleranciaalalactosa.
8) ReduccióndeinfecciónporHelicobacter pylori.
Muchasespeciesdebacteriasprobióticas lácticas han sido empleadas
desdehacemuchotiempoenalimentos fermentados y son consideradas
como microorganismos comensales
sin potencial patogénico. Los miembros del género Lactobacillus son
consideradosmicroorganismosGRAS
(siglaseninglés"GenerallyReferedAs
Safety",términoutilizadoporlaagenciadelosEstadosUnidosAmericanos
Food and Drug Administration), es
decir, que son seguros para su uso.
Los estudios con animales indican
ausenciadeinfecciónytoxicidadaun
endosiselevadas.Así,enlosúltimos
años,latecnologíadetodoelmundose
hainclinadoenfavordelaproducción
Efectoinhibitoriodeuna
bacteriaprobióticasobreel
crecimiento
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delosllamadosalimentosfuncionales
quecontenganestosmicroorganismos
ensuelaboración(Torres,2003).
LOSALIMEnTOSFUnCIOnALESYLOSPROBIóTICOS
La idea de los alimentos funcionales
fuedesarrolladaenelJapóndurante
la década de los ochenta, como una
necesidadparareducirelaltocostode
lossegurosdesalud,queaumentaban
porlanecesidaddeproveercobertura
a una población cada vez mayor en
edad,graciasalosavancesenelcuidadomédicoylabuenanutrición.El
primertérminousadoparaestetipo
de alimentos en los Estados Unidos
fue el de alimentos diseñados (Schaafsma, 1996) para describir aquellos
alimentos efectivos en la reducción
delosriesgosalcáncer,quecontienen
naturalmenteoquesonenriquecidos
con componentes químicos biológicamenteactivos,perononutritivos.
noexisteunacuerdoparadefinir
en forma precisa lo que son los "alimentosfuncionales".Muchosconsideranquesetratadeunconceptoaúnen
desarrolloyquebienpodríaconsiderárseloscomoproductosintermedios
entrelostradicionalesylamedicina.
Los alimentos funcionales podrían
definirse como "cualquier alimento
en forma natural o procesada, que
ademásdesuscomponentesnutritivos
contienecomponentesadicionalesque
favorecenlasalud,lacapacidadfísica
y el estado mental de una persona"
U
Alimentosfuncionalesytratamientopreventivodeenfermedades:principalesaplicacionesdelosprobióticos
(Vasconcellos, 1998). En México, el
Directorio de Alimentos y Nutrición del
Instituto de Medicina ha definido los
alimentosfuncionalescomo"cualquier
alimento o ingrediente alimentario
quepuedaproporcionarbeneficiosala
salud,ademásdelostradicionalmente
nutricionales"(Heller,2003).
Hoydíaexistenmásde100alimentos en el Japón, para uso específico
en la salud (FOSHU), entre los que
destacan:lasfibrasdecereales,leche
desoyayproductosfermentadoscon
bacteriasprobióticas(probióticos),las
cuales son utilizadas en los alimentos con diferentes propósitos, como
proporcionar textura, aroma, sabor,
calidadpreservativa,valornutricional
ymejorarlasaluddelconsumidor.
PROBIóTICOSCOMO
AYUDAnTES
EnELTRATAMIEnTO
DEEnFERMEDADES
Estudiosclínicosbiencontroladosyde
investigaciónbásicahandemostrado
que los probióticos pueden ser una
alternativaefectivaparalaprevención
ytratamientodeenfermedades.
Existenreportesdeinvestigadores
mexicanosacercadelasaplicaciones
ylosresultadosquesehanobtenido
con el uso de probióticos de manera terapeútica. Vargas y col. (2003)
reportaron el efecto benéfico de los
probióticos para la conservación de
lamicrofloranativaydelasaluden
general, fortaleciendo la absorción
intestinaldenutrientesyeliminando
signos clínicos intestinales adversos
enpacientesenestadocrítico.
