Papel de aditivos alimentarios en la modulación de procesos degenerativos: estudios in vivo e in vitro
- Autores: Isabel Rocío Merinas Amo
- Directores de la Tesis: Ángeles Alonso Moraga (dir. tes.), María Tania Merinas Amo (codir. tes.)
- Lectura: En la Universidad de Córdoba (ESP) ( España ) en 2021
- Idioma: español
- Tribunal Calificador de la Tesis: Eva García Vázquez (presid.), Alberto Membrillo del Pozo (secret.), Rafael Font Villa (voc.)
- Programa de doctorado: Programa de Doctorado en Biociencias y Ciencias Agroalimentarias por la Universidad de Córdoba
- Materias:
- Enlaces
- Tesis en acceso abierto en: Helvia
- Resumen
1. introducción o motivación de la tesis La dieta, es uno de los agentes medioambientales más importantes que ejercen efectos sobre la salud y por tanto sobre el riesgo de adquirir enfermedades. En el presente trabajo hemos evaluado los efectos biológicos que distintos aditivos alimentarios ejercen en modelos animales y celulares, añadiendo un nuevo cuerpo de datos a la ciencia en este campo de la nutracéutica.
Los aditivos alimentarios se definen como “cualquier sustancia que habitualmente no es consumida como alimento, ni tampoco se usa como ingrediente básico en alimentos, tenga o no valor nutritivo, y cuya adición intencionada al alimento con fines tecnológicos (incluidos los organolépticos) en sus fases de fabricación, elaboración, preparación, tratamiento, envasado, empaquetado, transporte o almacenamiento, resulte o puede preverse razonablemente que resulte (directa o indirectamente) por sí o sus subproductos, en un componente del alimento o un elemento que afecte a sus características”. Esta definición no incluye “contaminantes” o sustancias añadidas al alimento para mantener o mejorar las cualidades nutricionales (Manual de Procedimiento del Codex Alimentario, 1989). Los aditivos se utilizan cada vez más en la industria alimentaria como resultado de las tecnologías de producción. Estos productos químicos no sólo aumentan la calidad y el atractivo sensorial del producto, sino que también aseguran el curso apropiado de los procesos tecnológicos y de almacenamiento (Friedrich & Kuchlewska, 2013).
Los aditivos se encuentran presentes en muchos tipos de alimentos que a menudo consumimos sin saber que están presentes, por lo que es muy importante estudiar las consecuencias biológicas del uso de aditivos alimentarios. Además, debido a la estrecha relación entre dieta y salud, y la creciente concienciación de la población sobre la mejora de la calidad de vida, se ha incrementado el número de estudios para determinar qué aditivos alimentarios pueden ser perjudiciales para la salud, induciendo, por ejemplo, hiperactividad infantil, urticaria, asma (Juhlin, Michaëlsson, & Zetterström, 1972) o rinitis (Vedanthan, Menon, Bell, & Bergin, 1977) o cuáles pueden ayudar a prevenir enfermedades (Mateo-Fernández, Merinas-Amo, Moreno-Millán, Alonso-Moraga, & Demyda-Peyrás, 2016). Por ello, es necesario realizar estudios en ensayos extrapolables que evalúen correctamente dicha relación (Willett, 1994). La FDA (Food and Drugs Administration) es la responsable de regular los aditivos alimentarios para asegurar su seguridad alimentaria.
Hoy en día, más de 2500 aditivos son añadidos de forma intencionada a los alimentos con el objetivo de mantener ciertas propiedades o de prolongar su vida útil. Ante la imposibilidad de estudiar, en un trabajo de tesis, toda la panoplia de aditivos alimentarios asequible hoy día, se ha seleccionado un grupo en el que se ha intentado que estuvieran presentes los más utilizados y los que de mayor impacto en la sociedad occidental; así como que estuvieran representados aditivos de una misma categoría creados de forma artificial o natural para comparar el potencial de cada uno. Los aditivos en estudios son: Ácido Carmínico, Ácido Cítrico, Azul Brillante FCF, BHA, BHT, Eritrosina, Glutamato Monosódico, Indigotina, Nitrato de Potasio, Nitrato de Sodio, Nitrito de Potasio, Nitrito de Sodio, Riboflavina y Tartracina.
2.contenido de la investigación Teniendo en cuenta la información disponible sobre los distintos aditivos alimentarios, nuestro objetivo principal es evaluar de modo transversal los efectos biológicos y nutricionales que los aditivos en estudio tienen en los procesos degenerativos relacionados con el tiempo, así como aportar un cuerpo de nuevos datos científicos. Para ello, se realizó un estudio integrador de la actividad biológica a nivel individual, celular y molecular basado en ensayos in vivo e in vitro utilizando dos sistemas modelo: Drosophila melanogaster, como eucariota superior holometábolo, y la línea celular tumoral humana HL-60.
Conociendo la importancia y el uso que los aditivos alimentarios tiene en nuestra alimentación, es necesario realizar ensayos en organismos modelos que muestren el posible efecto biológico que tendría en humanos. En la presente tesis usaremos un organismo modelo in vivo (Drosophila melanogaster) y un organismo modelo in vitro (células de leucemia humana HL-60) que presentan similitud con el humano.
