Metabolismo de los edulcorantes no calóricos

Metabolismo de los edulcorantes no
calóricos, Seguridad en su Uso
Dr. Fernando Javier Lavalle González
Profesor de Endocrinología, Medicina Interna y Nutrición
Jefe de la Clínica de Diabetes Hospital Universitario “Dr. José E. González” UANL
Facultad de Medicina de la UANL
Director del Instituto de Bebidas para la Salud y el Bienestar “The CocaCola Company”
Ex Presidente de la Federación Mexicana de Diabetes A.C.
Agenda

Edulcorantes no Calóricos
 Metabolismo
 Seguridad
 Poblaciones
especiales
¿Qué son los edulcorantes?


Los edulcorantes son aditivos alimentarios que
confieren sabor dulce a los alimentos.
A diferencia de los alimentos como la miel, o los
ingredientes como el azúcar común, la fructosa, la
glucosa, etc, que no se consideran edulcorantes ya
que tienen otras funciones en los alimentos, además
de la de edulcoración.

Los edulcorantes son aditivos alimentarios, y siguen
las normas de legislación de estos productos:
 Han
de estar autorizados por la COFEPRIS en México,
y las agencias reguladoras en la Unión Europea, que es
quien fija los productos en los que se pueden aplicar, y
las dosis para cada país.
 La Unión Europea, para autorizarlos, los somete al
estricto examen del Comité Científico para la
Alimentación Humana (SCF), que es el organismo que
dictamina si el producto se puede utilizar, y fija la
Ingesta Diaria Admisible (IDA, o ADI en inglés).
Características de ENC
Edulcorante
Sacarina
Ciclamato
Aspartame
Acesulfame K
Sucralosa
Descubierto
1879
1937
1965
1967
1976
300-500 veces
30-50 veces
200 veces
130-200 veces
600 veces
imida osulfobenzoica
Ácido
ciclohexilsulfamato
Proteína
Metabolismo
Se absorbe lento,
no se metaboliza,
se excreta riñón
Flora intestinal, se
absorbe y se
excreta sin alterar
En fenilalanina,
ácido aspártico,
metanol
No se metaboliza
se excreta riñón
No metabolizada
Inocuidad
1977 duda Ca.
Vejiga, no se
confirma es inocuo
Inocuo
Inocuo , apto
para mujeres
embarazadas,
lactantes, niños y
personas con
diabetes, no apto
para
fenilcetonúricos
No reacciones
adversas
Apta para
consumo humano
Normativa
FAO/OMS
Aprobado 1993
Aprobado 1982
Aprobado 1981
Aprobado 1990
Aprobado 1990
5 mg /kg de peso
7-11 mg/kg de
peso
0-40 mg/kg de
peso
9-15 mg/kg de
peso
0-15 mg/kg de
peso
Dulzor
Substancia
IDA
Derivado de
sacarosa (Cl)
METABOLISMO ENC
Aspartame



Está elaborado a partir de un éster metilado de
fenilalanina y ácido aspártico
Es metabolizado en intestino delgado por enterasas
y peptidasas que lo hidrolizan a una molécula de
ácido aspártico, una molécula de fenilalanina y una
molécula de metanol
Su metabolismo oxidativo aporta 4 kcal/g, pero las
calorías en una dieta regular serán menos de 1,
debido a que es 160 a 220 veces más dulce que la
sucarosa, siendo mínimas las cantidades ingeridas
Magnuson BA et al. Crit Rev Toxicol. 2007;378:629-727
Aspartame


Dosis altas, en bolo único produce cambios en algunos
parámetros bioquímicos como aminoácidos en plasma, pero
los estudios de seguridad realizados en ratones, ratas,
cobayos, perros y humanos (incluyendo lactantes, niños,
adolescentes, mujeres lactantes y adultos sanos), no
muestran efectos adversos agudos, subagudos ni crónicos de
estos aminoácidos ni de sus productos de descomposición.
Tampoco cambios en la fisiología corporal aún a dosis tan
altas como 4,000 mg/k/día, y las concentraciones séricas
de sus componentes metabólicos (fenilalanina, ácido
aspártico y metanol), a dosis de 50 mg/k no exceden las
encontradas después de una alimentación normal.
Moller SE. Effect of aspartame and protein, administered in phenylalanine-equivalent doses, on plasma
neutral amino acids, aspartate, insulin and glucose in man. Pharmacol Toxicol. 1991;68:408-412
Aspartame


