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ARCHIVOS LATINOAMERICANOS DE NUTRICIONOrgano Oficial de la Sociedad Latinoamericana de Nutrición Vol. 58 Nº 2, 2008

Papel de las poliaminas en la alimentación. Importancia de laspoliaminas en la alimentación infantil

Carlos Gómez Gallego, Gaspar Ros Berruezo, María José Bernal Cava†, Darío Pérez Conesa, María Jesús Periago Castón

Departamento de Tecnología de los Alimentos, Nutrición y Bromatología. Facultad de Veterinaria. Universidad de Murcia.Campus de Espinardo. España. Instituto de Nutrición Infantil Hero. Hero España SA, España

RESUMEN. Durante la década de los 90 del siglo pasadocomenzaron los primeros estudios que señalaban a las poliaminascomo importantes factores de crecimiento de la leche materna. Sinembargo, todavía se desconoce mucho sobre el papel que desempeñanen la alimentación infantil y cual sería la ingesta recomendada paraeste grupo poblacional. En los últimos años va siendo cada vez mayorla atención que muestra la comunidad científica internacional hacialas poliaminas, debido no sólo al importante papel que desempeñanen el metabolismo celular, sino por su posible participación endiversas patologías y durante el desarrollo del organismo. Seríarecomendable, teniendo en cuenta que el contenido en poliaminasde las fórmulas infantiles es unas 10 veces menor al de la lechematerna, profundizar más en este campo, con el fin de garantizar unacorrecta alimentación durante la etapa de lactancia.Palabras clave: Putrescina, espermidina, espermina, poliaminas,fórmulas infantiles.

SUMMARY. Role of polyamines in diet. Importance ofpolyamines in infant nutrition. The first studies indicatingpolyamines as important growth factors in breast milk began duringthe nineties of last century. Nevertheless, it is still not well knownthe role they play in infant nutrition or what the recommended intakewould be for this population group. In recent years, there has beenincreased attention of the international scientific community towardspolyamines, not only due to the important role they play in the cellularmetabolism, but also to their possible implication in some diseasesand during the development of the human organism. Bearing in mindthat the content in polyamines of the infant formula is around ten-fold less than in breast milk, it would be recommended to gain insightinto this theme in order to guarantee correct nutrition during lactation.Key words: Putrescine, spermidine, spermine, polyamines, infantformula.

INTRODUCCION

Con el nombre genérico de poliaminas se conoce a unafamilia de compuestos cuyas características comunes sonposeer una estructura simple alifática de bajo peso molecular(1), ser policationes flexibles que a pH fisiológico seencuentran presentes casi exclusivamente en sus formas di,tri y tetraamonio protonadas (1,2) y ser compuestos muyestables capaces de resistir el calor y condiciones ácidas oalcalinas (3).

Los miembros más representativos de esta familia son laputrescina, la espermina y la espermidina, aunque otros autoresincluyen a la cadaverina por estar presente de forma naturalen muchos organismos vivos (4).

Recientemente, una nueva molécula derivada de laarginina, denominada agmatina, ha sido identificada comopoliamina. Es una amina policatiónica que es sintetizada pordescarboxilación de la L-arginina y que fue originalmenteidentificada como neurotransmisor (5).

Actualmente se siguen descubriendo otras poliaminas conestructuras químicas diferentes o en forma cíclica, con distintasfunciones. Así, se ha descrito toda una gama de poliaminasmacrocíclicas con funciones de defensa en insectos (4).

Las poliaminas fueron descubiertas por Antonie van

Leeuwenhoek en 1678, que, al observar al microscopiomuestras de semen desecadas, las vio formando cristales deespermina fosfato. Sin embargo, no fue hasta 1924 cuando sededujo la fórmula empírica de los cristales, y dos años despuésse consiguieron sintetizar químicamente por primera vez. Losnombres de la espermidina y la espermina reflejan claramentesu descubrimiento original. La putrescina fue aislada porprimera vez a partir de Vibrio cholerae, pero su nombre comúnderiva de las grandes cantidades que se encuentran en la carneputrefacta. Debido a sus orígenes puede sorprender que a díade hoy las poliaminas sean consideradas como reguladorescríticos del crecimiento, diferenciación y muerte celular (6).

El metabolismo de las poliaminas ha sido cuidadosamenteconservado a lo largo de la evolución de los seres vivos,existiendo varios mecanismos de regulación que contribuyena mantener la homeostasis intracelular de las poliaminas. (7).

Existen tres fuentes de poliaminas para el organismo:biosíntesis in situ a partir de aminoácidos, ingestión directaen la dieta y síntesis y liberación por la flora residente en eltracto gastrointestinal (3).

Aunque las células pueden sintetizar poliaminas, la dietaparece ser una fuente fundamental, porque al igual que en elcaso de ciertos aminoácidos semiesenciales, la capacidad desíntesis de las células o los órganos no es suficiente para

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satisfacer los requerimientos totales (3). El contenido en lasdiferentes poliaminas varía de acuerdo al tipo de alimento; deforma general, en alimentos vegetales el contenido enespermidina es mayor que el de espermina. En alimentos deorigen animal la relación espermidina/espermina es lacontraria, siendo mayor la cantidad de espermina. (8). Conrespecto a la ingesta de poliaminas, hay dos hechos queacontecen en nuestro país: hay pocos estudios de composiciónde poliaminas en los alimentos y sólo se han realizado paraquesos, carnes, embutidos y algunos vinos mediante técnicasde cuantificación por HPLC; y no hay datos sobre su consumopoblacional (9). Por otro lado, a pesar del hecho de que nosotrosingerimos cantidades significativas de poliaminas, labiodisponibilidad en el hombre no es del todo conocida (6)

Su alta concentración en el fluido espermático y en lasangre, su posible papel en el desarrollo del cáncer y en su

tratamiento; su papel en la nutrición y el desarrollo, sobretodo en etapas de crecimiento intenso; y su papel comoinhibidores de la glicosilación no enzimática, hacen a estoscompuestos muy interesantes desde el punto de vista de lainvestigación.

