Dra. Blanca Edelia González Martínez

28 de septiembre de 2009, Monterrey, Nuevo León

Congreso Internacional de QFB 2009El QFB en el horizonte del avance científico

ContenidoOrigen y estructura

Análisis de CLA

Consumo dietético y fuentes

Estrategias para incrementar consumo

Metabolismo

Efectos en la salud

- Composición corporal

- Enfermedad cardiovasculares

- Otros (Tumores, Procesos antiinflamatorios )

• Investigaciones de CLA en la FaSPyN - UANL

Ácido Linoleico Conjugado (CLA)

• Es un acido graso esencial que se forma del acido linoleico. (C18:2)

• Se utiliza para designar una serie de isómeros del acido linoleico, caracterizados por tener los dobles enlaces en posición conjugada o contigua en los átomos de carbono 10 y 12 o 9 y 11.

• Estos dobles enlaces que pueden presentarse en configuración cis o trans.

Estructura

Tipos de Isómeros:GeométricosPosicionales

De todos los isómeros el mas abundante es el ácido rúmenico o cis-9 trans-11, que representa hasta el 80% del total del CLA existente en los alimentos.

Estructura

Otros isómeros presentes en menores cantidades son trans-10,

cis-12

Parece que el isómero trans-10, cis-12 se oxida mas eficientemente

que el isómero cis-9, trans-11 debido fundamentalmente al

posicionamiento de sus dobles enlaces

Origen• El CLA proviene del ácido linoleico de los alimentos.• La bacteria Butyrivribio fibrosolvens, presente en el

rumen de los animales, isomeriza el acido linoleico produciendo CLA.

• Existen también otras bacterias que también sintetizan CLA, como algunas bacterias ácido lácticas y especies del género Propionibacterium.

• También puede producirse en los procesos de hidrogenación parcial que se utilizan en la industria alimentaria para la elaboración de “shortenings” como es el caso de las margarinas.

Análisis de CLAMétodo laborioso, complejo que requiere:

Extracción de grasa del alimentoProducción de esteres metílicosCromatografía de gases Cromatografía de líquidos de alta resolución

Columna especial (ión plata)Estándares de cada isómeroAnálisis e recuperación de metabolitos

Cromatografía de gases

GC separation of CLA methyl esters on a BPX70 column (120 m x 0.25 mm; 0.25 mm film thickness; SGE Ltd). The carrier gas was hydrogen (linear gas velocity at 180°C = 35.2 cm/s). Spilt‐splitless injection was employed, and the column temperature was programmed: 60°C for 1 min, then increased at 20°C/min to 170°C and held at this temperature for a further 50 min.

HPLC

Silver ion chromatography of a commercial CLA mixture (Sigma‐Aldrich Inc.). TwoChromspher Lipids™ columns (250 x 4.6 mm, i.d.; Varian Inc.) were used in series with a mobile phase of hexane‐acetonitrile (99.9:0.1, v/v) at a flow rate of 1 mL/min, with UV detection at 234 nm.

3 grupos• Trans-trans•Cis-trans o trans-cis•Cis-cis

Espectrometría de masas

Consumo dietético

Ingesta diaria estimada de CLA 150 a 200 mg/día

Existen grandes variaciones.País Edad GéneroAlimentación del ganadoEstacionalidad (época del año)Procesado de alimentos

FuentesFuentes Contenido

(mg/g de grasa)Alimentos naturales

LecheProductos lácteos

4-72.1 - 6.8

CarnesVacuno y corderosAves y cerdos

Pescados

2.8 - 5.8 0.6 - 2.6 0.3 - 0.6

Aceites vegetales 0.0 a 0.6 Alimentos fortificados Variable Suplementos Variable

CLA

Efectos del CLAEfectos fisiológicos probados del CLA

Reducción de la grasa corporal acumulada

Reducción de la inflamación

Aumento de masa magra Reducción de hipertensión

Reducción de la arterioesclerosis Reducción de síntomas de diabetes en algunos modelos animales

Reducción de efectos negativos para perder peso

Incremento de crecimiento en roedores jovenes

Inhibición de la carcinogénesis Reducción de asma en modelos animales

Mejoría del sistema inmunológico Disminución de perdida ósea en animales viejos.

Dosis recomendadas

Para obtener los efectos benéficos.

