NUEVOS CONSTITUYENTES DE ALIMENTOS ESENCIALES PARA LA SALUD :

INVESTIGACION Y DESARROLLO DE PRODUCTOS

F. Saura Calixto, Dpto Metabolismo y Nutrición (ICTAN-CSIC) Madrid fsaura@ictan.csic.es

Residencia de Estudiantes, CSIC

Madrid, 5 noviembre 2014

PARTE A. Constituyentes de los alimentos

PARTE B.

Alimentos y dieta saludable

■ Nutrientes y no nutrientes

que ingerimos diariamente

■ Nuevos constituyentes

de los alimentos?

■ Constituyentes esenciales

para la salud

Investigación y desarrollo

de nuevos productos

■ Alimentos especialmente ricos

en constituyentes esenciales

■ Definición cualitativa y cuantitativa

de dieta saludable

■ ¿Debo yo introducir cambios

en mi alimentación?

¿Cómo hacerlo?

Propuesta concreta de

consumo de alimentos

ALIMENTACION

Carencia de alimentos y

nutrientes básicos

800 millones habitantes

6000 millones

habitantes

Exceso de

alimentos

Enfermedades crónicas:

Cardiovasculares (>50%)

Cáncer (>30%)

Neurodegenerativas(s.c.)

La mortalidad en los países desarrollados y

en vías de desarrollo producida por exceso

de alimentos es muy superior a la producida

por el hambre en los países subdesarrollados

Elevada mortalidad

Elevada

morbilidad y

mortalidad

ALIMENTACIÓN Y SALUD. I

ALIMENTACION SALUD

Enfermedades crónicas

Cardiovasculares

Cáncer

Neurodegenerativas

Tratamiento (97% presupuesto

sanidad nacional; 75%

enfermedades crónicas))

ALIMENTACION Y

DIETA SALUDABLE

Ejercicio físico

No Tabaquismo

Prevención (3% presupuesto sanidad

Sobrepeso

Diabetes

Síndrome metabólico

ALIMENTACIÓN Y SALUD. II

Nutrientes : 500 g •Proteina •Grasas •Hidratos de carbono •Vitaminas •Minerales

No Nutrientes/Bioactivos: 22,5 g

• Fibra

•ANTIOXIDANTES:

Carotenoides (betacaroteno, licopeno…)

Polifenoles (Antocianinas, ácidos fenólicos, resveratrol, Quercetina, Flavonoides, fitoestrógenos, taninos…)

• Fitoesteroles

N U T R I C I Ó N

Siglo XX

Siglo XXI

Papel importante en

prevención de

enfermedades crónicas

Nutrientes:500 g •Proteina •Grasas •Hidratos de carbono •Vitaminas •Minerales

No Nutrientes/Bioactivos: 22,5 g

•FIBRA

•ANTIOXIDANTES:

Carotenoides (betacaroteno, licopeno…)

Polifenoles (Antocianinas, ácidos fenólicos, resveratrol, quercetina, Flavonoides, fitoestrógenos, taninos…)

• Fitoesteroles

N U T R I C I Ó N

Lácteos

Carnes

Pescados

Alimentos

vegetales

NUTRIENTES NO NUTRIENTES - Todos los alimentos(origen animal y vegetal) - Alimentos vegetales

- 500 g /día - 22,5 g/día

- 50 compuestos - 500 compuestos

- Actúan desde intestino delgado - Desde intestino grueso

- Conocimiento completo (ingestas, - Conocimiento incompleto

metabolismo, cantidades recomendadas)

Nutrición: Dieta saludable

Industria agroalimentaria: Ingredientes funcionales

Dietas y poblaciones con menor índice de mortalidad

y mayor esperanza de vida

JAPÓN PAÍSES MEDITERRÁNEOS

GRUPOS ÉTNICOS MINORITARIOS

Esquimales Nicosia, Costa Rica

Indios Kuna, Panamá

Patrimonio Cultural Inmaterial de la Humanidad.

(UNESCO, 2010) "La dieta mediterránea es un conjunto de competencias, conocimientos, prácticas

y tradiciones relacionadas con la alimentación humana, que van desde la tierra a

la mesa, abarcando los cultivos, las cosechas y la pesca, así como la

conservación, transformación y preparación de los alimentos y, en particular, el

consumo de éstos".