Función de las poliaminasDesde las décadas de los 80 y 90 se sabe que las poliaminas

están implicadas en varios procesos de crecimiento ydiferenciación celular. El importante papel de las poliaminasaparece reflejado en la Figura 1, siendo fundamental en elcrecimiento normal y adaptativo de varios sistemas de órganos,lo que está bien documentado. Además, las poliaminas estánesencialmente implicadas en la carcinogénesis y el crecimientode tumores (7).

FIGURA 1Esquema de las diferentes funciones que desempeñan las poliaminas en el organismo

A pH fisiológico, las poliaminas poseen carga positiva encada uno de sus átomos de nitrógeno. Sin embargo, la cargade las poliaminas se distribuye a lo largo de la cadenacarbonada, lo que las convierte en unas moléculas únicas ydistintas desde el punto de vista electroquímico al resto decationes polivalentes celulares (6). Además, su función dependede las cargas eléctricas, ya que la energía de unión a moléculasdisminuye conforme lo hace el número de cargas. Así, se havisto que la espermidina es la más activa y la putrescina es lamenos activa en el control de varios procesos biológicos (5),aunque esto no siempre es así.

Las poliaminas modulan la actividad de algunas enzimas,como la lisozyma, aumentando su actividad y su estabilidad,

y de la fosfatasa alcalina (por inducción de modificacionespostranscripcionales) haciendo que aumente su actividad enel yeyuno y disminuya en el íleon (10). Además, las poliaminasestán implicadas en la regulación de bastantes enzimas deunión a membrana, incluyendo a (6,11): adenilato ciclasa,proteínas G, transglutaminasa tisular y varios canales iónicoscomo: el de N-metil-D-aspartato, los KIR y los canales decalcio activados por voltaje.

Efectos sobre la proliferación celular y la apoptosisLa estimulación de la proliferación celular parece estar

relacionada con la estabilización de las cargas negativas delADN y con la estabilización de la estructura de la cromatina.

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Parece ser que también regulan algunos factorestranscripcionales y la síntesis de proteínas. Sin embargo, laacumulación excesiva de poliaminas induce la apoptosis,debido probablemente al incremento del estrés oxidativoasociado a la acumulación de peróxido de hidrógeno duranteel catabolismo de las poliaminas por la poliamino oxidasa (5).Además, las células pueden sufrir apoptosis cuando susreservas de poliaminas se agota (12).

Estos efectos sobre la proliferación celular son debidos aque las poliaminas neutralizan las cargas negativas de los ácidosnucleicos y favorecen que el ADN adopte una conformaciónapropiada (11), se ha visto que la espermidina facilita lacompactación del ADN y la actividad de las topoisomerasas,favorece su resistencia a la ADNasa I y a otras nucleasas, almismo tiempo que lo mantienen transcripcionalmente activo (4),la espermidina y la espermina pueden unir las hendidurasmayores y menores del ADN, actuando como un cepo entre dosmoléculas diferentes o dos partes alejadas de la misma molécula(6) y, por otro lado, los efectos proliferativos de las poliaminaspueden ser debidos también a la estimulación directa de la síntesisde proteínas a nivel de la estimulación de la maduración de lasubunidad 30S del ribosoma y a nivel de la traducción de muchasproteínas importantes para el crecimiento celular y la viabilidad.Además, la espermidina es imprescindible para la hipusilacióndel factor iniciador de la traducción de eucariotas 5A (eIF-5A).(13,14). La estructura del eIF-5A y su modificación estánaltamente conservadas desde levaduras a humanos e inclusoarqueas. En levaduras, un fallo al sintetizar este factor proteicoes letal (15).

Sin embargo, la función más importante de las poliaminas,en la que no pueden ser sustituidas por otras moléculascargadas positivamente, es su acción como segundosmensajeros, mediando en la acción de todas hormonasconocidas y factores de crecimiento, jugando un papelindispensable en el metabolismo humano (16).

Efectos sobre el sistema inmune (SI).Las poliaminas están implicadas en la diferenciación de

las células del sistema inmune y en la regulación de la respuestainflamatoria, con cambios en los niveles de IgA e incrementoen el porcentaje de linfocitos intraepiteliales (5).

Se ha visto que las poliaminas pueden actuar comointermediarios en el efecto timotrófico de mediadores comola prolactina. También, en el curso de la inflamación local, laespermina es liberada por las células dañadas o muertasfavoreciendo la migración y el crecimiento de linfocitos (11).

