funcionales y nutrigenÓmica innovaciÓn … · - reducir costos en la creciente atención de salud...
TRANSCRIPT
FUNCIONALES Y NUTRIGENÓMICA
INNOVACIÓN PARA UNA ALIMENTACIÓN
SALUDABLE
M. en C. Ma. Lorena Cassís Nosthas
Departamento de Ciencia y Tecnología de Alimentos
Instituto Nacional de Ciencias Médicas y Nutrición Salvador Zubirán
Septiembre 26, 2013.
Nutrición
• Alimentarse correctamente - Preocupación Alimentación Equilibrada
Bienestar Personal
Enfermedad – Dieta Deficiencias Excesos actividad física, sedentarismo obesidad, diabetes,
HTA, dislipidemias
L.Cassís Nosthas. Depto CYTA. Septiembre 2013
Nutrición
• Los alimentos: sustancias “nutrientes”.
Objetivos:
– Aportar energía.
– Proporcionar materiales para formar las estructuras y tejidos.
– Suministrar sustancias para regular el metabolismo.
Alimentación equilibrada
estado óptimo de salud
dieta sana, variada y equilibrada
suministre todos los nutrientes
en una proporción adecuada.
L.Cassís Nosthas. Depto CYTA. Septiembre 2013
Dieta y Salud
ESTILOS DE VIDA
Cambios en los patrones
de alimentación
DIETA:
Consumo de alimentos:
grasas saturadas
HC complejos
Consumo alimentos precocinados y congelados
↓ Frutas y Verduras
+
VIDA SEDENTARIA
Salud
Dieta Modificables: estilos de vida (estrés) , actividad
física, dieta, tabaquismo y alcohol
No Modificables: Genética, Sexo, Edad.
• En México:
La Encuesta Nacional de Salud y Nutrición (2012) indicó que:
Prevalencia combinada de sobrepeso y obesidad:
73% Mujeres y 69,4% Hombres
Hipertensión: Mujeres 30,8 %
Hombres 33,3%
Diabetes Mellitus: 24,5% (con control)
Tendencias
• Actualmente la nutrición experimenta cambios rápidos en áreas de
interés.
• Prioridades de investigación: Alimentación- Enfermedades Crónica degenerativas y Efectos de la nutrición sobre funciones fisiológicas.
• Consumidores conscientes de su auto cuidado • Productos que contribuyan a la salud y bienestar.
• Alimentos que promueven salud:
“Alimentos Funcionales”
Alimentos Funcionales
Japón – 80´ “Un alimento es funcional si contiene un componente alimenticio con efecto
selectivo sobre una o varias funciones del organismo, cuyos efectos positivos justifican que puedan reivindicarse que es funcional (fisiológico) o incluso saludable” ( FOSHU, Foods for Specified Health Use)
Finalidad: - Reducir costos en la creciente atención de salud - Desarrollar alimentos que además de ser nutritivos, aceptables para consumo y
funcionales de acuerdo a los siguientes planteamientos (1) :
Un alimento puede llegar a ser FUNCIONAL si se considera lo siguiente: • Si se incrementa la concentración de un componente con efectos benéficos en una función
determinada: vitaminas, antioxidantes, FD.
• Si se elimina un componente por efectos fisiológicos negativos: alergia o mutagenicidad.
• Si se adiciona un componente con efectos benéficos: Probióticos, Prebióticos.(2)
(1) Roberfroid MB. 1995. (2) Gibson G and Angus F. 2000
Definición
• EU: “Nutracéutico”
• Europa: “un alimento es funcional si contiene un componente alimenticio (sea nutriente o no) con efecto selectivo sobre unas o varias funciones del organismo, cuyos efectos positivos en las funciones del cuerpo justifican que pueda considerarse como funcional o incluso saludable”.
• México: “alimentos – o componentes o ingredientes de alimentos, o bien productos elaborados a los que se atribuye alguna acción curativa o preventiva más allá de sus propiedades alimentarias” (Bourges H, 2001)
Mercados Principales
• Asia Pacífico con 50,6% • Estados Unidos con 37,7% • Europa con 11,7%
• Japón . Pionero en innovación en A.F. y en marcar
tendencias en el mercado.
