DRA. PILAR ZAFRILLA RENTERO

PÉPTIDOS BIOACTIVOS,

EFECTOS BENEFICIOSOS PARA

LA SALUD

SEMINARIO DE INVESTIGACIÓNDEPARTAMENTO DE TECNOLOGÍA E LA ALIMENTACIÓN

Y NUTRICIÓN

• Conocer que son los péptidos bioactivos.

•¿Dónde se encuentran?.

• Biodisponibilidad.

•Propiedades beneficiosas para la salud:- Antihipertensivas - Inmunomoduladoras- Antitrombóticas - Ag-Ant opiaceos- Hipocolesterolemiantes - Antimicrobianas- Antioxidantes

OBJETIVOS

•La investigación científica ha tenido que profundizar en la presencia de ciertos elementos y sustancias especialmente importantes cuando se encontraban presentes

PUEDEN TENER UN PAPEL DESTACADO PARA LA SALUD

ALIMENTOS FUNCIONALES

• Un alimento funcional es aquel 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 cuyos efectos positivos justifican que pueda reivindicarse su carácter funcional o incluso saludable

ILSI (International Life Sciences Institute)

Proteínas lácteas

Secuencias de aas que ejercen determinadas Secuencias de aas que ejercen determinadas actividades biológicas tras su liberación mediante actividades biológicas tras su liberación mediante hidrólisis química o enzimática. Generalmente son hidrólisis química o enzimática. Generalmente son péptidos de pequeño tamaño de 3 a 20 aminoácidos, péptidos de pequeño tamaño de 3 a 20 aminoácidos, liberados durante el procesado industrial de los liberados durante el procesado industrial de los alimentos o durante la digestiónalimentos o durante la digestión

PROTEÍNAS DE ORIGEN VEGETAL

PROTEÍNAS DE ORIGEN ANIMAL

LECHE Y OTROS PRODUCTOS LÁCTEOS

HUEVO

CARNE

MUSCULO DE PESCADO (SARDINA, ATÚN, BONITO)

JALEA REAL

PROTEÍNAS DE TRIGO

PROTEINAS DE MAIZ

PROTEÍNAS DE ARROZ

PROTEÍNAS DE CEBADA

PROTEÍNAS DE GIRASOL

PROTEÍNAS DE SOJA

LIBERADOS DE LAS PROTEÍNAS EN LAS QUE SE

ENCUENTRAN TRAS SUFRIR LA ACCIÓN DE

LAS PROTEASAS GÁSTRICAS E INTESTINALES Y

HAN DE PODER PASAR EL EPITELIO

INTESTINAL Y LLEGAR A LOS TEJIDOS

PERIFÉRICOS A TRAVÉS DE LA CIRCULACIÓN

SISTÉMICA PARA PODER EJERER SU ACCIÓN

DIGDIGESTIÓNDIGDIGESTIÓNEl efecto biológico de los péptidos depende de su BIODISPONIBILIDAD, la cual está determinada por su resistencia a la digestión gastrointestinal.

Dipéptidos y tripéptidos pueden transportarse a través de la mucosa intestinal, aunque también hay evidencia que péptidos de mayor tamaño pueden absorberse en el intestino delgado

Determinados péptidos antihipertensivos podrían no absorberse en el tracto intestinal, ejerciendo una función directa en el lumen intestinal, o bien podrían interaccionar con receptores que se encuentran en la pared del intestino

Los efectos biológicos de los péptidos decrecen a medida que la longitud de la cadena se hace más larga y viceversa

Biron E. Chatterjee J. Ovadia O. Langenegger D. Brueggen J. Improving oral bioavailability of peptides by multiple N-methylation: Somatostatin analogues. Angew Chem 2008; 47: 2595-9.

Proteínas lácteas

Actividad opiáceaActividad opiácea

Actividad inmunomoduladoraActividad inmunomoduladora

Actividad antimicrobianaActividad antimicrobiana

Actividad antitrombóticaActividad antitrombótica

Actividad antihipertensivaActividad antihipertensiva

Actividad antioxidanteActividad antioxidante

Agonistas-Antagonistas opiaceosAgonistas-Antagonistas opiaceos

PÉPTIDOS PÉPTIDOS LÁCTEOSLÁCTEOS

PROTEÍNASSÉRICAS

CASEINAS

Composición

β-lactoglobulina

α-lactoalbúmina

seroalbúmina

inmunoglobulinas

αs1-caseína

αs2-caseína

β-caseína

κ-caseínaVitaminas y minerales

Agua

Hidratos de Carbono

Lípidos

Tome D. and Debabbi. Int Dairy J 1998;8(5/6):383-392

Proteínas lácteas

VALOR NUTRICIONALVALOR NUTRICIONAL

composición y adecuada composición y adecuada digestibilidad de los digestibilidad de los aminoácidos constituyentes aminoácidos constituyentes