Efectos sobre la mucosa intestinalLa acción de las poliaminas sobre el crecimiento, desarrollo

y la permeabilidad intestinal no es del todo conocida y suscitacontroversia. Al parecer pueden ejercer efectos tróficosdirectos sobre las células intestinales inmaduras, mejorando

la permeabilidad de la mucosa y produciéndose de formaparalela una maduración del sistema inmune intestinal,afectando particularmente a la diferenciación de la poblaciónlinfocitaria intraepitelial (17).

Se ha visto que en ratas lactantes las poliaminas producenun incremento de todos los parámetros de crecimiento de lamucosa, inducen prematuramente un patrón adulto de lasenzimas de la mucosa (lactasa, sacarasa, maltasa yaminopeptidasa) e incrementan la concentración deinmunoglobulinas en las vellosidades y en las criptas (18).

Se ha visto que además de hipertrofia de las célulasintestinales producen hiperplasia, estimulando la regeneracióndel tejido. Inhibe la secreción ácida gástrica, promueve lacuración de las úlceras y previene el desarrollo de úlcerasgástricas inducidas experimentalmente. Además de estimular eldesarrollo intestinal favorecen e incrementan la absorción denutrientes (19).

De forma más concreta se ha visto en ratas que la esperminay espermidina a nivel de intestino incrementan la expresiónenzimática, la síntesis de ADN y proteínas, al mismo tiempoque reducen la permeabilidad a macromoléculas (20).

La inducción de la proliferación y la maduración del tractointestinal parece ser, al menos en parte, debida a cambios enla composición lipídica de la membrana y la fluidez (5).

Actividad antioxidante de las poliaminas.Muchos estudios han demostrado que la actividad

antioxidante de las poliaminas y de algunas aminas biógenasfenólicas puede ser incluso más fuerte que las de lostocoferoles, el ácido ascórbico, el hidroxianisol butilado(BHA) y el hidroxitolueno butilado (BHT) (21).

Se ha visto que las células que tienen sus reservas depoliaminas agotadas son altamente sensibles al ataqueoxidativo, lo que sugiere que las poliaminas son importantesantioxidantes fisiológicos. Además, se ha visto también quelas células responden al estrés oxidativo incrementando labiosíntesis de poliaminas y su captación (22).

Fisiológicamente se viene pensando que la capacidad delas poliaminas de captar las diferentes especies de oxígenoreactivas parece tener una importancia menor porque laconstante de esa reacción es baja, y se asume que suspropiedades antioxidantes podrían depender sobre todo de suhabilidad para quelar metales (6). De forma general, se havisto que la putrescina no reacciona con los radicales hidroxiloy la reactividad de la espermidina es menor que la del resto depoliaminas con dos grupos aminopropilo terminales (22). Así,las poliaminas naturales tienen menor capacidad para captarradicales peroxilo y anión superóxido que otros antioxidantes.Sin embargo no debemos despreciar esta capacidad debido ala alta concentración local de poliaminas alrededor de lasdianas aniónicas de las especies de oxígeno reactivas como elADN y las membranas celulares (6).

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Actividad antiglicosilante de las poliaminasLa glicosilación no enzimática de proteínas y ácidos

nucleicos es la base de las complicaciones de la diabetesdebidas a la hiperglucemia. Esta glicosilación no enzimáticaforma, en una primera etapa, productos de glicosilación tipoAmadori o fructosaminas. En una segunda etapa se formanlos productos de glicosilación avanzada (AGEs), que son losresponsables de las retinopatías, neuropatías y nefropatíasdiabéticas, y están implicados también en patologías como lauremia y la aterosclerosis (12).

Existían bastantes indicios que hacían de las poliaminasbuenos candidatos para inhibir esta glicosilación como: sunaturaleza policatiónica, su ubicuidad, su papel esencial en elcrecimiento, su relativamente alta concentración en algunostejidos (2 nmol/l en la piel) y su alta concentración en el semen(10 mmol/l), un fluido que contiene alrededor de 10 mmol/lde fructosa (un muy agresivo agente glicosilante) (12).

Se ha demostrado que las poliaminas inhiben laglicosilación ya que se ha podido comprobar que la esperminainhibe el avance de la glicosilación en histonas y en laubiquitina, y que inhibe la glicosilación inducidaexperimentalmente por el metilglioxal. Además, se ha vistoque la espermina, la espermidina, la carnosina y laaminoguanidina actúan como inhibidores de los AGEs (12).

Estos efectos han sido demostrados a las concentracionesfisiológicas in vitro. Otros argumentos que apoyan estahipótesis son: la alta concentración de espermina en el núcleo,lo que permite proteger al ADN y a las histonas, la inducciónde la ornitina descarboxilasa por la radiación UVB y el estrésoxidativo, y la disminución de los niveles de poliaminas y elaumento de la glicosilación con la edad (12).

Funciones específicas de la agmatinaDebido a sus peculiaridades la agmatina tiene funciones

diferentes al resto de poliaminas (11): actúa como unsecretagogo, modulando la liberación de insulina y elmetabolismo de la glucosa. Estimula la liberación de insulinaen función de la dosis. Además, se ha visto que, in vitro,estimula la secreción de adrenalina y noradrenalina en elsistema nervioso central estimula la liberación de la hormonaliberadora de hormona luteinizante. Además, en función de ladosis, incrementa el efecto analgésico de la morfina. Se une alreceptor á -2 adrenérgico, al receptor de imidazolina y alreceptor NMDA, y activa la óxido nítrico sintasa de célulasendoteliales. La agmatina juega un importante papel en lahomeostasis de las poliaminas por inhibición de la ornitinadescarboxilasa e incremento de la actividad y la síntesis de laespermidina/espermina acetil transferasa.