En animales 0.5-1.5 g/100g de dietaEn humanos 2-3 g/día

Sin efectos negativos 6 g/día

Consumo promedio 150 a 200 mg/día

Estrategias para incrementar consumo de CLA

1. Modificar alimentación de animales Aumentar ácidos grasos insaturados.

Investigar: Grado de incremento de CLA en leche y carneDistribución de isómeros de CLAEstabilidad de los isómerosPropiedades organolépticas del alimento (leche, y productos lácteos)

1. Modificar alimentación de animales Aumentar ácidos grasos insaturados como aceite de linaza y de girasol (1.84% y 0.81% respectivamente) por 3 meses.

Resultado: Incremento de CLA en leche de 0.46 a 1.18%Se incrementa principalmente el ácido ruménico C9, t 11-18:2 de un 74 a 80%Sin cambios en propiedades organolépticas

Luna et. al. 2008 J. Dairy Sc.

Estrategias para incrementar consumo de CLA

2. Incorporar CLA como ingrediente funcional

Investigar: Seleccione de alimento a adicionarNivel deseado de CLA en el alimentoDefinición de isómero de CLA a agregarForma de incorporarlo (ácido graso libre o TAG)Etapa del proceso para la incorporación.Estabilidad de los isómerosPropiedades organolépticas del alimento

Estrategias para incrementar consumo de CLA

2. Incorporar CLA como ingrediente funcionalAlimentos con CLA, productos lácteos en Europa y Argentina

Alimento Cantidad de CLALeche pasteurizada 0.6 g /100ml

Leche fermentada cremosa 1.2 g /100g

Yogurt 1.0 g / 100g

Producto lácteo con zumo de frutas 0.6 g /100ml

Queso 1.0 g / 100g

Leche en polvo 0.5 g /100ml

CLA por ración = 1.2 gramosRodríguez-Alcalá y Fontecha 2007 J. Dairy Sc.

Estrategias para incrementar consumo de CLA

Ejemplos de Alimentos con CLA

Queso con CLA

Europa

Argentina

2. Incorporar CLA como ingrediente funcional

Resultados:

Rodríguez-Alcalá y Fontecha 2007

Estrategias para incrementar consumo de CLA

3. Consumo de CLA como suplemento

Investigar: Nivel recomendado de CLA Contenido de isómero de CLAForma de presentación (ácido graso libre o TAG)Estabilidad de los isómeros

El CLA como suplementos esta clasificado como sustancia GRAS por la FDA

Estrategias para incrementar consumo de CLA

Ejemplo de suplementos con CLA

Metabolismo de CLA

Se metabolizan en el organismo a través de distintas vías. En el tejido adiposo humano se han detectado metabolitos de CLA, que mantienen la estructura química de DC 18:3, 20:3 y 20:4.

Inicio de metabolismo del cis‐9, trans‐11

FORMACIÓN DE EICOSANOIDESLos eicosanoides son moléculas de 20 carbonos con propiedades parecidas a hormonas que actúan en la cercanía inmediata en la que se producen.

Una vez que se libera el ácido graso parental de la membrana de fosfolípidos, actúa sobre un sistema enzimático de oxigenasa para incorporar oxígeno, lo que da por resultado la formación de una familia eicosanoide específica

Una familia: prostanoidesque consisten en prostaglandinas, prostaciclinas, y tromboxanos por la vía metabólica de la ciclooxigenasa

Otras familias de estos compuestos incluyen leucotrienos, por la vía metabólica de la de la lipooxigenasa

FORMACIÓN DE EICOSANOIDES

PROPIEDADES FISIOLÓGICAS DE LOS EICOSANOIDES

Metabolismo de CLA

Efectos del CLAEfectos fisiológicos probados del CLA

Reducción de la grasa corporal acumulada

Reducción de la inflamación

Aumento de masa magra Reducción de hipertensión

Reducción de la arterioesclerosis Reducción de síntomas de diabetes en algunos modelos animales

Reducción de efectos negativos para perder peso

Incremento de crecimiento en roedores jovenes

Inhibición de la carcinogénesis Reducción de asma en modelos animales

Mejoría del sistema inmunológico Disminución de perdida ósea en animales viejos.

CLA y Composición corporalDos grandes compartimentos

masa grasa (tejido adiposo)masa libre de grasa (tejido magro)

músculo esquelético proteína visceralproteínas plasmáticasagua extracelularpiel y esqueleto.