Los ensayos in vivo usando el modelo Drosophila han permitido estudiar: - Toxicidad y antitoxicidad: se evalúa la seguridad y la capacidad protectora a nivel individual midiendo el porcentaje de individuos supervivientes con respecto a su control positivo o negativo cuando Drosophila es tratada con diferentes concentraciones de aditivos alimentarios de forma simple y/o combinados con una toxina oxidativa (H2O2).
- Genotoxicidad y antigenotoxicidad: evaluación de la seguridad genómica y el potencial protector a nivel cromosómico mediante el análisis de mutaciones somáticas y recombinaciones en células en expansión clonal de alas de Drosophila tratadas en su estado larvario con diferentes concentraciones de los aditivos alimentarios en estudio de forma simple o combinada con H2O2.
- Longevidad: evaluación de los efectos sobre la extensión y calidad de vida en poblaciones de Drosophila alimentadas durante toda su vida con los aditivos alimentarios a diferentes concentraciones.
Los ensayos in vitro usando el modelo celular promielocítico humano HL-60 nos permiten evaluar: - Citotoxicidad: capacidad de los aditivos alimentarios para inhibir el crecimiento tumoral a diferentes concentraciones.
- Daño en el ADN: potencial clastogénico de los aditivos alimentarios para inducir fragmentación proapoptótica del ADN y/o daño en el ADN a nivel de células tumorales individuales induciéndoles cometas.
- Estado de metilación: capacidad de los aditivos alimentarios de modular el epigenoma de células tumorales mediante el estudio de los patrones de estado de metilación de amplias secuencias genómicas (secuencias repetitivas Alu, LINE y Satélite).
3.conclusión En base a los resultados obtenidos en los distintos ensayos in vivo e in vitro sobre la seguridad, potencial nutracéutico y potencial quimiopreventivo de nuestros aditivos, las conclusiones más destacables para la IDA de los aditivos estudiados en la presente tesis quedan reflejadas a continuación: 1.- Los aditivos alimentarios tienen un carácter seguro. Ninguno de los aditivos ensayados alcanza la DL50, ni tampoco induce mutaciones genéticas cuando Drosophila melanogaster es alimentada a distintas concentraciones.
2.- Cuatro de los aditivos mostraron capacidad protectora frente a un agente tóxico (Nitrato de Sodio, Tartrazina, Indigotina y Glutamato); cuatro mostraron resultados perjudiciales (Eritrosina, Azul Brillante FCF, Nitrito de Potasio y Nitrito de Sodio), el resto no mostraron efectos significativos, tanto a nivel de individuo como genómico.
3.- La mayoría de los aditivos mostraron un potencial nutracéutico bien significativamente positivo (Tartrazina, Azul Brillante FCF, Glutamato, Ácido Cítrico y Nitrato de Sodio) o bien neutro sobre la expansión de vida de Drosophila, siendo solo tres de ellos (Ácido Carmínico, Eritrosina y BHA) los que acortaron significativamente la longevidad .
4.- Tan solo resultó tener potencial quimiopreventivo uno de los compuestos estudiados (Nitrato de Potasio); el resto de aditivos indujo crecimiento celular y no fue capaz de ejercer daño genómico en las células de leucemia humana HL-60 tratadas.
De forma general, podemos destacar el escaso potencial nutracéutico y el casi nulo potencial quimiopreventivo que los aditivos ensayados muestran, para las concentraciones IDA extrapolables establecidas, en nuestros ensayos in vivo e in vitro. Por todo lo anterior comentado, además de hacer un uso y consumo responsable de alimentos que contengan dichos compuestos, y continuar con las evaluaciones periódicas por los diferentes comités alimentarios, también se necesitan más estudios que nos permitan dilucidar las actividades biológicas y el potencial nutracéutico de los aditivos alimentarios estudiados con mayor claridad.
4. bibliografía - Manual de Procedimiento del Codex Alimentarius (1989). Comisión del Codex Alimentarius: FAO-OMS. - Friedrich, M., & Kuchlewska, M. (2013). Assessing the effect, on animal model, of mixture of food additives, on the water balance. Acta Scientiarum Polonorum Technologia Alimentaria, 12(1), 81-90. - Juhlin, L., Michaëlsson, G., & Zetterström, O. (1972). Urticaria and asthma induced by food-and-drug additives in patients with aspirin hypersensitivity. Journal of Allergy and Clinical Immunology, 50(2), 92-98. - Vedanthan, P. K., Menon, M. M., Bell, T. D., & Bergin, D. (1977). Aspirin and tartrazine oral challenge: incidence of adverse response in chronic childhood asthma. Journal of Allergy and Clinical Immunology, 60(1), 8-13.
- Mateo-Fernández, M., Merinas-Amo, T., Moreno-Millán, M., Alonso-Moraga, Á., & Demyda-Peyrás, S. (2016). In vivo and in vitro genotoxic and epigenetic effects of two types of cola beverages and caffeine: A multiassay approach. BioMed research international, 2016. - Willett, W. C. (1994). Diet and health: what should we eat? Science, 264(5158), 532-537.