Poliaminas y cáncerDesde los años 50 se conoce la relación entre la enfermedad

de cáncer y las poliaminas, estando bien demostrado que la

putrescina se acumula en hematomas de rápido desarrollo, yque la tasa de crecimiento depende de la relación entre lasconcentraciones de espermidina y espermina. Oncogenescomo ras, jun y fos inducen la transformación de célulasnormales a células tumorales por una vía relacionada con labiosíntesis de poliaminas (23). Debido a esto muchosinvestigadores han tratado de buscar en las poliaminas unmarcador temprano de la enfermedad.

Se ha demostrado un incremento en tejido tumoral tantode la actividad enzimática de la ornitina descarboxilasa comode la expresión del ARNm de la ornitina descarboxilasa,incremento que está directamente correlacionado con el gradode malignidad del tumor. También cabe destacar la capacidadde las poliaminas para regular la expresión de protooncogenes.Tienen un interés especial los estudios que atribuyen uncomportamiento protooncogénico al gen de la ornitinadescarboxilasa, estando demostrado que una vez inducida susobreexpresión, es capaz de provocar un desarrollo tumoral(2).

Se ha visto que entre el 70%-90% de los pacientes concáncer excretan poliaminas conjugadas (acetilespermidina…)en la orina. El problema es que no se pueden usar comoindicador, ya que algunas personas de manera normal o endeterminados estados fisiológicos no patológico (como puedeser el caso de las embarazadas) excretan poliaminas en la orina,pudiendo aparecer entorno a un 20% de falsos positivos. Porotro lado, sí que podrían utilizarse como buenos marcadorespara hacer el seguimiento de la enfermedad ya que los nivelesde espermidina y espermina eritrocitaria aumentan conformeprogresa el tumor. También serían un buen marcador en elcaso de los cánceres recurrentes, ya que un aumento en losniveles de poliaminas se observa 1-6 meses antes de queaparezcan los primeros signos clínicos y radiológicos (23).

Respuesta al estrés mediada por poliaminasLa respuesta general al estrés se activa por la vía de los

segundos mensajeros y responde al denominado stressprogram intracelular. En ella se observa, entre otrasalteraciones metabólicas, el incremento transitorio delmetabolismo de las poliaminas denominado por Gilard en1992 como poliamyne-stress-response (PSR). Esta respuestacerebral lleva implícita la persistente acumulación deputrescina y una eventual reducción de espermidina yespermina. Se ha postulado que una correcta regulación delmetabolismo cerebral de las poliaminas es la mejor respuestaa los agentes estresantes. Situaciones de estrés durante losprimeros periodos de vida alteran el normal desarrollo cerebralque posteriormente provocan alteraciones que afectan al sujetoadulto. Especial interés despierta la inhibición de la actividadcerebral de la ornitina descarboxilasa en respuesta al estrésque supone la separación maternal en el recién nacido (2).

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Contenido en poliaminas de los alimentosEn muchas situaciones, en las cuales se requiere un

crecimiento intensivo, los requerimientos de poliaminaspodrían ser grandes, siendo necesaria una alta ingesta depoliaminas en la dieta. Por tanto, es importante establecer losniveles de estos compuestos en los alimentos y susrequerimientos dietéticos, para así, poder definir dietasrestrictivas o ricas en poliaminas cuando se requiera.

Las poliaminas se encuentran en los alimentos en dosformas: libres y conjugadas. Mayoritariamente se encuentranconjugadas en alimentos de origen vegetal, principalmenteunidas a compuestos fenólicos, y pueden ser hidrolizadas conun ácido fuerte. Hasta ahora, en la mayoría de artículospublicados no se diferencia entre las diferentes formas de laspoliaminas (8, 24).

Durante el procesado de los alimentos se pueden darcambios en el contenido de las diferentes poliaminas. Así, elcontenido en poliaminas aumenta durante los procesosfermentativos o la maduración (24).

Se han observado cambios en las poliaminas durante elalmacenamiento de productos frescos a 5ºC. En ellos, aumentael contenido en putrescina durante este periodo de 3 a 8 veces,de forma paralela al aumento de los recuentos demicroorganismos aeróbicos; las otras poliaminas no cambiansignificativamente, aunque algunos autores citandisminuciones en los niveles de espermina a partir de los 36días de almacenamiento. En cuanto al tratamiento térmico nodebería variar el contenido en poliaminas, aunque se ha vistoque en el tostado del café se da una completa pérdida de laputrescina y la espermidina, y se observa una considerabledisminución del contenido en espermina (8), quizás no debidoal tratamiento térmico en sí, si no a que se vean favorecidasdeterminadas reacciones enzimáticas de degradación.

El contenido en poliaminas en los alimentos es muyvariado, siendo los alimentos con mayores niveles depoliaminas el germen de trigo, arroz integral, arroz salvaje,mango filipino, pimienta verde, calabaza japonesa, nueces,encurtidos fermentados y quesos, eperlano de charca, buccino,huevas de salmón saladas, anguila, la carne, granos de sojafermentados o no, champiñones, té verde y las naranjas (14).