En general el CLA que se administra a los grupos de tratamiento se presenta como ácidos grasos libres, en forma de pastillas, a dosis que varían entre 3 g/día hasta un máximo de 7.2 g/día.

Efectos del CLA sobre la composición corporal en humanos

Efecto de la suplementacion de CLA sobre la composición corporal sin

obesidadZambell 2000 Thom 2001 Smedman 2001 Mougios 2001

Controles de grupo CLA

N= 7N=10

N=10N=10

N=24N=26

N=11N=11

Sexo M H y M H y M H y M

Duración 12 12 12 8

IMC medio 22 23 25 23

Dosis total de CLA (g/día)

3.0 1,8 4,2 0,7 ( 4 semana)1,4 (4 semana)

Isómeros activos del CLA (g/día)

0,68 t-10, c-120,53 c-9, t-11

0,9 t-10, c-120,9 c-9, t-11

2 t-10, c-122 t-9, c-11

0,35 t-10, c-120,35/0,7 c-9, t-11

Método de valoración

DEXA Near infrared light Antropometría BIA Antropometría

Variación de la masa grasa

- 1,6% (n.s) - 22,2 % - 3,5% - 4.2%

Variación del peso - 0,4% (n.s) - 2,6% (n.s) - 2,6 % (n.s) - 1.4% (n.s)

Variación de la masa magra

+ 0,2% (n.s) + 2,7% (n.s) + 2,3% (n.s) - 0,8% (n.s)

En presencia de sobrepeso u obesidadKreider 2002 Kamhuis 2003 Gaullier 2004 Gaullier 2005

Controles de grupo CLA

N= 11N=12

N=27N=27

N=59AGL= 61 TG= 60

N=41AGL= 46 TG=47

Sexo No disponible H y M H y M H y M

Duración 4 13 48 (1 parte) 48 (2 parte)

IMC medio 25 26 25-30 25-30

Dosis total de Cola (g/día)

2,4 1,8 o 3,6 4,5 4,5

Isómeros activos del CLA (g/día)

1,36 t-10, c-121,06 c-9, t-11

0,9/ 1,8 t-10, c-120,9 / 1,8 c-9, t-11

1,7 t-10, c-121,7 t-9, c-11

1,7 t-10, c-121,7 c-9, t-11

Método de valoración

DEXA HidrodensitometriaDilución- Deu

DEXA DEXA

Variación de la masa grasa

- 4,3% (n.s) - 0,8% / 3,0% (n,s) Reducción de masa magra, AGL y TG

Estable

Variación del peso - 0,4% (n.s) - 4,4% / 2,3% (n.s) Significativa el peso Estable

Variación de la masa magra

+ 0,3% (n.s) + 6,1% / 4,7% (n.s) Significativa para AGL y TG

Estable

En presencia de sobrepeso y obesidad

Blankson 2000 Berven 2000 Riserus 2001 *Controles de grupo

CLAN= 10N=42

N=27N=27

N=59AGL= 61 TG= 60

Sexo H y M H y M H

Duración 12 12 4

IMC medio 29 30 32

Dosis total de Cola (g/día)

3,4 o 6,8 3,4 4,2

Isómeros activos del CLA (g/día)

1,7 / 3,4 t-10, c-121,7 / 3,4 c-9, t-11

1,7 t-10, c-121,7 c-9, t-11

3 t-10, c-121,2 t-9, c-11

Método de valoración DEXA BIA Antropometría

Variación de la masa grasa

- 6,30% / 3,7 % (n.s) - 2,7% (n,s) Sin diferencias

Variación del peso - 0,5% / 0,9% (n.s) - 1,2% (n.s) Sin diferencias

Variación de la masa magra

+ 1,7% / 2,6 % (n.s) + 0,5% (n.s) No disponible

Efecto en personas con obesidadEstudio doble ciego, al azar, con placebo control, 12 semanas deduración. CLA (50:50 de C9, t11 y t10,c12)3 grupos

1.- CLA 3.2 g/día2.- CLA 6.4 g/díaControl.- Aceite de girasol 8 g/día

Resultados:Grupo 2. Incremento 0.64 kg de masa magra (p< 0.05), pero se incrementan la fosfatasa alcalina, proteína C reactiva y IL6.

Conclusiones:Con dosis de CLA de 6.4 g/día se aumenta la masa magra pero se incrementan los marcadores de inflamación.