Losprobióticossehanutilizadoen
población pediátrica por sus efectos
terapeúticosyporsusefectospreventivos. La aplicación de probióticos a
niñoscondiarreasagudasdisminuye
el número de evacuaciones al día y
reduceeltiempodeexcreciónviralyel
tiempodeduracióndeladiarrea.Asimismo,sehanutilizadocomoagentes
para el tratamiento de transtornos
intestinales como la colitis y la intolerancia a la lactosa. Una aplicación
muyimportanteenpediatría,debido
alosefectosinmunomoduladoresde
los probióticos, es su utilidad en el
manejo de alergia a proteínas de la
leche, tanto para niños con alergia
severacomoparalaprevencióndela
alergia(Heller,2003).
Por su capacidad de reforzar la
barreramucosaintestinal,demodular
Lactobacilosencajadepetri
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la respuesta inmune, seguridad y
bajocosto,losprobióticosseperfilan
como una alternativa promisoria
tambiénparaelcontroldelpaciente
con daño hepático crónico. En este
contexto,elpapeldelosprobióticos
puede extenderse más allá de la
erradicacióndebacteriaspatógenas
en el intestino delgado y grueso.
Mientrasquelafloraintestinalpatógenapuedecausarhepatotoxicidad
significativa,lascepasnopatógenas
o bacterias comensales promueven
respuestas antiinflamatorias o de
tolerancia,deaquíquelosmecanismos por los cuales los probióticos
pueden interferir con el desarrollo
opersistenciadeldañohepático,ya
que causan la inhibición de cepas
intestinalespatógenas,inhibiciónen
eldesarrollodetumoresylamejoría
en la función de la barrera intestinal.Conello,ademásdemejorarla
supervivencia,puedencontribuira
mejorarlacalidaddevidayaahorrarrecursosconsiderablesensalud
(Vargas,2003).
El SIDA es el problema de salud
públicamáscomplejoenlaactualidad;
latransmisióndeestevirusesprincipalmentepormucosas,porloquese
llevanacaboestudiosquegenerarán
un desarrollo tecnológico basado
en una bacteria láctica modificada
genéticamente, segura y comestible,
parainducirinmunidadespecíficaen
mucosas,loquerepresentaunanueva
estrategiadevacunacontraelVIH.
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Yasehanrealizadotrabajosenratonesparademostrarlafuncionalidad
delasvacunasysehaobtenidoquela
administraciónoraldeL. lactismodificadainducelinfocitosyanticuerpos
específicosenmucosascontraelVIH
(Lunaycol.,2003ayb).
Dentro de las nuevas líneas de
investigación se ha incrementado el
interésporelpotencialdelasbacterias
probióticasparaprevenirinfecciones
eneltractourinario(Torres,2003).Es
importante señalar que los probióticosnosonmedicamentosquelogran
curaroeliminarlossíntomasclínicos
dediversasenfermedades,perosíse
consideran aditivos que coadyuvan
al mejoramiento integral de la salud
delospacientesyalaprevenciónde
ciertospadecimientos.
ESTUDIODEPROBIóTICOS
EnMéxICO
Dada la importancia de las aplicacionesdelosprobióticosendiversas
áreas, se ha generado una gama de
alternativasdeestudioentornodelos
microorganismosprobióticos.EnMéxicoseestándesarrollandoinvestigacionesparacomprobarcientíficamente
losbeneficiosybondadesqueimplica
laingestadeestosmicroorganismos.
Unodelosprincipalesproblemas
de los alimentos o productos farmacéuticosadicionadosconprobióticos
es la sobrevivencia de los mismos
duranteeltiempodevidadeanaquel
delproducto.Porellohasurgidolane-
U
Alimentosfuncionalesytratamientopreventivodeenfermedades:principalesaplicacionesdelosprobióticos
cesidaddeestudiarnuevasformasde
mantenervivoslosmicroorganismos.
Entrelosmétodosmásutilizadosestá
laliofilización,sinembargo,sehademostradoqueelmismoprocesoreducelaviabilidadcelulardrásticamente,
porloqueyasedesarrollantécnicas
deinmovilizacióncelularporatrapamientoomicroencapsulaciónquepermitenconcentraraltascantidadesde
microorganismosenespaciosreducidos,mejorandolasobrevivenciadelos
mismos.Estosprocesoscombinados,
liofilización y microencapsulación,
representanherramientasútilespara
la estabilización de bacterias ácido
lácticasdeinterés(Cruzycol.,2003b;
Martínezycol.,2003).