Como se mencionó previamente, el contenido en lasdiferentes poliaminas varía de acuerdo al tipo de alimento; deforma general, en alimentos vegetales el contenido enespermidina es mayor que el de espermina. En alimentos deorigen animal la relación espermidina/espermina es lacontraria, siendo mayor la cantidad de espermina. (8). Lassetas contienen gran cantidad de espermidina, las naranjas máscantidad de putrescina y las hojas de té contienen de las trespoliaminas en gran cantidad. La carne roja contienemayoritariamente espermina. La leche y los huevos contienenproporcionalmente menos cantidades. La predominante en laleche es la espermidina mientras que los derivados como el

queso o provenientes de la fermentación microbiana contienenmayor cantidad de putrescina y espermidina. El vinagre yvarias clases de bebida alcohólicas contienen tambiéncantidades elevadas. El sake contiene bastante agmatina queproviene de la descarboxilación de la arginina que,seguramente, se produce en el proceso de fermentación porlas bacterias acidolácticas o reductoras del ácido nítrico (2).

Importancia dietética de las poliaminasComo se ha visto, las poliaminas son esenciales para el

metabolismo celular, el crecimiento y la renovación de tejidos.Este requerimiento, como es lógico, está incrementado entejidos con una alta tasa de crecimiento. Aunque las célulaspueden sintetizar poliaminas, la dieta parece ser una fuenteesencial, porque al igual que en el caso de ciertos aminoácidossemiesenciales, la capacidad de síntesis de las células o losórganos no es suficiente para satisfacer los requerimientostotales (3).

Con respecto a la ingesta de poliaminas, hay dos hechosque acontecen en nuestro país: hay pocos estudios decomposición de poliaminas en los alimentos y sólo se hanrealizado para quesos, carnes, embutidos y algunos vinosmediante técnicas de cuantificación por HPLC; y no hay datossobre su consumo poblacional (9). Se asume que la dietaoccidental suple cantidades del orden de cientos de nanomolesde poliaminas diarias. Así el aporte de poliaminas en el ReinoUnido se considera del orden de 388 nmol/día repartido delsiguiente modo: 57% de putrescina, 26% de espermidina y18% de espermina. (2).

Los requerimientos de poliaminas son altos en las etapasde crecimiento intenso, por lo que las cantidades suplidas enla dieta juegan un papel importante en la infancia yadolescencia. En los adultos sanos los requerimientos soninferiores ya que sólo se necesitan para el reemplazamientocelular o bien como mediadores de la respuesta hormonal ode factores de crecimiento (2,19).

Dietas deficientes en poliaminas producen en roedorespérdida de peso, infertilidad en hembras, pancreatitis ydeterioro del aprendizaje espacial; mientras que dietas ricasen poliaminas se correlacionan con la prevención de laaparición de alergias alimentarias, prevención de las úlcerasgástricas y estimulación de la maduración intestinal. Se handemostrado también los efectos antitumorales de losinhibidores de la síntesis de poliaminas (14).

El cálculo de los niveles de poliaminas en los alimentospodría facilitar el cálculo de la ingesta dietética, siendo esenciala la hora de diseñar dietas ricas o pobres en poliaminas.

Por otro lado, durante el envejecimiento se ha visto que lainducción hormonal y la actividad de la ornitina descarboxilasadisminuyen, disminuyendo la biosíntesis de poliaminas. Estadisminución se ha comprobado, no sólo en roedores sinotambién en suero y orina de humanos saludables (12). A causa

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de la disminución de la actividad de la ornitina descarboxilasase produce una disminución de la proliferación y del recambiotisular, por lo que el aporte exógeno de poliaminas podría tenerun papel importante en las últimas etapas de la vida (2).Estudios realizados con ratas ponen de manifiesto que ladisminución en la concentración de poliaminas con la edadno afecta a todos los órganos por igual. El nivel de poliaminasen útero, cerebro y páncreas se mantiene constante; disminuyeun poco en el intestino y disminuye significativamente en timo,bazo, ovarios, hígado, estómago, pulmón, riñón, corazón ymúsculo. El tejido en el que más disminuyen los niveles depoliaminas es el músculo, seguido de riñón, hígado, bazo ytimo. Por tanto, para mantener un nivel de poliaminas óptimoes importante ingerir una cantidad suficiente con la dieta,especialmente en personas mayores (14).

Dietas con un alto contenido en poliaminas pueden jugarun papel importante en la recuperación de la microflora y lamucosa intestinal, y la administración de espermina puedemejorar el tratamiento de los traumatismos (5). Como ya hemosseñalado antes, la espermidina y la espermina protegen deldaño estructural y funcional causado por los productos deglicosilación avanzada en muchas patologías. En experimentoscon ratas, unas reservas hepáticas bajas de espermidina yespermina impiden que se inicie el proceso de regeneracióntras una hepatoectomia parcial. Un incremento en la ingestadietética de poliaminas parece tener efectos favorables duranteel postoperatorio o durante la curación de heridas (8).

Organos como el tracto gastrointestinal, páncreas y bazo,los cuales tienen una alta tasa de renovación celular, sonespecialmente dependientes de las poliaminas de la dieta.Además, factores antinutritivos, factores que incrementan laactividad metabólica del estómago por dañar los tejidos(saponinas, taninos…), factores que mimetizan la acción delas hormonas o factores de crecimiento (algunas lectinas), ofactores que interfieren con la digestión (como los inhibidoresde las enzimas digestivas) van a incrementar la demanda depoliaminas (3).