Steck et al. 2007 Journal of Nutrition

Resultados contrastantesDiferentes dosis de CLAGrupos de personas (mixto o de un solo género)Duración de los estudiosTipo de isómeros usados

Isómeros con diferente funciónIsómero t10,c12 AdipocitoIsómero c9,t11 Procesos de inflamación

Modelo de los efectos de t10, c12-CLA

American Journal of Clinical Nutrition, Vol. 79, No. 6, 1132S-1136S, June 2004

Mecanismos de acciónInhibe la actividad de la lipoproteína lipasa

Reduciendo la entrada de lípidos en el adipocito

Afecta la diferenciación de los preadipocitos

Algunos autores relacionan también una alteración en el apetito (hambre, saciedad y plenitud)

Efectos del CLA en la enfermedad cardiovascular

Existen trabajos en los que la administración de CLA se relaciona con regresión e incluso resolución de la placa de ateroma, tanto in vitro como in vivo.

Una de las posibles teorías explicativas sugiere un efecto potenciador de la acción de la enzima oxido-nítrico sintetizada a nivel endotelial.

Según algunos autores, parece que la mayor parte de los efectos antiaterogenicos del CLA residirían en la forma c9,t11, aunque tampoco en este aspecto no hay un consenso.

ENFERMEDAD CARDIOVASCULAR

c-LDL

c-HDL

DIABETES

RESISTANCIA A INSULINA

HIPERTENSIÓN

OBESIDAD

OXIDACIÓN LIPÍDICA

DISFUNCIÓN ENDOTELIAL

MARCADORES DE INFLAMACIÓN

FACTORES COAGULACIÓN

Factores de riesgo de enfermedad cardiovascular

Lesión fibrosa

Efectos sobre los procesos inflamatorios e inmunes

Modulación del efecto del TNF-alfa

Interacción con los PPARs

Inactivación de la señal de transducción del NF-Kb

Expresión de genes proinflamatorios

Podría influenciar las vías criticas de diferenciación de los timocitos

Mediadores de la InflamaciónMediador Origen principal Función

Histamina* Células cebadas, basófilos

Vasodilatación, aumento de la permeabilidad vascular, contratacción de músculo liso

Cininas (por ejemplo branicidina)

Plasma Vasodilatación aumento de permeabilidad vascular, contratacción de músculo liso

Prostaglandinas Neutrófilos, oesinófilos, monocitos, plaquetas

Vasodilatación, aumento de la permeabilidad vascular, dolor

Leucotrienos Neutrofilos, células cebadas, basófilos

Vasodilatación, aumento de la permeabilidad vascular, contratacción de músculo liso, induce adherencia celular y quimiotaxis

Efecto en marcadores del sistema inmune

Un estudio muestra que una mezcla de CLA 50:50 (c-9, t-11: t-10, c-12), aportando una dosis de 3 g/día:

Aumenta los niveles plasmáticos de Ig-G, Ig-M y de la citocina antiinflamatoria IL-10,

Disminuye los niveles de la IgE, de las citocinas proiinflamatorias, del TNF-alfa, de la IL-1beta y de la respuesta de hipersensibilidad

Efectos del CLA sobre los tumores

Puede actuar sobre el crecimiento tumoral

Enlenteciendo o deteniendo la replicación celular

Aumentando la muerte celular por apoptosis

Actuar a través del sistema inmune del individuo

Reducir el acumulo de grasa corporal

Mejorar la caquexia que se asocia al cáncer avanzado y el tratamiento del mismo

ConclusionesEfectos muy positivos en animales experimentales y no en humanos. Debido a :

Dosis mayores en animales

Uso de compuestos puros en animales y mezclas en humanos

Diferente cantidad de cada isómero en las mezclas.

Dieta controlada en animales

Diferente Índice de masa corporal en humanos (en los diferentes estudios y a veces dentro del mismo estudio)

Edad (animales jóvenes y humanos adultos)

Diferencias en el metabolismo de lípidos entre las especiesNavarro et. al. 2006 J. Fisiol. Biochem.

ConclusionesTal y como se deduce de los trabajos publicados, entre los aspectos que deberán tenerse en cuenta en las próximas investigaciones son:

el tipo de isómeros, la dosis a utilizar y la duración del tratamiento.