Un estudio realizado sobre la regulación del apetito hace evidente
que la administración de aspartame una hora antes de empezar a
comer, produce una ingesta significativamente menor de alimentos
que la observada en un grupo control o en dos grupos que también
ingieren aspartame, pero uno inmediatamente antes y otro durante
la alimentación.
Algunos autores sugerían que en pacientes con alteraciones en la
actividad de la hidroxilasa L-aspartil-L-fenilalanina se podían
presentar efectos secundarios, pero los estudios prospectivos
demostraron que los niños con esta rara condición no presentaba
modificaciones en el comportamiento, la atención, el rendimiento
escolar ni la capacidad de aprendizaje en comparación con la
población normal . No se recomienda su uso en homocigotos.
Rogers PJ, et al. Physiol Behav 1995;57:489-493
Schulpis KH, et al. Eur J Clin Nutr. 2006;60(5):593-7
Contenido de Ácido aspártico, Fenilalanina &
Metanol en alimentos comunes
Ácido
Fenilalanina* Aspartico*
Bebida dietética con
aspartame 12 oz
Metanol
90
72
18
606
888
-
Platano mediano
58
146
21
Jugo naranja 12 oz
36
276
23
Jugo Tomate 12 oz
58
346
107
Leche 12 oz
Todas las cantidades en mg
*aminoácidos
EFSA Journal 2011;9(2):2089
Salminen y Hallikainen, 1990; Nutra Sweet, Co., 1987
Metabolismo del Metanol
CO2 + H20
Metanol
Tetrahidrofolato
intermediario
Alcohol deshidrogenasa
En Hígado Formaldehido
T½ = 1.5 min
Conversión muy rápida
No acumulación
Ácido Formico
T½ = 3-6 hr
Acumulación de ácido
fórmico = toxicidad del
metanol
Nivel más bajo de metanol que se ha asociado a
toxicidad = 126 mg/dL
Kostic and Dart, 2003
Formaldehído


Es un componente de muchos alimentos
Se produce durante el metabolismo de los alimentos y muchas
drogas


Es esencial en el pool del metabolismo de un carbono.




La cafeína de una taza de café = 30 mg de formaldehído
El ácido fórmico utilizado en la síntesis de nucleótidos de ADN
Se calcula que se produce y metaboliza > 50.000 mg de
formaldehído a diario en un humano adulto
El hígado humano adulto puede metabolizar 22 mg de
formaldehído por minuto - por un metabolismo muy rápido
También tiene un rápido metabolismo en los seres humanos
jóvenes
Clary and Sullivan, 1999
Efecto del aspartame en metanol y
ácido fórmico sanguíneos
Sujetos
Dosis (mg/kg)
Metanol y ácido fórmico (mg/dL)
Adultos sanos
(ingesta de
alimento/bebida
Promedio= 5
Alto = 15 mg/kg
34 mg/kg
100 mg/kg
150 mg/kg
200 mg/kg
metanol – no detectable (ND)
metanol nivel pico 1.27, ND at 8 hr
metanol nivel pico2.14, ND at 24 hr
metanol nivel pico2.58, ND at 24 hr
No cambio niveles ácido fórmico
Infantes sanos
34 mg/kg
50 mg/kg
100 mg/kg
metanol – no detectable
metanol – no detectable
metanol pico = 1.02
No cambio niveles ácido fórmico
Stegink et al., 1981,
1983, 1989
Aspartame NO CAUSA envenenamiento por metanol
Toxicidad por Metanol > 126.0 mg/dL; con acumulación ácido fórmico
Acesulfame-Potásico