Por otro lado, se ha visto que altas concentraciones depoliaminas en la dieta pueden incrementar la proliferación decélulas cancerosas en tumores ya existentes. En estos casos, lacombinación de tratamientos farmacológicos con α-difluorometil ornitina (un inhibidor de la ODC), neomicina ydietas con un bajo contenido en poliaminas podría ser crucialen la reducción del crecimiento tumoral (5). Por el contrario,recientemente ha sido demostrado el efecto antiproliferativode la agmatina en células tumorales. Esto no es debido a lainducción de necrosis celular o apoptosis, sino mediante lainhibición de la síntesis de poliaminas y el transporte por lainducción de la antizyma (11).

A pesar de los efectos beneficiosos de las poliaminaspresentes en la dieta es importante tener en cuenta que laspoliaminas son precursores potenciales de nitrosaminas,

compuestos con acción carcinogénica, al reaccionar connitritos; y que la putrescina puede potenciar los efectos tóxicosde las aminas biógenas porque interfiere con las enzimas quelas metabolizan, inhibiendo o compitiendo a nivel de lamonoamino oxidasa, diamino oxidasa e hidroximetiltransferasa (24, 25).

Poliaminas en la alimentación infantilDespués del periodo de vida intrauterino y por falta de

maduración, el recién nacido tiene ciertas funciones biológicasy digestivas limitadas que progresivamente irá desarrollando.

La maduración intestinal ocurre entre la lactancia y eldestete, sufriendo el epitelio intestinal de mamíferos cambioscomo: incremento en la producción de mucus, adaptacióninmunológica a nuevos agentes microbianos y nutritivos,adaptación digestiva a nuevos nutrientes, producción de lasenzimas necesarias para poder afrontar la alimentación adulta(26).

La naturaleza de las señales que regula la maduración delintestino delgado no es del todo conocida, pero se creecontrolada por factores: hormonales, de crecimiento ynutricionales (26).

Está demostrado que las poliaminas son factores demaduración para el intestino delgado y desempeñan funcionesrelacionadas con la diferenciación celular y la proliferación.

Varios estudios demuestran considerables variacionesindividuales en la concentración de poliaminas en la lechehumana (Tabla 1). Más allá de las variaciones interespecíficase individuales, han sido establecidos factores que influyensobre la concentración de poliaminas, como: factoresgenéticos, fase de la lactancia, duración de la lactación ycantidad de leche en la glándula mamaria, factoresambientales, estado nutricional y dieta ingerida (sobre todola ingesta de poliaminas), edad de la madre, origen étnico,ritmo circadiano de la secreción de poliaminas ycontaminaciones bacterianas entre otros (7, 17).

TABLA 1Contenido en poliaminas (en ppm) de la leche humana

Referencia Putrescina Espermidina Espermina

(19) 0,029 0,330 0,560(28) 0,113 1,030 1,340(20) 0,021 0,310 0,640

De todos estos factores, uno muy importante es la fase delactancia. Está comprobado que la leche humana y de ratacontiene más espermidina y espermina al final que al principiode la lactación, siendo estables los niveles de putrescina a lolargo de todo el periodo (26). Otros autores han observadoque la concentración de poliaminas en la leche humana

123PAPEL DE LAS POLIAMINAS EN LA ALIMENTACION. IMPORTANCIA DE LAS POLIAMINAS

aumenta durante las primeras semanas tras el parto, alcanzandoun máximo después de la primera o segunda semana ydeclinando progresivamente después (7).

Como ya hemos visto, debido a su alta tasa de proliferación,la mucosa intestinal tiene una alta demanda de poliaminas.Además, la maduración del intestino delgado es un procesosensible a la nutrición, siendo necesarios una transiciónconsecutiva de diferentes concentraciones de las distintaspoliaminas (y de otros factores de la leche) para la completamaduración. La administración oral de espermidina yespermina exógenas tiene como consecuencia una marcadaaceleración de la maduración y proliferación de la mucosa(7). Se ha visto que en ratas lactantes producen un incrementode todos los parámetros de crecimiento de la mucosa, inducenprematuramente un patrón adulto de las enzimas de la mucosa(lactasa, sacarasa, maltasa y aminopeptidasa) e incrementanla concentración de inmunoglobulinas en las vellosidades yen las criptas (18)

En la zona apical del enterocito, en las membranas de lasmicrovellosidades, aparecen muchas glicoproteínas que estánimplicadas en la digestión, el transporte, la detoxificación oen procesos infecciosos. La estructura de las cadenas deglicanos juega un papel importante a la hora de la integraciónde las proteínas en la membrana, pero el efecto de la estructuradel glicano sobre la actividad biológica de la proteína estotalmente desconocido. Se ha visto que en el intestino deratas lactantes se encuentra una forma activa de la enzimalactasa, mientras que en adultos aparece una forma inactivaen la membrana intracelular con un alto contenido en manosay mucosa. El tratamiento de ratas lactantes con tiroxina (factorhormonal que regula la maduración) induce la precoz apariciónde la forma inactiva fucosilada (26). La forma activa de lalactasa está sialilada mientras que la forma inactiva estáfucosilada. La estructura de la cadena de glicano tanto en lalactasa como en la sacarasa podría ser responsable de suintegración en la membrana apical del enterocito (27).