Los probióticos pueden ser específicos de los lugares geográficos en
los que se apliquen, ya que existen
factorescomolaalimentación,origen
y condiciones de procesamiento que
demaneraintegralinfluyenenelbuen
funcionamiento del probiótico como
tal; por ello es importante obtener
probióticosdemaneralocalyconbase
nosóloenaspectostecnológicossino
tambiéngeográficosydeaplicación.
Dentro de este marco, en el ámbito
nacionalsehanrealizadoestudiosde
aislamientodebacteriasconpotencial
probióticoprovenientesdeanimalesy
alimentostradicionales.
EnlaFacultaddeIngenieríaQuímica de la Universidad Autónoma
de Yucatán se realizan estudios
dentro del rubro de la evaluación
de la actividad probiótica in vitro
de bacterias ácido lácticas aisladas
de sustratos nativos del estado de
Yucatán.Enesteestudioseutilizaroncondimentos,pozol,atoleagrio,
tepache,desechosagroindustrialesy
tejidodeltractogastrointestinalde
pollos(Gonzálezycol.2003).Seobtuvieron19cepascontolerancias,al
paso,atravésdeltractogastrointestinal, similares a las del probiótico
utilizadocomocontrol(Lactobacillus
johnsonii, cepadelyogurtLC1).Las
cepas obtenidas proceden de pozol, recado rojo (pasta de achiote),
atoleagrio,tepacheyrecadonegro.
Todasestascepasinhibenlospatógenos utilizados (Escherichia coli,
Staphylococcus aureus, Salmonella
sp. y Shigella sp.), aunque en cantidades variables. Estos resultados
pueden ser de gran utilidad en la
elaboracióndealimentosfermentados tradicionales, adicionados con
microorganismosprobióticosocon
eldesarrollodeproductosfarmacéuticosquebeneficienalapoblación,
principalmente rural del estado de
Yucatán.
Asímismo,enestaUniversidadse
hanrealizadoesfuerzosparautilizar
productos no lácteos que pudieran
ser buenos para la elaboración de
productos fermentados adicionados
conprobióticosyque,graciasaello,
seutilicedemaneraproductivaalgún
subproducto de otro tipo de industria. Se están realizando estudios en
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este sentido con Aloe vera, conocida
comúnmentecomosábila(Contreras
yDomínguez,2003).
Otra área interesante de estudio
estrechamenterelacionadaesaquellasobrelaspropiedadesdeprebióticos,loscualessonsustanciascapaces
deestimularelcrecimientoselectivo
debacteriasprobióticaseneltracto
intestinal.Elpapelfundamentalde
las sustancias prebióticas es el de
servircomofuentesdecarbonoespecíficasparabacteriasprobióticas.
Losingredientesnormalmentedefinidosyestudiadoscomoprebióticos
son los oligosacáridos, y de entre
éstos, los que han enfocado mayor
interéssonlosfructooligosacáridos
ygalactooligosacáridos(Cruzycol.,
2003a).EstaesotraáreadegranimpactodondetambiénlaFacultadde
IngenieríaQuímicadelaUADYha
Productosprobióticos
comerciales
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Revista de la Universidad aUtónoma de YUcatán
concentradosusesfuerzos.Secuenta
contrabajosdondesehanevaluado
nuevas alternativas de materiales,
aprovechando subproductos de
algunas industrias que puedan ser
utilizadoscomoagentesprebióticos,
comoelalmidóndeplátano,lapulpa
de naranja (Jiménez y col., 2003) y
la glucosamina y otros derivados
del los caparazones del camarón
(Guerreroycol.,2003).
Así,latendenciaennuestropaísy
enelrestodelmundoeslaelaboración
dealimentosfuncionalesparaconsumohumanooanimal,conunelevado
contenidodeprobióticosysustancias
prebióticas con características organolépticas aceptables, así como el
desarrollo de productos farmacéuticosquecontenganestosagentesque
ayudenalaprevenciónocontrolde
enfermedadesinfecciosas.
U
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