EFECTOS DE LA DIETA MEDITERRÁNEA

EN PREVENCIÓN DE ENFERMEDADES

Nº sujetos

Duración A mayor adherencia a la dieta mediterránea,…

Referencia

> 11000 15 años Mortalidad total, por enfermedad coronaria, infarto y cáncer

Keys et al. Am. J. Epidemiol., 124, 1986, 903-15

22000 4 años Mortalidad total, coronaria y por cáncer

Trichoupoulou et al. New Eng. J. Med., 348, 2003, 2599-608

>50000 1 mes-5 años

(50 estudios)

Incidencia de síndrome metabólico Kastorini et al. J. Am. Coll. Cardiol., 57, 2011, 1299-313

> 7000

5 años Incidencia de eventos cardiovasculares Estruch et al. New England J. Med, 368, 2013, 1279-1990

> 1.300.000 3-24 años

(21 estudios)

Mortalidad por cáncer total.

Riesgo de cáncer colorrectal, de próstata

Schwingshackl & Hoffman. Intl. J. Cancer, 135, 2014, 1884-97

• Alto consumo grasas insaturadas, bajo saturadas

• Moderado consumo de vino tinto

• Alto consumo de legumbres

• Alto consumo de cereales (incluyendo pan)

• Alto consumo de frutas y verduras

• Bajo consumo de carne y productos cárnicos

• Moderado consumo de productos lácteos

• Alto consumo de pescado

Dieta Mediterránea

Menores índices de mortalidad

Alimentos clave?

? Compuestos clave?

?

Dietas países mediterráneos vs centro-norte Europa

Parámetro

Contenido calórico ALTO ALTO

Contenido de grasas ALTO ALTO

Contenido de Proteína ALTO ALTO

Contenido de vitaminas y minerales

ADECUADO ADECUADO

¿¿Distintos efectos en salud??

NO NUTRIENTES/COMPUESTOS BIOACTIVOS

Acidos grasos monoinsaturados (oleico)/saturados1 1.6 – 2.5

Fibra alimentaria* (g/día) 30– 35

Antioxidantes 3500 – 6000

(mol equivalentes trolox/día)3,4

Fitoesteroles (mg/día)5 370 – 555

Range

Compuestos y alimentos clave de la Dieta Mediterránea

(Modelo de dieta saludable)*

1 Trichopoulou et al. Adherence to a Mediterranean diet and survival in a Greek population. New England J. Med., 348, 2003, 2599-608.

*Grupo inestigación F. Saura Calixto(CSIC) :

2 . Dietary fiber intake in two European diets with high (Copenhagen, Denmark) and low (Murcia, Spain) colorectal cancer incidence. J. Agric. Food Chem., 55, 2007, 9443-49,2009, 145-52

3 Definition of the Mediterranean diet based on bioactive compounds. Cr. Rev. Food Sci. Nutr., 49, 2009, 145-52,

4 Antioxidant capacity of teh Spanish Mediterranean diet. Food Chem., 94,2006, 442-47

5 Common sources and estimated intake of plant sterols in the Spanish diet. J. Agric. Food Chem., 54, 2006, 3462-71,

Y Omega 3 500 mg

• Alto consumo grasas insaturadas, bajo saturadas

• Moderado consumo de vino tinto

• Alto consumo de legumbres

• Alto consumo de cereales (incluyendo pan)

• Alto consumo de frutas y verduras

• Bajo consumo de carne y productos cárnicos

• Moderado consumo de productos lácteos

• Alto consumo de pescado

Dieta Mediterránea

La dieta Mediterránea es una combinación de alimentos que:

- conlleva un consumo de grasa insaturada dos veces superior

al de grasa saturada

- aporta diariamente 30-35 g de fibra (30% soluble), 5000

unidades (trolox) de antioxidantes y 500 mg de fitoesteroles

Diciembre, 2013

103 u/g de

contenido

104-107 u/g de

contenido

1011-1012 u/g de

contenido

104 - 109 u/g de

contenido

Bacteroides

Bifidobacterium

Eubacterium

Peptostreptococcus

Clostridia

Ruminococci Enterobacteria

Lactobacillus

Streptococcus

Staphylococcus

Fusobacteria

Masa Bacteriana Intestinal: (95% en colon)

100 billones bacterias, 400 especies(40 dominantes)

El microbioma( genomas bacterias de la microbiota)

contiene al menos 100 veces mas genes que el propio

genoma humano (Gill et al, Science, 312,1355,2006)

Masa Bacteriana Fecal: 55% peso seco heces

(aprox. 50 g)

MICROBIOTA INTESTINAL

FIBRA y compuestos asociados

Antioxidantes

BACTERIAS COLÓNICAS

FERMENTACIÓN

COLÓNICA Energía,metabolitos,

masa bacteriana

ATP

H2; H2O; CO2; CH4

AGCC (Ac; Pr; Bu)

Metabolitos antioxidantes)

BACTERIAS *

FIBRA: efectos positivos en salud gastrointestinal y en otros órganos y

células a través de los metabolitos producidos en el colon que se

absorben y pasan a sangre.