Se trata de un endulzante no calórico sintético cuya
fórmula es 5,6-dimetil-1,2,3-oxatizaina-4(3H)-ona2,2-dióxido que su uso más frecuente es combinado
con otros edulcorantes para intensificar su grado de
dulzor y disminuir su sabor amargo.
Se absorbe en el intestino delgado y es excretado
por vía renal sin ser metabolizado, por lo que no
produce energía oxidativa.
Acesulfame-Potásico

Los estudios epidemiológicos incluidos los estudios
retrospectivos y los de casos y controles
prospectivos, no muestran evidencia de que exista
asociación entre su consumo y la generación de
cáncer en ningún tejido, alteraciones metabólicas,
neurotoxicidad, cefalea, convulsiones, alteraciones
del comportamiento, cambios ni alteraciones en la
capacidad de aprendizaje, cambios ni alteraciones
en el humor ni la conducta
Sucralosa


Se elabora sustituyendo los tres grupos hidroxilo de la
sacarosa por tres moléculas de cloro, obteniendo una
molécula estable que no puede ser absorbida
fácilmente por el tubo digestivo (85% de la sucralosa
ingerida es eliminada con las heces), y el 15% que se
absorbe de manera pasiva no pudiendo ser
metabolizada con fines energéticos.
Al ser altamente soluble en agua y no ligarse a las
proteínas plasmáticas es eliminada por vía renal sin
decloración en 24 horas a su consumo sin efecto
osmótico alguno.
McNeil Nutritionals. Sucralosa Safety Assessment.
Food Chem Toxicol 2000;38(suppl 2):S1-S129
Sucralosa


Los tres cloros permiten que la sucralosa sea
resistente al calor, por lo que se pueden cocer, asar
y hornear alimentos que la contienen sin que se
pierda su característica edulcorante.
El consumo de cloro que se produce con la ingesta
de alimentos adicionados de sucralosa es inferior al
que se observa al tomar agua clorada (potable),
lechuga, jitomate, champiñones, melón, crema de
cacahuate y sal de mesa.
McNeil Nutritionals. Sucralosa Safety Assessment.
Food Chem Toxicol 2000;38(suppl 2):S1-S129
Sacarina



Fue el primer edulcorante no calórico sintetizado o
por lo menos comercializado, en 1879.
Se absorbe a nivel intestinal pero no es
metabolizado en humanos, y su excreción de
produce por vía renal.
No se le conocen efectos metabólicos ni tóxicos a
los niveles de seguridad recomendados.
Taumantina



Es una de las 6 proteínas con sabor intensamente
dulce que contienen de manera natural las plantas.
La taumatina se aísla de la planta del oeste africano
Thaumatococcus daniellii y se ha aprobado para su
uso en la elaboración de chicles, pastillas refrescantes
del aliento, intensificadores de sabor.
De manera similar a cualquier otra proteína, la
taumatina es digerida a nivel intestinal, y sus
aminoácidos constituyentes son absorbidos como los
de cualquier otra proteína.
Ciclamatos



Los ciclamatos consisten en tres formas químicas
relacionadas: ácido ciclámico, ciclamato y ciclamato de
sodio.
En general se utilizan en combinación con otro
edulcorante para mejorar su aceptación al disminuir el
sabor ligeramente amargo que producen, y la forma
más común es una mezcla de 10 partes de ciclamato
por 1 parte de sacarina.
Los estudios del metabolismo de ciclamato no muestran
alteraciones en procesos metabólicos tanto en animales
como en seres humanos.
Stevia


La hierba stevia (Stevia rebaundiana) se ha usado tradicional como
un endulzante natural en Sudamérica, y desde hace más de 20 años
en Japón, preparándose a partir de la cocción y machacamiento de
las hojas que permite obtener un extracto que contiene glucósidos
de steviol (stervósidos).
Al ingerirse los stervósidos, un porcentaje es degrado en el intestino
a steviol y el resto es metabolizado por la flora intestinal, sin que se
hayan demostrado efectos secundarios adversos, por lo que su uso
como edulcorante no calórico no tiene contraindicación alguno.
Edulcorantes no Calóricos, se ha
Descartado Causa Efecto:





Neurotoxicidad, cefalea,
convulsiones


Cambios metabólicos (glucosa,
insulina ni glucagon post, HbA1c,
TG,CT, úrico)