• Estados Unidos, mercado dinámico y de mayor proyección de crecimiento global.
• Europa: Reino Unido, Francia, Alemania, España, Italia Datamonitor, 2007
Condición que deben cumplir los Alimentos Funcionales
– Debe existir evidencia científica sustentada sobre sus propiedades fisiológicas.
– Esta evidencia científica basada no solo en estudios “in vitro”, con animales sino también en estudios intervencionales en humanos, ingestas posibles en la dieta, significancia nutricional y efectos secundarios a mediano o largo plazo.
Como percibir los Efectos de los Alimentos Funcionales?
• Condiciones de utilización: dosis, patología o función orgánica; conservación, etc
• Ingestión: tiempo necesario para que se observe el cambio esperado.
• Fuentes:
– Plantas: fitoquímicos , antioxidantes
– Avena: β - glucanos
– Pescados: Omega-3
– Soya: isoflavonas
– Cacao, uva, té: flavonoides
– Frutas y Verduras: fibra
– Yogurt: probióticos
– Prebióticos
Alimentos Funcionales
Probióticos
Un probiótico es “una preparación o producto que contiene m.o. definidos, viables y en cantidades suficientes, que alteran la microbiota en uno de los compartimentos del huésped y ejercen efectos benéficos sobre su salud”
(Schrezenmeir y de Vrese, 2001)
Beneficios
Debido directa o indirectamente a la regulación de la biota intestinal o de la respuesta inmunológica
Características
• Son inocuos
• No colonizan en forma permanente
• Presentan una actividad específica en el tubo digestivo,
estimulan y mejoran la biota fecal normal
• Tienen capacidad de mantenerse vivos a lo largo del tubo
digestivo (acidez gástrica, enzimas intestinales, sales biliares)
Prebióticos
Ingredientes alimenticios no digeribles que afectan de manera benéfica al
huésped por estimulación selectivo del crecimiento y/o actividad de una o un
número limitado de bacterias en el colon, que pueden mejorar la salud del
huésped. (*)
Ingrediente que fermenta de manera selectiva, dando como resultado cambios específicos en la composición y/o actividad de la microbiota Intestinal, confiriéndole así beneficios de salud al huésped. Mezclas de HC de cadena corta (oligosacáridos) que pasan al intestino grueso
fermentan AGCC beneficios a la salud.
* International Scientific Association for Probiotics and Prebiotics
(*) Gibson and Roberfroid (1995) Roberfroid (2007)
* 2010
Fuentes
Fuente % inulina % oligofructosa
Trigo 1-6 1-4
Cebolla 2-10 2-6
Ajo 9-11 3-6
Alcachofa de Jerusalén 16-20 16-20
Achicoria 15-20 5-10
Agave 22-30
PREBIÓTICO
Butirato Fuente de energía
Efecto anticancerígeno
Acetato y Propionato
Circulación portal
Metabolizados en el hígado
Fermentación
Bacterias sacarolíticas
Butirato, acetato y propionato
Beneficios
Efectos fisiológicos
Estimulan a las Bifidobacterias
Mejoran la relación HDL/LDL
[CHOL] y [Glu] en sangre
Absorción de Calcio
Riesgo de cáncer de colon
Mejor la respuesta inmune
Calidad Sensorial: Propiedades de Textura
Sustituto de grasa y azúcar Aumento en el contenido de fibra soluble Bajo valor calórico(1.5 Kcal/g)
Efectos colaterales de los Prebióticos
INULINA OLIGOFRUCTOSA
Distensión abdominal (oligofructosa) Efecto laxante Flatulencia SENSIBILIDAD RESPECTO A LA CANTIDAD DE HC: 1. Personas no sensibles. 30g/día ó más sin presentar los efectos secundarios 2. Personas sensibles: pueden consumir 10g/día sin experimentar reacciones no