BACTERIAS COLÓNICAS: ejercen un papel esencial en la eliminación

de patógenos y fortalecimiento del sistema inmune

FERMENTACIÓN COLÓNICA

TANINOS

FLAVONOIDES

ÁCIDOS FENÓLICOS

ESTILBENOS

POLIFENOLES

O H

O H

C H C H C O O H

Ac. Cafeico

H O

O H

O H

C O O H

Ac. Gálico

Lycopeno

C H 3

C H 3

C H 3

C H 3

C H 3

C H 3

C H 3

C H 3

H 3 C

C H 3

-caroteno C H

3

C H 3

C H 3

C H 3

C H 3

C H 3

C H 3

C H 3

H 3 C

C H 3

Luteina

O H

H O

C H 3

H 3 C

C H 3 C H 3 C H 3

C H 3 C H 3 C H 3

C H 3

C H 3

Criptoxantina C H 3

C H 3

C H 3 C H 3 C H 3

C H 3 C H 3 C H 3

H 3 C

C H 3

H O

CAROTENOIDES

ANTIOXIDANTES

VITAMINAS C y E

PRODUCCIÓN DE

RADICALES LIBRES (superóxido, hidroxilo, alcoxilo,etc)

DEFENSAS

ANTIOXIDANTES

DE NUESTRO

ORGANISMO

Vitaminas (C y E)

Polifenoles

Carotenoides

ENDÓGENO:

enzimas antioxidantes

y reparadores de DNA

ESTATUS ANTIOXIDANTE SALUDABLE

(superoxidismutasa, catalasa, glutation peroxisada)

Antioxidantes Dieta

Metabolismo oxidativo y otros ( radiaciones,

tabaquismo,

polución)

SISTEMA DE

DEFENSA

ANTIOXIDANTE

PRODUCCIÓN DE

RADICALES

LIBRES

ESTRÉS OXIDATIVO

DESARROLLO DE NUEVOS PRODUCTOS

15 patentes licenciadas a empresas, en explotación

con productos en el mercado

(contratos investigación, apoyo tecnológico y prestación de servicios)

APROXIMACIÓN GENERAL

ANTIOXIDANTES (Vitaminas C,E,

Polifenoles, carotenoides,Se)

MACROANTIOXIDANTES

Estudios químicos y biológicos

Investigación en nutrición y salud

HIPOTESIS: LOS MACROANTIOXIDANTES , GENERALMENTE IGNORADOS,

PÚEDEN SER CUANTITATIVAMENTE IMPORTANTES Y BIOLOGICAMENTE ACTIVOS

¿PORQUÉ SON IGNORADOS LOS MACROANTIOXIDANTES ?

RESIDUO

(MACROANTIOXIDANTES)

Compuestos poliméricos

Extracción

acuoso-orgánica

ANTIOXIDANTES EXTRAÍBLES (low MW)

Vitaminas ( C,E) Se, carotenoides, polifenoles

Bases de datos

Investigaciones químicas y médico-nutricionales

Descartado

Ingesta total en la dieta española de antioxidantes y macroantioxidantes

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

Alimentos de

origen vegetal

Bebidas Total

Antioxidantes

Macroantioxidantes

(mg/persona/día)

PRINCIPALES PROPIEDADES GENERALES DE LOS

MACROANTIOXIDANTES

a. Aumentan la actividad antioxidante en el intestino grueso y en plasma

b. Inhiben la proliferación y reducen el número de póplipos y criptas aberrantes

en el colon

c. Tienen efecto positivo en metabolismo lipídico (total cholesterol, LDL-

cholesterol and triacylglycerols )