Alteraciones afectivas y
psicológicas


Generación de tumores (SNC y
otros)
Alteraciones escolares y
aprendizaje

Alteraciones dentales

Reacciones alérgicas
En humanos se ha descartado
causa-efecto relevante con:


Control del apetito *
Cantidad de comida consumida*
Ingesta de proteínas
Control y balance hidroelectrolítico
Termogénesis
Composición corporal con mismo
peso
Teratogénesis
*Alguna evidencia es
controversial
Efectos de los ENC
Afectan hambre o saciedad
Modifica la ingesta de alimento
Modifica la ingesta de agua
Generación de cáncer
Neurotoxicidad
Cefalea o Migraña
Crisis convulsivas
Capacidad de aprendizaje
Reacciones alérgicas
Teratogénesis
Afectan la termogénesis
Alteran conducta
Alteraciones metabólicas
Modifican control glucemia
Modifican lípidos plasmáticos
Uso en embarazo
Ayudan a controlar peso en el
contexto de un plan de sustitución
se azúcares
Sacarina
Ciclamatos
Aspartame
Sucralosa
Acesulfame
NO
NO
NO
NO
NO
NO
NO
NO
NO
NO
NO
NO
NO
NO
NO
NO
SI
NO
NO
NO
NO
NO
NO
NO
NO
NO
NO
NO
NO
NO
NO
NO
NO
SI
NO
NO
NO
NO
NO
NO
NO
NO
NO
NO
NO
NO
NO
NO
NO
SI
SI
NO
NO
NO
NO
NO
NO
NO
NO
NO
NO
NO
NO
NO
NO
NO
SI
SI
NO
NO
NO
NO
NO
NO
NO
NO
NO
NO
NO
NO
NO
NO
NO
SI
SI
Grupo de Análisis Global Ad-Hoc (25)
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Federación Mexicana de Diabetes
Asociación Mexicana de Nutriología
Sociedad Mexicana de Nutrición y Endocrinología, A.C
Asociación Mexicana Facultades y Escuelas de Nutrición
Facultad de Salud Publica y Nutrición. UANL.
Hospital General de México
Centro Nacional de Programas Preventivos y Control de
Enfermedades. Secretaría de Salud
Asociación Nacional de Cardiólogos de México
Grupo de Análisis Global Ad-Hoc (25)
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
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

Hospital Universitario de Monterrey
Federación Mexicana de Colegios de Obstetricia y
Ginecología
Centro Médico Nacional Siglo XXI. IMSS
Instituto de Bebidas para la Salud y el Bienestar
Ma. del Pilar Olguín López. Asociación Mexicana de
Pediatría, A.C
José Luis García Galaviz. Confederación Nacional de
Pediatría en México
Pedro Gutiérrez-Castrellón. Instituto Nacional de
Pediatria & Instituto Nacional de Perinatología.
Grupo de Análisis Pediátrico
Edulcorantes no Caloricos y Ganancia
Ponderal
Edulcorantes No Caloricos y Ganancia Ponderal
(Recomendaciones)
Ludwig 2001 (Obs)
Forshee 2003 (Obs)
Striegel-Moore 2006 (Obs)
Ebbeling 2006 (RCT)
0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0
Reducción BMI
Incremento BMI
Centro de Análisis de la Evidencia Cochrane INPer 2012
Edulcorantes No Caloricos y Ganancia Ponderal
Recommendation
GRADE
Quality
The majority of observational studies show a positive
association between artificial sweetener consumption and body
weight (body weight reduction)
Randomized controlled trials of artificial sweeteners in children
have not shown that artificial sweeteners cause weight gain.
Grupo Mexicano de Análisis de los Edulcorantes no Calóricos
Edulcorantes no Caloricos y Otras Condiciones
(Cancer, epilepsia, trastornos conductuales)
Edulcorantes y Riesgo de Cancer
James G. Gurney. Journal of the National Cancer Institute 1997;89:1072-74
Magnuson 2007. Crit Rev Toxicol. 2007;37(8):629-727
Edulcorantes y Riesgo de Cancer
James G. Gurney. Journal of the National Cancer Institute 1997;89:1072-74
Magnuson 2007. Crit Rev Toxicol. 2007;37(8):629-727
Edulcorantes No Calóricos y
Neurociencias