Lonnerdal B. Am J Clin Nutr 1996;63(Suppl):622S-6226S

Proteínas lácteas

VALOR NUTRICIONALVALOR NUTRICIONAL

composición y adecuada digestibilidad composición y adecuada digestibilidad de los aminoácidos constituyentesde los aminoácidos constituyentes

PÉPTIDOS BIOACTIVOS PÉPTIDOS BIOACTIVOS O FUNCIONALESO FUNCIONALES

1 g de caseina puede dar lugar a una 1 g de caseina puede dar lugar a una cantidad de péptidos bioactivos de 10 cantidad de péptidos bioactivos de 10 – 60 mg – 60 mg

PROTEÍNAS BIOACTIVAS DE LA LECHE

-Inmunoglobulinas- Lactoferrina-Transferrina- Proteasa-Peptona

ACCIÓN PROTECTORA ENZIMAS

- Lactoperoxidasa- Lisozima-Xantinaoxidasa- Proteasa-Peptona

FACTORES DE CRECIMIENTO HORMONAS

- Calcitonina- Insulina-Prolactina- Relaxina

- IGF- TGF- IGF-1

-Opioide, -Antihipertensiva, -Antimicrobiana-Antioxidante-Hipocolesterolémica-Inmunomoduladora -Transporte de minerales y -Antitrombótica.

EFECTOS BENEFICOSOS DE LOS PÉPTIDOS BIOACTIVOS DERIVADOS DE PROTEÍNAS DELAS PROTEÍNAS CASEÍNICAS Y SÉRICAS

ACTIVIDAD OPIÁCEA DE PÉPTIDOS LÁCTEOSACTIVIDAD OPIÁCEA DE PÉPTIDOS LÁCTEOS

•AGONISTAS OPIACEOS

Actividad opiácea

Antagonizan el efecto de inhibición de la motilidad gástrica inducida por las casomofinas

EJERCEN UN EFECTO SIMILAR A LA NALOXONA (FCO ANTGAONISTA DE LA HEROÍNA)

CasoxinasCasoxinasLactoferroxinas Lactoferroxinas

•ANTAGONISTAS OPIACEOS

- Casomorfinas- CasomorfinasExorfinasExorfinas y y Lactorfinas Lactorfinas

Actividad opiácea Actividad opiácea

Actividad opiácea

PÉPTIDOS QUE PRESENTAN AFINIDAD POR RECEPTORES OPIACEOS Y ACTÚAN COMO:

MODULADORES EXÓGENOS DE LA MOTILIDAD INTESTINAL

DE LA PERMEABILIDD EPITELIAL

DE LA LIBERACIÓN DE HORMONAS

LOS MÁS ESTUDIADOS SON LOS DERIVADOS DE LAS PROTEÍNAS LÁCTEAS (CASEÍNAS)

AGONISTAS OPIACEOSAGONISTAS OPIACEOS

Característica estructural común entre los Característica estructural común entre los agonistas opiáceos endógenos y exógenos es la agonistas opiáceos endógenos y exógenos es la presencia de Tyr en el extremo amino terminalpresencia de Tyr en el extremo amino terminal

Actividad opiácea

β-casomorfinasβ-casomorfinas Función reguladora del

intestino delgado, aumenta la absorción de agua y electrolitos, desacelerando el transito intestinal y actuando como agente antidiarreico

Actividad Antiagregante plaquetaria Actividad Antiagregante plaquetaria

LA AGREGACIÓN PLAQUETARIA EN UN PASO CRÍTICO EN LA FORMACIÓN DE TROMBOS Y ESTA MEDIADA POR EL ENLACE DEL FIBRINÓGENO Y SU RECEPTOR , LA GLUCOPROTEÍNA GPIIB/IIIA, DE LA MEMBRANA DE LAS PLAQUETAS

INHIBICIÓN DE LA AGREGACIÓN PLAQUETARIA

Actividad antitrombótica

LOS PÉPTIDOS CON LA SECUENCIA: ARG-GLIC-ASP

PUEDEN ANTAGONIZAR EL ACOPLAMIENTO DEL

FIBRINÓGENO A LA GLUCOPROTEÍNA GPIIb/IIIAa

Los péptidos antitrombóticos, las Casoplatelinas, son derivadas de la parte C-terminal (caseinoglicomacropéptido) de la κ-Caseina, inhibiendo la agregación de las plaquetas y reduciendo los riesgos de formación de trombos