deseadas 3. Personas Muy Sensibles: pueden presentar los efectos desde 10 g/día (Coussement, P. J Nutr 129:1412S-7S,1999)
Simbióticos
Simbióticos, mezcla de probióticos y prebióticos que afecta de manera benéfica al huésped
Simbiótico
Ensayos Clínicos en humanos: Presión arterial
Autor /
Año/
Diseño Dosis
(g/día)
Muestra
Tiempo de Exposición
(semanas)
Efectos PAD Efectos
PAS
Masai et al
1987
Ensayo
clínico
3 de FOS 6 adultos sanos
1 semana
- 6 mmHg -
Jian He et al
2004
Ensayo
clínico
controlado,
doble ciego
8 de FOS 110 pacientes
(30 y 65 años)
6 y 12 semanas
– 1mmHg
IC( 0.5)
-1.2 mmHg
IC( 0.5)
- 2.2 mmHg
IC ( 1)
-1.8 mmHg
IC( 0.8)
Whelton S et al
2005
Meta-análisis
De 25
ensayos
clínicos,
controlados
10.7 de fibra
como alimento o
suplemento
Normotensos
Hipertensos
2-26 semanas
-1.65 mmHg
IC( -0.61)
-4.2mmHg
IC( -1.85)
-1.15 mmHg
IC( 0.39)
-5.95 mmHg
IC( -2.4)
Streppel et al
2005
Meta-análisis
de 24
ensayos
clínicos
11.5 de fibra
como
suplemento
24 semanas -1.26 mmHg
IC( -0.48)
Mayor en
hipertensos
-1.13 mmHg
IC( -0.23)
Mayor en
hipertensos
Behall KM et al
2006
Ensayo
clínico
Mezclas de fibra
soluble e
insoluble, mas
la dieta
9 mujeres
posmenopáusicas y
9 mujeres
premenopáusicas
5 semanas
> RD en grupo
con 50:50
(soluble:insoluble)
7.4 2.4 mmHg
> RD en grupo
con 50:50
(soluble:insoluble)
-5.7 1.7 mmHg
RD= reducción
Ensayos Clínicos en humanos: Presión arterial
Autor / año
Muestra
Dosis diaria
(g)
Duración
(Semanas)
Intervención
Efecto
Lee Y.P., et al. (2009)
n= 74 (26 H y 48 M)
(20-70 a)
Con sobrepeso y obesidad IMC 25-35
Sistólica
<150 mmHg Diástólica
<95 mmHg
4x40g/ día
Fibra:
9.5
16 Pan con harina de
Lupino Kernel
Control: Sistólica/Diastólica: 122.2/ 70.8 mmHg
Experimental
Sistólica/Diastólica: 120.1/71.2 mmHg
Experimental
Disminución PAS = ↓ 3.0 mm Hg
Ensayos Clínicos en humanos: Presión arterial
Autor / año
Muestra
Dosis (g)
diaria
Duración
(Semanas)
Intervención
Efecto
Gómez R. E. et al. (2010)
n = 47
Exp: 24
Pbo: 23
18 H 29 M
> 30 a
2 s = 3.4
10 s = 6.7
12 Panque (IN y FOS)
Panque Placebo
↓ PAD = - 8 mm Hg (p=0.05)
↓ PAS = -3 mm Hg
(p=0.08)NS
Int. Journal of Probiotics and Prebiotics, 2010; 5:3; pp141-148
2s = 2 semanas de adaptación 10s = 10 semanas de tratamiento
Estudios clínicos en Humanos: con hipercolesterolemia e hipertrigliceridemia
AUTOR,
AÑO
MUESTRA DOSIS
g/día
INTERVENCIÓN DURACIÓN (SEMANAS)
EFECTOS EN LIPÍDOS
Yamashita
1984
18 H y M
Diabetes T 2
8 FOS Café 2 ↓LDL, 10%
Hidaka
1991
37 H y M
HC
20 FOS Dulces y Panadería
5 ↓ TC 8%
Davidson
1998
21 H y M
HC
18 INU Chocolates, dulces o café
6 ↓ TC 9%
Jackson
1999
54 H y M
HC y HTG
10 INU Bebida 8 ↓ TG 19%
Alles
1999
20 H y M
Diabetes T 2
15 FOS Yogurt 3 Sin efecto
Luo
2000
10 H y M
Diabetes T 2
20 FOS Bebida o Alimento
4 Sin efecto
Causey
2000
12 HTG 20 INU Helado 3 ↓ TG 14%
Balcazar
2003
12 H y M
HC y HTG
7 INU Bebida o Alimento
4 ↓ TG 27%
↓ TC 20%
Ensayos Clínicos en humanos con Cirrosis Hepática
Autor/
Año
Muestra Producto Intervención Tiempo de
Exposición
(días)
Observaciones
Liu Q, et
al (2004)
55 con EH:
20♂ (55±12)
Simbiótico
Bacterias no productoras de
ureasa
(Pediacoccus.pentoseceus,
Leuconostoc mesenteroides,
Lactobaillus paracasei sb
paracasei
Lactobacillus plantarum), c/u
dosis de 10UFC + 10g
bioactivo de fibra fermentable
(2,5g β- glucano; 2,5g inulina;
2,5g almidón resistente y 2,5g
pectina).
