Clorofilas y carotenoides: del
screening a la bioactividad tisular
Antonio Pérez Gálvez y María Isabel Mínguez Mosquera
Grupo de Química y Bioquímica de Pigmentos
Instituto de la Grasa
TALLER CIENTÍFICO SOBRE ALIMENTOS
E INGREDIENTES FUNCIONALES Área de Ciencia y Tecnología de Alimentos
Clorofilas y carotenoides: del screening a la bioactividad tisular
 DEFINICIÓN DE COMPONENTES BIOACTIVOS
COMPONENTES BIOACTIVOS
Compuestos
fitoquímicos
Fitoquímicos
Lípidos bioactivos
Esteroles vegetales
Proteínas y péptidos bioactivos
Probióticos
Prebióticos
Minerales
Vitaminas
Compuestos producidos por plantas; el
término se asocia a aquellos compuestos
que pueden afectar a la salud, sin ser
nutrientes esenciales
Asociación positiva entre dieta rica en
alimentos vegetales y salud
 Cocktail complejo de compuestos bioactivos
 Evidencias limitadas del efecto en la salud
de un compuesto fitoquímico concreto

Ingredientes
funcionales
Ingredientes
nutricionales y
funcionales
COMPUESTOS FITOQUÍMICOS
COMPONENTE
BIOACTIVO
Suficiencia
fisiológica
Concentración
fisiológica
sub-óptima
Nivel de
ingesta
máximo
tolerable
Acción
extrafisiológica
(efecto positivo
en la salud)
Efecto
adverso
en la
salud
Incremento
en la ingesta
Carotenoides
Clorofilas
Curcuminoides
Fibra
Fitoestrógenos
Flavonoides
Isotiocianatos
Clorofilas y carotenoides: del screening a la bioactividad tisular
 SCREENING: CALIDAD DEL ALIMENTO
Co-antioxidante
Antagonismo
Alimento
natural
MEDIDA DE LA
ACTIVIDAD
ANTIOXIDANTE
PROCESADO
Compuestos
fitoquímicos
EFECTO EN
 Propiedades
organolépticas
 Estabilidad
 Valor comercial
 Seguridad
Matriz

MODIFICACIONES
 Desnaturalización
 Autoxidación lipídica
 Degradación
compuestos
minoritarios
 Procesos redox...
CALIDAD
Sinergia
ACTIVIDAD
ANTIOXIDANTE
Proceso de
transferencia de
hidrógeno
Proceso de
transferencia
electrónica
CAPACIDAD
ANTIOXIDANTE
DETERMINACIÓN
 Medida adaptable
 Fuente radicalaria
 Mecanismo y
punto final definidos
 R.R.R.
SALUD
Clorofilas y carotenoides: del screening a la bioactividad tisular
 SCREENING: BIOACTIVIDAD Y SALUD
CORRELACIÓN POSITIVA
 Descenso daño oxidativo
(lípidos, proteínas, ADN)
 Antioxidantes naturales y
seguridad
Proceso de
transferencia de
hidrógeno
CAPACIDAD
ANTIOXIDANTE
MECANISMO
ANTIOXIDANTE
HANDICAPS
 Experimentos in vitro/ ex vivo
 Mecanismos de acción
 Biodisponibilidad
 Modificaciones metabólicas
MECANISMO NO
ANTIOXIDANTE
SALUD
SEÑALIZACIÓN
CELULAR
Teoría
Antioxidante
Evidencias
epidemiológicas
Proceso de
transferencia
electrónica
ESTRÉS
ESTRÉS
OXIDATIVO OXIDATIVO
SUBTÓXICO
TÓXICO
ESTRÉS
REDUCTOR
Estudios de
intervención
ANTIOXIDANTES
EQUILIBRIO
REDOX
RADICALES
Clorofilas y carotenoides: del screening a la bioactividad tisular
 SCREENING: BIOACTIVIDAD Y SALUD
Características
químicas
Indicador
Efectos específicos en la
salud sin incluir funciones
nutricionales
Tipo A
Reducción
desarrollar