Investigación de CLA en FaSPyN-UANL

Laboratorio de Alimentos del Centro de Investigación en Nutrición

Proyecto “Efecto de ácido linoleico conjugado adicionado en alimentos sobre indicadores de obesidad”

Inicio: Marzo de 2008

Término: Octubre de 2010

Cuerpo Académico: Nutrición Obesidad y Enfermedades Relacionadas

Financiamiento: Promep

Objetivos realizados

Obtener un alimento funcional sin detrimento en sus propiedades organolépticas características.

Forma de agregarlo

Evaluación fisicoquímica del alimento

Evaluación sensorial del producto

Determinar la estabilidad del ingrediente funcional en una matriz de alimento así como su permanencia durante la vida de anaquel del producto.

Acciones Estandarización de técnicas

Extracción de grasa Obtención de esteres metílicos HPLC (con estándares)

Determinación de fase móvil idóneaDeterminación de condiciones de flujo y concentración de muestra

HPLC (con muestras de capsulas de aceite)Análisis de recuperación de estándares en muestras de aceiteAnálisis de recuperación de estándares en muestras de leche y productos cárnicos

EstandarizaciónFigura 1. Curva de calibración de los estándares de CLA

Isómero 09 cis – 11 trans Isómero 10 trans – 12 cis

Perfil Cromatográfico de CLA

Muestra: Suplemento con CLA

MetodologíaElaboración de queso con CLA

Análisis de isómeros bioactivosde CLA

Día 1. El día de elaboraciónDía 28. Fecha de caducidad

Evaluación sensorialPruebas de preferenciaPruebas de discriminación

Elaboración de queso fresco (panela) con CLA

Incorporación de CLACantidad: 3% de CLAEtapa del proceso

En leche antes de iniciar el procesoEn la masa cuajada (posterior al desuerado)

Resultado:Mayor recuperación de CLA cuando se incorpora en la leche (30 % mas que cuando se incorpora a mitad del proceso)

Evaluación sensorial de queso con CLA

Pruebas de discriminaciónLas pruebas sensoriales efectuadas en el queso adicionado con CLA mostraron que se percibe diferencia en los atributos de textura y sabor con respecto a su control (queso sin CLA).

Pruebas de preferenciaLa evaluación preferencial el producto con CLA tuvo mejor aceptación.

Estabilidad de isómeros de CLA en queso en anaquel

Después de un mes de elaborado el queso panela fueron cuantificados nuevamente los isómeros del CLA y se observó que el queso conservó más del 70% del CLA adicionado.Es necesario mejorar la estabilidad del ingrediente funcional durante el proceso y almacén.

Este proyecto continuara….

Objetivos del proyecto por realizar

Investigar el efecto de CLA (puro y en el alimento) en la supresión de apetito, conversión alimenticia y la composición corporal de animales experimentales.

Determinar el efecto del CLA en indicadores bioquímicos en sangre e hígado en los sujetos de estudio.

Identificar el efecto del CLA en la expresión de genes involucrados en el metabolismo de lípidos.

Efecto de CLA en la supresión de apetito, conversión alimenticia y la composición corporal

El alimento y el agua se administrarán ad libitum y se cuantificará el consumo de alimento en cada animal. Se le tomará el peso inicial y cada semana y se calculará la supresión de apetito y la conversión alimenticia.

Para la determinación de la composición corporal, se cuantificará el contenido total de grasa en diferentes tejidos del cuerpo una vez finalizado el estudio.

Evaluación del efecto de CLA sobre sangre y tejidos en ratas.

A cada ejemplar se le determinará el contenido de colesterol total, HDL colesterol, LDL y trigliceridos en plasma e higado, además se analizarán otros indicadores bioquimicos para determinar la presencia de daño hepatico y/o renal.

Las lipoproteinas plasmáticas serán fraccionadas por ultracentrifugación en gradiente de densidad para su cuantificación.

Evaluación del efecto aterogénicodel CLA

Se analizarán las secciones de la aorta de los animales experimentales para determinar la presencia de placas de ateroma.

Determinación de los niveles de colesterol contenidos en la aorta Valeille et al. (2005).

Efecto del CLA en la expresión de genes del metabolismo de lípidos.

Se determinarán los niveles de expresión de algunos genes de enzimas involucradas en el metabolismo de lípidos con la metodología descrita por Brown et al. 2003. Los niveles de expresión de los RNA mensajeros de algunos genes que codifican para enzimas involucradas en el metabolismo de lípidos se determinarán por medio de la técnica de RT-PCR.

Gracias