30
↑ conteo de Lactobacillus
spp;
↓ conteo de E.coli , y
Staphylococcus spp;
↓ amonio en sangre.
20
(19♂ y1♀, 53 ±10)
Fibra
10 g bioactivo de fibra
fermentable (2,5g β- glucano;
2,5g inulina; 2,5g almidón
resistente y 2,5g pectina).
↑ conteo de Bifidobacterium
spp ;
↓ conteo de E.coli y
Fusobacterias spp;
↓ amonio en sangre.
15
(14♂ y1♀, 57 ±12) Placebo Base de trigo no fermentable Ausencia de cambios en
amonio en sangre.
Estudios en Humanos con Cirrosis Hepática
Autor/Año Muestra Producto Intervención Tiempo de
exposición
(días)
Observaciones
Malaguarnera M., et
al (2007)
60 cirróticos:
30
(17♂ y13♀,
46±11)
Bifidobacterium +
FOS
Bifidobacterium
longum, 2,5g FOS,
1,4 mg B1; 1,6 mg
B2, 2,0 mg B6, 1,0
mg B12 .
30,60 y 90
↓ amonio en
sangre.
30
(16♂ y14♀,
45 ±12)
Placebo
1,4 mg B1; 1,6 mg
B2, 2,0 mg B6, 1,0
mg B12 .
Ausencia de
cambios en las
amonio en sangre.
Malaguarnera M. ,et
al (2010)
125 cirróticos:
63 (31♂ y32♀,
50.1 ±19.4)
Bifidobacterium +
FOS
No se especifica
30 y 60
↓ amonio en
sangre.
62 (31♂ y31♀,
50.1 ±19.4)
Lactulosa
↓ amonio en
sangre.
Agave
• El Agave tequilana Weber variedad azul, planta de la familia de las Agavaceas.
• Los fructanos de agave (agavinas) están unidos por enlaces b(2-1) y presentan ramificaciones unidas por enlaces b(2-6).
• Son efectivos como prebióticos, lo que abre nuevas perspectivas de investigación en la salud y en el desarrollo de nuevos productos
Funcionalidad de los fructanos
Nutricional:
• HC no digeribles , soluble - prebiótico
• Promueven la formación de un ecosistema de bacterias benéficas en el colon – Efecto bifidogénico
• Interviene en el metabolismo de la glucosa y lípidos – Facilita la absorción de Calcio/Magnesio
En Alimentos:
• Bajos en energía como ingrediente alimenticio (40-50% de calorías de los HC digeribles).
• 1,5 -2,0 kcal/g
• Incorporación en diversos productos
• No limita la vida de anaquel
• Aplicaciones en el desarrollo de nuevos productos
Fructanos: Función Tecnológica y Aplicación en Alimentos
Sustituto de Grasa
(productos cárnicos, yogurt, dulces, quesos, helados
Estabilizante
(yogurt, bebidas refrescantes y bebidas lácteas)
Sustituto de Azúcar
(dulces, productos para diabéticos, helados)
Mejorador de Textura
(Yogurt, productos de panadería, bebidas, quesos)
Alimentos Enriquecidos con
Fibra
(Pan, barras, de cereal, yogurt
Beneficios de los fructanos
• Ingredientes naturales con propiedades funcionales y nutricionales. Constituyentes de la dieta normal
• Aumento del consumo de fibra – previene aumento en las ECD
• Aumento en el consumo de fructanos –
beneficios a la salud
Estudio in vitro: Fructanos de Agave Primer estudio que reporta actividad prebiótica
Autor / año
Intervención
Muestra
Dosis (g)
Duración
(h)
Vehículo
Efecto
Gómez R. E., et al. (2009)
Fibras solubles:
1. A
2. B 3. Fructanos de
Agave 4. C
5. D
Placebo: Celulosa
n = 3
2 H 1 M
X = 30 años
1g
24
15 ml suspensión
materia fecal
1. Cambios en la población bacteriana:
↑ Bifidobacterias y
Lactobacilos En Agave, B y
A
2. Producción total AGCC vs Celulosa:
↑ Producción de acetato:
B, Agave y A
↑ Producción de propionato: Agave y D
↑ Producción de Butirato: A
J Appl Microbiol. 2010 Jun;108(6):2114-21.