d. Aumentan la excreción de lípidos

e. Efecto prebiótico

I.Antioxidantes

II. Macroantioxidantes

LOS MACROANTIOXIDANTES SON COMPUESTOS BIOLOGICAMENTE ACTIVOS Y

SON CUANTITATIVAMENTE IMPORTANTES

TANINOS

FLAVONOIDES

ÁCIDOS FENÓLICOS

ESTILBENOS

POLIFENOLES

O H

O H

C H C H C O O H

Ac. Cafeico

H O

O H

O H

C O O H

Ac. Gálico

Lycopeno

C H 3

C H 3

C H 3

C H 3

C H 3

C H 3

C H 3

C H 3

H 3 C

C H 3

-caroteno C H

3

C H 3

C H 3

C H 3

C H 3

C H 3

C H 3

C H 3

H 3 C

C H 3

Luteina

O H

H O

C H 3

H 3 C

C H 3 C H 3 C H 3

C H 3 C H 3 C H 3

C H 3

C H 3

Criptoxantina C H 3

C H 3

C H 3 C H 3 C H 3

C H 3 C H 3 C H 3

H 3 C

C H 3

H O

CAROTENOIDES

ANTIOXIDANTES

VITAMINAS C y E

MACROANTIOXIDANTES

OMe

Tratamiento del

aáncer de colon

INGREDIENTES

FUNCIONALES

SUPLEMENTOS

DIETÉTICOS

Productos de pescado

Productos de carne

Bebidas

Salud gastrointestinal

Enfermedades cardiovasculares

Aplicaciones

potenciales de los

macroantioxidantes

PATENTE

PATENTE

PRÓXIMOS PRODUCTOS CON MACROANTIOXIDANTES

Zumos y smoothies Yogures

Reestructurados

de pescado Cosméticos

de lujo

• Alto consumo grasas insaturadas, bajo saturadas

• Moderado consumo de vino tinto

• Alto consumo de legumbres

• Alto consumo de cereales (incluyendo pan)

• Alto consumo de frutas y verduras

• Bajo consumo de carne y productos cárnicos

• Moderado consumo de productos lácteos

• Alto consumo de pescado

Dieta Mediterránea

Menores índices de mortalidad

Alimentos clave

? Compuestos clave

PRINCIPALES ALIMENTOS CONTRIBUYENTES A LOS EFECTOS SALUDABLES DE LA DIETA MEDITERRÁNEA

23500 sujetos

8,5 años

27,4%

23,5%

16,6%

10,6%

9,7%

Trichopoulou et al. British Medical Journal., 339, 2337-45, 2009

ANTIOXIDANTES

(polifenoles,

carotenoides,

vitaminas)

FIBRA Y FIBRA

SOLUBLE

OTROS ( potasio,

agua, etc)

ANTIOXIDANTES

polifenoles (taninos,

antocianos, resveratrol…)

Etanol

Índices de mortalidad por enfermedades cardiovasculares

Colesterol Mortalidad

(mg/dL) (por 10000)

U.S.A. 209 182

U.K. 244 380

FRANCIA 216 102

0,33 L vino tinto

Diario(per capita)

PARADOJA FRANCESA

Ácido oleico

Antioxidantes (Vitamina E, polifenoles)

Omega-3

Vitaminas D y B12

Selenio

Proteína

Hidratos de carbono de digestión lenta

Fibra

Proteína

Minerales

Antioxidantes

Fitoesteroles

¿Debo introducir cambios en mi alimentación?

Índice de

masa corporal (kg/m2)

> 25

Perímetro cintura:

> 88 cm (mujeres)

> 102 cm (hombres)

Colesterol total

> 200 mg/dL

LDL-col > 155 mg/dL

HDL-col

> 40 mg/dL hombres,

> 48 mg/dLmujeres

Glucosa

> 110 mg/dL

Hipertensión

(máxima > 14,

Mínima > 9)

Osteoporosis Edad

(próxima o

superior a 40)

Dieta saludable:

A) Aportar energía y nutrientes necesarios para todas las actividades vitales (2000-2500 Kcal, de origen equilibrado)

( ≥ 50% hidratos de carbono ≤ 30% grasa; ≤ 15% proteína; ≤ 7 % alcohol )

B) Aportar cantidades adecuadas de no nutrientes (fibra y bioactivos ) para prevenir o retrasar enfermedades crónicas (cardiovasculares, cáncer, neurodegenerativas).

Aporta diariamente, además de nutrientes y energía, una relación AGM/AGS de 1,6 – 2,5, 30-35 g de fibra, 4500-6000 unidades de capacidad antioxidante y 350-550 mg de fitoesteroles.

Www.Mypyramid.gov. 2005

Components included in the commonly-reported

definition of Mediterranean Diet

High?

Moderate ?

Low ?

Fruits (270 (g/p/d)

Legumes (22 g/p/d)

Meat and meat products (179 g/p/d)

Dairy products (414 g/p/d)

• High monounsaturated-to-saturated lipid ratio

• Moderate red wine consumption

• High consumption of legumes

• High consumption of cereals (including bread)

• High consumption of fruits

• High consumption of vegetables

• Low consumption of meat and meat products

• Moderate consumption of milk and dairy products

• High consumption of fish and fish products

Trichopoulo

u a

nd L

agio

u (

2001)

DIETA SALUDABLE

¿PUEDEN SER ÚTILES LOS ALIMENTOS FUNCIONALES

Y COMPLEMENTOS DIETÉTICOS?

Consumo en la dieta:

3-5 mg/día

1 cápsula: 610 mg

Omega 3 Fitoesteroles

Fibra

Antioxidantes

www.edicionesnobel.com

FD Saura Calixto: fsaura@ictan.csic.es

Gracias