Esto es debido a la similitud en la estructura y funcionalidad del dodecapéptido presente en el fibrinógeno humano y el undecapéptido de la κ-Caseina de bovino

Actividad antitrombótica

Actividad antitrombótica

•Secuencias peptídicas de la κ-CN casoplatelinas son similares a la cadena γ del fibrinógeno

in vitro los péptidos derivados de la κ-CN bovina son inhibidores de la agregación plaquetaria y de la unión de la cadena γ del fibrinógeno humano al receptor específico de la membrana de las plaquetas

Actividad antitrombótica

•El fragmento Lys-Arg-Asp-Ser, derivado de la lactoferrina inhibe de manera dosis-dependiente, la agregación plaquetaria

•Se han encontrado secuencias peptídicas en el plasma de recién nacidos alimentados con leche materna o con fórmulas infantiles elaboradas con leche de vaca, en concentración suficiente para ejercer el efecto antitrombótico in vivo, lo que demuestra su liberación a partir de las proteínas lácteas durante el proceso de digestión gastrointestinal

Actividad antimicrobiana

•Los péptidos bioactivos con propiedades antimicrobianas e inmunomoduladoras más estudiados son aquellos que proceden de la leche y los productos lácteos

Este efecto parece estar relacionado con la carga neta positiva de estos péptidos, que se organizan estructuralmente y provocan la formación de canales iónicos en la membrana de los microorganismos alterando su permeabilidad y provocando la muerte celular

Actividad antimicrobiana Actividad antimicrobiana

•Lactoperoxidasa•Lisozima•Lactoferrina• Lactoferricina

Actividad antimicrobiana

• En la leche y también en el huevo se encuentran la lactotransferrina y la ovotransferrina. Ambas transferrinas, poseen actividad antibacteriana frente a gran variedad de microorganismos:

1) Secuestrando el hierro e impidiendo su utilización por las bacterias2) Produciendo alteraciones en la pared bacteriana3) Mediante la estimulación de la fagocitosis por macrófagos y monocitos

La lactoferrina es capaz de inhibir la replicación de virus como el de la inmunodeficiencia humana, el virus de la leucemia de células T del tipo I, el citomegalovirus, el virus de la hepatitis C o el herpes simplex tipo I

• La Lisozima presente también en la leche y el huevo posee actividad antimicrobiana e inmunorreguladora pudiendo mejorar la sinusitis crónica y normalizar la respuesta humoral y celular en pacientes con bronquitis crónica cuando se combina con inmunoterapia

Actividad antimicrobiana

Actividad antimicrobiana

Inhibición in vitro del crecimiento de cepas patógenas

caseínascaseínas y lactoferrina y lactoferrina

Los efectos in vivo de estos péptidos se han demostrado tras su administración por vía intravenosa. Sin embargo, no existen estudios de la influencia del proceso de digestión gastrointestinal sobre la actividad antimicrobiana de estos péptidos

•ANTIOXIDANTES QUE PREVIENEN LA PEROXIDACIÓN ENZIMÁTICA Y NO ENZIMÁTICA DE ÁCIDOS GRASOS ESENCIALES

SECUENCIA - CASEÍNA

•LA ADICIÓN DE UN RESIDUO LEUCINA O PROLINA EN EL N-TERMINAL DE UN DIPÉPTIDO HIS-HIS, PUEDE AUMENTAR LA ACTIVIDAD ANTIOXIDANTE Y POTENCIA LA ACTIVIDAD ANTIOXIDANTE DE OTROS ANTIOXIDANTES NO PÉPTIDOS

Actividad antioxidante

CASEÍNA PÉPTIDOS DERIVADOS DE TRIGO PÉPTIDOS DE PROTEÍNAS DE

SOJA PARCIALMENTE UNIDOS A FOSFOLÍPIDOS

Actividad hipocolesterolémica

•Los péptidos hipocolesterolémicos compiten con el colesterol por un sitio en estas micelas. De esta forma, en presencia de estos péptidos, menos moléculas de colesterol se incorporarán a las micelas y por tanto la absorción de colesterol por el organismo será menor.

- Baja relación Met/Gly y Lys/Arg- Alto contenido de aas hidrofóbicos

Las caseínas de la leche estabilizan los iones calcio y fosfato a través de la formación de complejos por eso aumentan su biodisponiblidad.

Actividad Quelante

• Los CPPs juegan un papel

determinante en la absorción de

calcio en el intestino delgado y su

presencia en la cavidad oral

promueve la remineralización del

esmalte de los dientes.