Depto. Cardiología Clínica de Insuficiencia Cardiaca
AMEPIC
Efectos sobre la Presión Arterial
Bebida láctea con flavonoides Y fibra soluble
Innovación: Desarrollo de Productos en el INCMNSZ
1
2
3
Depto. Cardiología Clínica de Insuficiencia Cardiaca
Depto. Infectología Cía. Bustar Alimentos
Efectos sobre la Presión Arterial
Innovación: Desarrollo de Productos en el INCMNSZ
3 g inulina/rebanada
Depto. Gastroenterología Depto. de Infectología Cía. Bustar Alimentos
Innovación: Desarrollo de Productos en el INCMNSZ
Mejoras en Biota Intestinal Amoniaco en Pacientes con CH
5g fructanos/ barrita
4g fructanos/ 2pzas
Lactitol
Lactosa
Recuperación de la Biota Intestinal
Depto. Gastroenterología Depto de Infectología
Cía. Kurago Biotek
Estudios en el INCMNSZ
Recuperación de la Biota Intestinal posterior al uso
de antibiótico
Simbiótico: Fructanos de Agave
+ Probióticos
Resultados de la Evaluación Clínica Panque con inulina y FOS
Porcentaje de cambio promedio
-1
6.26
-8.2
5
-0.3
-3.11
-6.34
3.7
-3 -2.6
-8
-1.56
0.1
1.53
-10
-8
-6
-4
-2
0
2
4
6
8
Co
lest
ero
l T
Co
lest
ero
l
HD
L
Tri
glic
éri
do
s
Glu
cosa
He
mo
glo
bin
a
glu
cosi
lad
a
TA
. Sis
tólic
a
TA
.dia
stó
lica
%
intervención
placebo
El consumo de un panqué adicionado con inulina y oligofructosa disminuye la presión arterial diastólica (p=.05) y marca una tendencia a la disminución en la presión arterial sistólica (p=.08)
No se encontró diferencia en la concentración de lípidos séricos entre los grupos
*= tendencia a la significancia
+ = significancia estadística
*
*
*
+
Resultados: Evaluación Clínica Bebida láctea con flavonoides y fibra soluble
-15
-10
-5
0
5
PAS PAD
- 4.1
- 11
- 3.8
1.2
% de cambio
Comparación del porcentaje de cambio de la presión arterial sistólica y diastólica entre los
grupos
Chocolate
Placebo
Chocolate
Mejora Función endotelial
Disminuye TA
Mecanismos cardioprotectores
Primer estudio que evalúa los efectos del chocolate en pacientes con IC
(consumo diario de 100g de chocolate).
Resultados del Gel Biodigestivo Ventro®
• El gel biodigestivo Ventro®, más que acelerar la recuperación, evita el descenso en Lactobacilos y Bifidobacterias secundario al uso de rifaximina. • El efecto de la rifaximina sobre la microbiota intestinal se manifiesta con un desequilibrio en las cuentas de Lactobacilos y Bifidobacterias.
