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NUEVOS CONSTITUYENTES DE ALIMENTOS ESENCIALES PARA LA SALUD :
INVESTIGACION Y DESARROLLO DE PRODUCTOS
F. Saura Calixto, Dpto Metabolismo y Nutrición (ICTAN-CSIC) Madrid [email protected]
Residencia de Estudiantes, CSIC
Madrid, 5 noviembre 2014
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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".
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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
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• 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?
?
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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
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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
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• 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
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Diciembre, 2013
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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
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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
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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
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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)
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SISTEMA DE
DEFENSA
ANTIOXIDANTE
PRODUCCIÓN DE
RADICALES
LIBRES
ESTRÉS OXIDATIVO
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DESARROLLO DE NUEVOS PRODUCTOS
15 patentes licenciadas a empresas, en explotación
con productos en el mercado
(contratos investigación, apoyo tecnológico y prestación de servicios)
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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
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¿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
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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)
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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
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I.Antioxidantes
II. Macroantioxidantes
LOS MACROANTIOXIDANTES SON COMPUESTOS BIOLOGICAMENTE ACTIVOS Y
SON CUANTITATIVAMENTE IMPORTANTES
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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
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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
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PATENTE
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PATENTE
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PRÓXIMOS PRODUCTOS CON MACROANTIOXIDANTES
Zumos y smoothies Yogures
Reestructurados
de pescado Cosméticos
de lujo
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• 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
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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
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ANTIOXIDANTES
(polifenoles,
carotenoides,
vitaminas)
FIBRA Y FIBRA
SOLUBLE
OTROS ( potasio,
agua, etc)
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ANTIOXIDANTES
polifenoles (taninos,
antocianos, resveratrol…)
Etanol
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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
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Ácido oleico
Antioxidantes (Vitamina E, polifenoles)
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Omega-3
Vitaminas D y B12
Selenio
Proteína
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Hidratos de carbono de digestión lenta
Fibra
Proteína
Minerales
Antioxidantes
Fitoesteroles
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¿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)
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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.
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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)
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DIETA SALUDABLE
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¿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
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