Actividad antihipertensiva

Los péptidos con actividad antihipertensiva pueden actuar de Los péptidos con actividad antihipertensiva pueden actuar de formas muy diversas, siendo la inhibición de la enzima formas muy diversas, siendo la inhibición de la enzima convertidora de angiotensina (ACE) el mecanismo de acción convertidora de angiotensina (ACE) el mecanismo de acción más estudiadomás estudiado

Angiotensinógeno

Angiotensina I

Angiotensina II

Angiotensina III

ACE

Meisel H. and Bockemann W. Antonie Van Leeuwenhoek 1999;76:207-215.

Actividad antihipertensiva

Actividad inhibidora de ACE de proteinas lácteasActividad inhibidora de ACE de proteinas lácteas

(Richard et al., 2004)

Actividad antihipertensiva

Péptidos con actividad antihipertensiva que inhiben de Péptidos con actividad antihipertensiva que inhiben de la enzima convertidora de endotelina (ECE)la enzima convertidora de endotelina (ECE)

Actividad antihipertensiva

Efectos in vivo de los péptidos lácteos Efectos in vivo de los péptidos lácteos inhibidores de la ACEinhibidores de la ACE

Muestra Dosis Duración DBP SBP

Caseina hidrolizada 20g/día 4 semanas -4.6 -6.6 Sekiya et al., 1992

α-S1 caseina > 0.2g/kg 4 semanas -6.5 -4.5 Nimmaguda et al., 2000

Leche fermentada 95 ml/día 8 semanas -6.9 -14.1 Hata et al., 1996

Leche fermentada 150 ml/día 5 meses -9.3 -15.4 Seppo et al., 2003

Hidrolizado de proteínas séricas

20g/día 6 semanas -7.0 -11.0 Pins y Keenan, 2002, 2003

CONCLUSIONES

1. Martínez Augustin O, Martínez de Victoria Muñoz E. Proteínas y péptidos en nutrición enteral. Nutr. Hosp. 2006; 21 (Supl. 2) 1-14. 2. Diehl-Jones WL, Askin DF. Nutritional modulation of neonatal outcomes. AACN Clin Issues. 2004; 15:83-96.3. Field CJ. The immunological components of human milk and their effect on immune development of infants. J Nutr. 2005;135: 1-4.4. Lonnerdal B. Nutritional and physiologic significance of human milk proteins. Am J Clin Nutr. 2003; 77:1537S-1543S.5. Meisel H. Overview on milk protein-derived peptides. Int Dairy Journal. 1998; 8:363-73.6. FitzGerald RJ, Meisel H. Milk protein derived inhibitors of angiotensin-I-converting enzyme. Br J Nutr. 2000; 84:S33-S37.7. Korhonen H, Pihlanto A. Food-derived bioactive peptides-opportunities for designing future foods. Curr Pharm Design. 2003; 9:1297-308.8. Robert PR, Zaloga GP. Dietary bioactive peptides. New Horizons. 1994; 2:237-43.9. Rutherfurd-Markwick KJ, Moughan PJ. Bioactive peptides derived from food. J AOAC Int. 2005; 88:955-66.10. Meisel H. Multifunctional peptides encrypted in milk proteins. Biofactors. 2004; 21:55-61.

11. Vermeirssen V, Van Camp J, Verstraete W. Bioavailability of angiotensin I converting enzyme inhibitory peptides. Br J Nutr. 2004; 92:357-66.12. Pihlanto A, Korhonen H. Bioactive peptides and proteins. Adv Food Nut Res. 2003; 47: 175–276.13. Dziuba J, Niklewicz M, Iwaniak A, Darewicz M, Minkiewicz P. Structural properties of bioactive animal protein fragments accessible for proteolytic enzymes. Polimery. 2005; 6:424-29.14. Wang W, Gonzalez E. A new frontier in soy bioactive peptides that may prevent age-related chronic diseases. CRFSFS. 2005; 4:63-7815. Yamamoto N, Ejiri M, Mizuno S. Biogenic peptides and their potential use. Curr Pharm Des. 2003; 9(16):1345–55.16. Matsui T, Yukiyoshi A, Doi S, Sugimoto H, Yamada H, Matsumoto K. Gastrointestinal enzyme production of bioactive peptides from royal jelly protein and their antihypertensive ability in SHR. Nutr Biochem . 2002;13(2):80–6.17. Agawa Y, Lee S, Ono S, Aoyagi H, Ohno M, Tanoguchi T, Anzai K y Kirino, Y. Interaction with phospholipid bilayers: ion channel formation, and antimicrobial activity of basic amphipatic α-helical model peptides of various chain lengths. J Biol Chem 1991; 296: 20218-22.

MUCHAS GRACIAS