específicas
Tipo B
 Interacción de los componentes del
alimento con biomoléculas
Metabolismo y
función
Factor
del riesgo a
enfermedades
 Marcador
Beneficios para la salud
 Correlación conocida entre un
proceso y su incidencia en la salud
 Validez metodológica
Alimento
“Variable reflejo de
un fenómeno de
interés”
 Fitoquímicos = Bioactividad
Indicador
Factor
Fitoquímicos
MARCADORES
 Concentración en plasma
 Metabolitos ligados a la oxidación
Indicador
Factor
Clorofilas y carotenoides: del screening a la bioactividad tisular
 CLOROFILAS: SCREENING Y BIOACTIVIDAD
CORRELACIÓN POSITIVA
 Actividad antioxidante
 Inhibición de citotóxicos
 Activación enzimas fase II
HANDICAPS
Ingredientes
funcionales




Formas bioactivas/procesado
Clorofilina de cobre
Biodisponibilidad
Modificaciones metabólicas
Ingredientes
nutricionales y
funcionales
Estudios terapéuticos en la
disminución del riesgo a
desarrollar algunos tipos
de cáncer

 Estudios de experimentación
animal
 Mecanismo de formación de
complejos
 Determinación de aductos de ADN
 Estándares de clorofilas
(€)
 Efectos tóxicos (RIESGO)
 Necesidades
 Estudios de biodisponibilidad
 Marcadores/Rol terapéutico
 Mecanismo de acción
VALORACIÓN IN VITRO DE LA DISPONIBILIDAD Y
ABSORCIÓN DE CLOROFILAS Y CAROTENOIDES EN
FUNCIÓN DE SU ENTORNO
Clorofilas y carotenoides: del screening a la bioactividad tisular
 BIOACTIVIDAD TISULAR: CLOROFILAS
Neutralización del efecto
citotóxico del grupo hemo
en epitelio intestinal
 Asociación positiva
 Formación de complejos
 Ingesta simultánea
Es la clorofila natural la
que presenta el efecto
protector significativo y no
la clorofilina
Aflatoxinas e
hidrocarburos
aromáticos policíclicos
De Vogel et al. (2005) Journal of Nutrition 8, 1995 - 2000
Inducción de la actividad
de
enzimas
de
biotransformación fase II
 Asociación positiva
 Inducción quinonareductasa
 Capacidad de reacción con
grupos tiol
Es la clorofilina la que
presenta
un
efecto
protector superior a la
clorofila
Carcinógenos químicos,
no inhibición de la
biotransformación fase I
Faheny et al. (2005) Carcinogenesis 26, 1247 - 1255
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 CAROTENOIDES: SCREENING Y BIOACTIVIDAD
Carotenoides
licopeno
Provitamina A
OH
Función
HH
zeaxanteno
HO
OH
Acción
Asociación
b-caroteno
luteína
HO
O
OH
HO
O
Antioxidantes
Ingredientes
funcionales
Ingredientes
nutricionales y
funcionales
Potenciadores
del sistema
inmune
astaxanteno
 Transporte activo
 Modificadores de biodisponibilidad
Comunicación
intercelular
Estudios
terapéuticos
en
la
disminución
del
riesgo
a
desarrollar algunos tipos de cáncer
(licopeno y cáncer de próstata)
 Necesidades
 Metabolismo/Biotransformación
 Marcadores/Rol terapéutico
 Mecanismo de acción
Clorofilas y carotenoides: del screening a la bioactividad tisular
 BIOACTIVIDAD TISULAR: CAROTENOIDES
Procesos
bioquímicos del
S.D.A.