Lactobacilos en materia fecal
0.80
0.90
1.00
1.10
1.20
0 1 2 3 4 5
Visita
Cu
enta
s p
rop
orc
ion
ale
s co
n
resp
ecto
al
ba
sal
Placebo Gel biodigestivo
P<0.070
P<0.082
P<0.04
Lactobacilos en materia fecal
0.80
0.90
1.00
1.10
1.20
0 1 2 3 4 5
Visita
Cu
enta
s p
rop
orc
ion
ale
s co
n
resp
ecto
al
ba
sal
Placebo Gel biodigestivo
P<0.070
P<0.082
P<0.04
Bifidobacterias en materia fecal
0.80
0.90
1.00
1.10
1.20
0 1 2 3 4 5
Visita
Cu
enta
s p
rop
orc
ion
ales
co
n
resp
ecto
al
bas
al
Placebo Gel biodigestivo
P<0.05
Bifidobacterias en materia fecal
0.80
0.90
1.00
1.10
1.20
0 1 2 3 4 5
Visita
Cu
enta
s p
rop
orc
ion
ales
co
n
resp
ecto
al
bas
al
Placebo Gel biodigestivo
P<0.05
Nutrición Integral
Consumo de Nutrientes de los alimentos
Expresiones Nutrigenómica y Nutrigenética
Se aceptaba que una misma dieta producía los mismos
efectos en todos los individuos
Dieta y Salud antes de la Genómica Nutricional
Dieta y Salud en la Era de la Genómica Nutricional
Se admite la variabilidad en la respuesta a la dieta en
función del genoma de cada individuo
Nutrición Integral
• El efecto de una misma dieta no es homogéneo en todos los individuos, pues existe un comportamiento genético que condiciona diferencias en la respuesta a los diversos comportamientos alimentarios de cada persona.
Nutrición Integral
Nutrigenómica
• Entender como los componentes de la dieta afectan la expresión de los genes.
• Permite comprender como la nutrición influye en las vías metabólicas y el control homeostático
Nutrigenética
• Entender la respuesta de los genes frente a una dieta determinada, teniendo en cuenta la variación en la población y sobretodo en lo individual.
Nutrición Integral: Vista desde Investigación
Nutrigenómica estudia la interacción de los alimentos con los genes, y cuales son las consecuencias.
Industria de Alimentos: Elaborar Alimentos Específicos
Efecto en la Salud
Elaboración y Comercialización de Alimentos Funcionales
Vinculada a la idea de “nutrición personalizada”:
La dieta de una persona se establece a su medida, sobre
la base de su propia información molecular, con la
finalidad de optimizar su salud y prevenir la aparición de
enfermedades.
Nutrigenómica
La Nutrigenómica permitirá:
• Mejorar la seguridad como la eficacia de los alimentos. • Comprender la influencia de los alimentos y sus componentes en el mantenimiento de nuestro organismo. • Acercamiento para determinar efectos, benéficos o adversos, en fases tempranas.
Desafío de la Industria de los Alimentos
Alimentos funcionales personalizados
entren en el Mercado de los Alimentos,
dependerá de varios factores:
Evidencia Científica
Problemas Técnicos
Aspectos del consumidor
Mercado de los alimentos
Conciencia del consumidor
Cantidad adecuada del nutrimento para tener un efecto benéfico.
Conclusiones
El desarrollo de alimentos funcionales ha experimentado un gran incremento, tanto por su evidente valor terapéutico como por su relevancia para la industria alimentaria. El desarrollo y la comercialización de alimentos funcionales es complejo, por los requerimientos especiales que estos exigen, como cumplir con las expectativas del consumidor (sabor, calidad, precio, conveniencia y confiabilidad del producto).
Conclusiones
• El sector de alimentos funcionales - nicho prometedor y dinámico para la Industria Alimentaria
Trabajo en conjunto
Industria de Alimentos – Academia – Investigación
Para definir y obtener un mayor conocimiento sobre propiedades y efectos sobre las funciones fisiológicas del cuerpo humano.
• El estudio de los efectos de ciertos alimentos en la expresión de los genes (Nutrigenómica) nos ayudará a profundizar en la relación entre los componentes de los alimentos y la reacción que estos provocan en el organismo.
• Alimentos hechos a medida, la nutrición personalizada y los ingredientes a los que se atribuyen efectos saludables, en el marco de una dieta equilibrada, responden a una tendencia en las expectativas del consumidor, que busca un mejor aprovechamiento de los recursos alimentarios a los que tiene acceso.