La espermidina y la espermina son factores de maduraciónpara muchas glicoproteínas de la membrana del borde encepillo, tanto en términos de glicosilación como de actividadenzimática. Por tanto, cambios postnatales en la fucosilaciónde glicoproteínas intestinales podrían ser, al menosparcialmente, consecuencia de un aumento en la ingesta depoliaminas (especialmente espermidina y espermina) duranteel periodo de destete (27). Aunque se desconoce en humanos,los cambios en la glicosilación de proteínas parecen sersimilares a los de roedores y cerdos, siendo particularmentemarcados los cambios en el periodo de destete, un periodoclave para la aparición de las funciones intestinales del adulto(26).

Debido a las variaciones paralelas entre el aumento en losniveles de espermidina y espermina y la galactosilación y lafucosilación de glicoproteínas, es necesario tener en cuenta el

papel de las poliaminas en el proceso de maduración intestinal.A parte de los probables efectos directos, las poliaminaspodrían también estimular indirectamente la secreción dehormonas o de otros efectores secundarios. Así, la actividadglicosiltransferasa en ratas lactantes es sensible a losglucocorticoides, y se ha sugerido que la espermina puedeafectar a la secreción de ACTH (hormona adrenocorticotropa)y corticosterona por la estimulación de la liberación dehormonas esteroideas o a través de mecanismos dependientesde citoquinas. La liberación de corticosteroides va a producirun aumento en la actividad fucosiltransferasa y en laincorporación de fucosa en las membranas de lamicrovellosidades, lo que va a aumentar la fucosilación deproteínas (26).

Aunque estos estudios se han llevado a cabo en roedores,el papel de las poliaminas de la leche humana en la maduraciónintestinal de bebés debe tenerse en cuenta, más aún cuandoen las fórmulas infantiles en polvo la concentración depoliaminas es aproximadamente 10 veces menor que en laleche humana (26), tal y como se muestra en la Tabla 2.

TABLA2Rango en el que oscila el contenido en poliaminas (en ppm)

de las formulas infantiles

Referencia Putrescina Espermidina Espermina

(19) 0-0,095 0-0,363 0-0,149(20) 0-0,027 0-0,091 0-0,164

Por otro lado se ha demostrado que la ingesta insuficientede poliaminas induce sensibilicación a los alérgenos de la dieta.La probabilidad de desarrollar una alergia puede alcanzar el80% si el contenido medio de espermina es inferior a 0,4 mg/l y prácticamente no existe si el contenido medio de esperminasupera los 2,6 mg/l. La espermina incrementa la proliferacióny la diferenciación de linfocitos aislados de niños (8), por loque sería muy importante tener estos datos en cuenta a la horade elaborar dichas fórmulas y asegurar una correctaalimentación durante la etapa de lactancia.

Se ha demostrado también, que la administración oral deespermina y espermidina en ratas prematuras aumenta lamaduración intestinal, con cambios en la expresión enzimáticay en los componentes secretados (como la IgA). El efecto esdependiente de la dosis y específico (ya que la administraciónde ornitina y arginina no tiene el mismo efecto). El problemaes que en estos estudios la dosis administrada era mucho mayorque la que las ratas ingieren por la leche materna. Aun así,asumiendo que los recién nacidos consumen unos 600-700ml de leche al día (unos 3,5 μmol de poliaminas), el contenidoen poliaminas podría, teóricamente, tener un efecto bioactivo(29). También se ha visto que la espermidina y la espermina

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presentes en la leche materna disminuyen la permeabilidadintestinal a macromoléculas y quizás sea este el mecanismopor el que reducen la frecuencia de alergias alimentarias enniños (18).

CONCLUSIONES

En vista de todo lo dicho anteriormente, sería recomendablehacer algún estudio con el fin de establecer cual es el rango enel que oscila el contenido en poliaminas en las fórmulasinfantiles a día de hoy, ya que los datos que están disponiblesen la bibliografía son de hace más de quince años, pudiendohaber cambiado desde entonces las técnicas de elaboración dedichas fórmulas y, por tanto, el contenido en poliaminas.

Aunque no se han establecido recomendaciones en cuantoal nivel de poliaminas en la alimentación infantil, es importanteconseguir que el aporte de poliaminas en las fórmulas infantilessea lo más parecido posible al de la leche materna, ya que,como hemos visto, se han demostrado tanto los beneficios quetiene un adecuado aporte como los inconvenientes que podríanderivar de su carencia.

En este sentido, y en relación a la variabilidad encontradaen cuanto al contenido en poliaminas de la leche materna, seríarecomendable hacer un estudio dentro de la poblaciónespañola, para poder comparar con los resultados que sí hansido publicados en otros países.

AGRADECIMIENTOS

A la Fundación Séneca, Agencia Regional de Ciencia yTecnología, por la beca concedida a Carlos Gómez Gallegopara la realización de la tesis doctoral en la que queda recogidala presente revisión bibliográfica.

REFERENCIAS

1. Morrys D and Harada JJ. The participation of polyamines inthe proliferation of bacterial and animal cells. Polyamines inBiomedical Research, Gaugas, J. M. (ed.), Wiley, New York,1988, p 1-16.

2. Farriol M, Segovia-Silvestre T, Venereo Y, Orta X. Importanciade las poliaminas: revisión de la literatura. Nutr Hosp 1999;14: 101-113.

3. Bardocz S. Polyamines in food and their consequences for foodquality and human health. Trends Food Sci Tech 1995; 6l, 341-346.