 Necesidades
 Metabolismo/Biotransformación
 Marcadores/Rol terapéutico
 Mecanismo de acción
 Marcador
 Validez biológica
 Validez metodológica
“Variable reflejo de un
fenómeno de interés”
1.- Actividad de OXIGENASAS
en el epitelio intestinal sobre
carotenoides
2. Estrés oxidativo en tejido
epitelial
y
procesos
degenerativos
Clorofilas y carotenoides: del screening a la bioactividad tisular
 BIOACTIVIDAD TISULAR: CAROTENOIDES
1.- Actividad de OXIGENASAS
en el epitelio intestinal sobre
carotenoides
LOXs
(I)
1
O
ROS
O O
(II)
O
O
(III)
ESQUEMA
RUTA
BOXIDATIVA:
Metabolismo
oxidativo de carotenoides en
epitelio intestinal mediado por
LOXs y COXs
(IV )
O
(V )
O
(V I)
Clorofilas y carotenoides: del screening a la bioactividad tisular
 BIOACTIVIDAD TISULAR: CAROTENOIDES
2. Estrés oxidativo en tejido
epitelial
y
procesos
degenerativos
EPITELIO
INTESTINAL:
Absorción de nutrientes y
primera barrera defensiva frente
a mutágenos, carcinógenos y
oxidantes (LOOH)
OXIDACIÓN
ENDÓGENA:
Metabolismo oxidativo de AGI,
mediado por LOXs y COXs,
implicado en la carcinogénesis
ROS
OXIDACIÓN EXÓGENA: Fuente
de ROS, iniciadores de procesos
degenerativos y promotores de
desórdenes en el sistema digestivo
Elevada ingesta en
grasas e incidencia
de cáncer de colon
LOXs
ROS
Retro alimentación. ROS
¿causa o consecuencia
del proceso degenerativo?
PROCESOS
INFLAMATORIOS
INTESTINALES
Tejidos con elevada
actividad de
OXIGENASAS
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 BIOACTIVIDAD TISULAR: CAROTENOIDES
BIODISPONIBILIDAD DE CAROTENOIDES ASOCIADA
AL TRANSPORTE DE COLESTEROL, ESTABILIDAD E
IMPLICACIONES EN PROCESOS OXIDATIVOS EN
EPITELIO INTESTINAL
 Condiciones de estrés
 Tipo de modificación estructural
 Marcadores inflamatorios
 Actividad oxigenasas
 Condiciones fisiológicas
Carotenoides
 Tipo de modificación estructural
 Marcadores inflamatorios
 Actividad oxigenasas
Modificación en
epitelio intestinal
Factores de
oxidación
Productos de
degradación
Bioactividad
DAÑO OXIDATIVO EN
EPITELIO INTESTINAL
Clorofilas y carotenoides: del screening a la bioactividad tisular
 BIOACTIVIDAD TISULAR: CAROTENOIDES
Estatus quo oxidativo
• marcadores
• actividad enzimática
• modificaciones
Estatus quo fisiológico
• marcadores
• actividad enzimática
• modificaciones
AUMENTO DEL DAÑO
OXIDATIVO:
ENFERMEDAD DE CHRON
 Características
 Producción de ROS
 Descenso de antioxidantes
 Recidivante
 Marcador
 Relación causal
 Evaluación clínica
 Estrategia quimiopreventiva
 Evaluación dieta antioxidantes
 Prevención brotes enfermedad
 Ventana de acción Inflamación/Cáncer
Clorofilas y carotenoides: del screening a la bioactividad tisular
 SINERGIA Y MULTIDISCIPLINARIEDAD
GRUPO DE QUÍMICA Y BIOQUÍMICA DE PIGMENTOS:
Antonio Pérez Gálvez; Juan Garrido Fernández; Manuel Jarén Galán
Elisabet Fernández García
GRUPO NUTRICIÓN CELULAR Y MOLECULAR:
Francisco J. García Muriana; Rocío Abia González
Beatriz Bermúdez Pulgarín; Sergio López Martín
SERVICIO de APARATO DIGESTIVO HHUU VIRGEN DEL ROCIO
José Manuel Herrera Justiniano; Eduardo Leo Carnerero
ANIMALARIO DE LA FACULTAD DE MEDICINA HU VIRGEN MACARENA
Itziar Benito Latasa
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