Estudios de comportamiento en modelos animales
Evidencia en niños normales, hiperactivos, con PKU,
Adultos sanos, en riesgo profesional (pilotos),
Parkinson
Solo un estudio (1973) en adultos, mayor puntaje
en Inventario de Beck (depresión).
No vuelto a replicar
Magnuson 2007. Crit Rev Toxicol. 2007;37(8):629-727
Edulcorantes No Calóricos y Epilepsia

Modelos Animales sobre efecto Convulsivante
Daily 1991: Riesgo 2.2 (1.8 a 3.2); ratas predispuestas
geneticamente
 Dosis hasta 1,000mg/Kg/dia: sin efecto





Modelos clínicos
Niños sanos y con epilepsia; y Adultos
Dosis 34-50mg/Kg/dia
Sin efecto
Magnuson 2007. Crit Rev Toxicol. 2007;37(8):629-727
Conclusiones….




Los Edulcorantes no Calóricos son aditivos que añaden
un sabor dulce a los alimentos y bebidas
Están aprobados para su uso en distintas poblaciones
porque cubren los requisitos de seguridad para su
ingesta diaria sin aportar un riesgo para la salud
Debe seguirse estudiando la seguridad a largo plazo
todo el tiempo
Los ENC son una alternativa tecnológica que se adapta
la las circunstancias actuales para tener alimentos y
bebidas que satisfagan las necesidades de un
población cambiante
Aplicaciones de los ENC
Edulcorante
Sacarina
Ciclamato
Aspartame
Acesulfame K
Sucralosa
Dulzor
300-500 veces
30-50 veces
200 veces
130-200 veces
600 veces
Aplicaciones
edulcorantes de mesa,
bebidas instantáneas,
refrescos con gas,
zumos, té helado,
productos lácteos,
mermeladas y
confituras, productos
de confitería,
caramelos,
sidra, encurtidos,
salsas,
conservas de pescados
y frutas,
goma de mascar,
suplementos
multivitamínicos,
Helado,
pudines y gelatinas,
Chocolate,
pasta de dientes,
enjuagues bucales
edulcorantes de mesa,
bebidas instantáneas
Refrescos,
Batidos,
té helado,
bebidas isotónicas,
cereales para
desayuno,
productos lácteos,
pasteles y productos
horneados, conservas
de frutas, mermeladas
y confituras, pudines,
flanes, gelatinas,
galletas, chocolate,
aliños, productos
farmacéuticos
refrescos con gas,
zumos, pudines,
rellenos, gelatinas,
cereales de desayuno,
postres y cobertura,
edulcorantes de mesa
(comprimidos y en
polvo), refrescos, en
polvo para preparar
goma de mascar,
conservas de frutas,
postres helados,
productos lácteos,
mermeladas y
productos para untar,
productos de
confitería, bebidas
calientes
chocolateadas,
suplementos
multivitamínicos,
pastillas de menta
para el aliento,
productos
farmacéuticos
bebidas con gas,
bebidas sin gas,
néctares de frutas,
concentrados para
bebidas,
bebidas alcohólicas,
edulcorantes de mesa,
productos lácteos,
helados, postres,
gelatinas, conservas de
frutas y verduras,
mermeladas y
confituras,
alimentos horneados,
productos de
confitería,
goma de mascar,
encurtidos, salsas,
aliños, condimentos,
pescado en escabeche,
pasta de dientes y
enjuagues bucales,
productos
farmacéuticos
edulcorantes de mesa,
fruta procesada,
bebidas con gas,
bebidas sin gas,
goma de mascar,
productos horneados,
productos a base de
mezclas en polvo seco,
productos de frutas
para untar,
productos lácteos,
postres helados.
IDA
5 mg /kg de peso
7-11 mg/kg de peso
0-40 mg/kg de peso
9-15 mg/kg de peso
0-15 mg/kg de peso