4. Reynoso Orozco R, Delgado Saucedo JL, Puebla Pérez AM,Calvo Méndez C, Arteaga Nieto P, Santerre A. Biología celulary molecular de las poliaminas: monografía de los conocimientosbásicos. Scientia-CUCBA 2005; 7 (2): 161-170.

5. Larqué E, Sabater-Molina M, and Zamora S. Biologicalsignificance of dietary polyamines. Nutrition 2007; 23, 87–95.

6. Wallace HM, Fraser AV and Hughes A. A perspective ofpolyamine metabolism. Biochem J 2003; 376, 1-14.

7. Löser C. Polyamines in human and animal milk. Br J Nut2000, 84, Suppl. 1, S55-S58.

8. Kalac P, Krausova P. A review of dietary polyamines:Formation, implications for growth and health and occurrencein foods. Food Chem 2005; 90:219–230.

9. Farriol M,Venereo Y, Orta X, Company C, Gómez P, DelgadoG, and Rodríguez R. Ingesta de antioxidantes y poliaminas enpacientes con quemaduras graves. Nutr Hosp 2004; 19: 300-304.

10. Dandrifosse G, Peulen O, El Khefif N, Deloyer P, DandrifosseAC. and Grandfils C. Are milk polyamines preventive agentsagainst food allergy. Proc Nutr Soc 2000; 59:81–6.

11. Moinard C, Cynober L, De Bandt JP. Polyamines: metabolismand implications in human diseases. Clinical Nut 2005; 24,184-197.

12. Gugliucci A. and Menini T. The polyamines spermine andspermidine protect proteins from structural and functionaldamage by AGE precursors: a new role for old molecules? LifeSci 2003;72/23:2603–2616.

13. Nishimura K, Murozumi K, Shirahata A, Park MH, KashiwagiK and Igarashi K. Independent roles of eIF5A and polyaminesin cell proliferation. Biochem J 2005; 385, 779-785.

14. Nishimura K, Shiina R, Kashiwagi K and Igarashi K. Decreasein polyamines with aging and their ingestion from food anddrink. J Biochem 2006; 139, 81-90.

15. Coffino P. Regulation of cellular polyamines by antizyme.Nature Reviews, Mol Cell Biol 2001; 2, 188- 194.

16. Casal S, Oliveira MBPP and Ferreira MA. Determination ofbiogenic amines in coffee by an optimized liquidchromatographic method. J Liq Chromatogr & Rel Technol2002; 25 (16), 2535- 2549.

17. Baró L, Jiménez J, Martínez-Férez A, Boza JJ. Bioactivecompounds derived from human milk. Ars Pharmaceutic 2001;42:1, 21-38.

18. Motyl T, Ptoszaj T, Wojtasik A, Kukulska W and PodgurniakM. Polyamines in cow’s and sow’s milk. Comp BiochemPhysiol. 1995; 111, 427-133.

19. Pollack PF, Koldousky O, Nishioka F. Polyamines in humanand rat milk and in infant formulas. Am J Clin Nutr 1992;56:371-375.

20. Buts JP, Dekeyser N, Deraedemaeker L, Collete E, Sokal EM.Polyamine profiles in human-milk, infant artificial formulas,and semielemental diets. J Ped Gast Nut 1995; 21 (1): 44-49.

21. Lavizzari T, Veciana-Nogues MT, Bover-Cid S, Marine-FontA, Vidal-Carou MC. Improved method for the determinationof biogenic amines and polyamines in vegetable products byion-pair high-performance liquid chromatography. JChromatogr 2006; 1129: 67–72.

22. Gaboriau F, Vaultier M, Moulinoux JP, Delcros JG.Antioxidative properties of natural polyamines anddimethylsilane analogues. Redox Rep 2005; 1: 9-18.

23. Bachrach U. Polyamines and cancer: Minireview article. AminoAcids 2004; 26; 307-309.

24. Novella-Rodríguez S, Veciana-Nogués MT, Izquierdo-PulidoM and Vidal Carou MC. Distribution of Biogenic Amines andPolyamines in Cheese. J Food Sci 2003; 68: 750-755.

25. Soufleros EH, Bouloumpasi E, Zotou A, Loukou Z.Determination of biogenic amines in Greek wines by HPLC

125PAPEL DE LAS POLIAMINAS EN LA ALIMENTACION. IMPORTANCIA DE LAS POLIAMINAS

and ultraviolet detection after dansylation and examination offactors affecting their presence and concentration. Food Chem2007; 101, 704–716.

26. Biol-N’garagba MC and Louisot P. Regulation of the intestinalglycoprotein glycosylation during postnatal development: roleof hormonal and nutritional factors. Biochimie 2003; 85, 331-352.

27. Biol-N’garagba MC, Greco S, George P, Hugueny I and LouisotP. Polyamine participation in the maturation of glycoproteinfucosylation, but not sialylation, in rat small intestine. Ped Res2002; 51, 625- 634.

28. Romain N, Dandrifosse G, Jeuselte F, Forget G. Polyamineconcentration in rat milk and food, human milk and infantformulae. Ped Res 1992; 32: 58-63.

29. Buts JP, De Keyser N, De Raedemaeker L. Saccharomycesboulardii enhances rat intestinal enzyme expression byendoluminal release of polyamines. Ped Res 1994; 36:522-527.

Recibido: 06-01-2008Aceptado: 15-04-2008