Estudio in vitro de la capacidad antiglicante y mecanismo de acción de subproductos agroalimentariosobtención de un extracto vegetal antiglicante y su evaluación en una matriz alimentaria y modelo celular

Resumen

La Reacción de Maillard es un complejo entramado de reacciones químicas que tiene lugar en los alimentos y que se inicia por la condensación entre un azúcar reductor o compuesto carbonilo reactivo y un resto amino de una proteína. Cuando la reacción se desarrolla en sistemas biológicos se denomina glicación. La formación y acumulación de los productos de glicación avanzada, AGEs, en el organismo ha cobrado especial relevancia debido a las evidencias que los relacionan con el proceso de envejecimiento, así como con el avance y complicaciones de enfermedades multifactoriales como la diabetes, Alzheimer y enfermedades cardiovasculares. Es por ello que la inhibición de la glicación proteica es un objetivo perseguido desde diferentes disciplinas científicas. En la actualidad, la investigación se ha reorientado hacia la búsqueda de compuestos de origen natural con actividad antiglicante dejando atrás los efectos secundarios de los primeros productos de síntesis. El objetivo general de la presente Tesis Doctoral fue identificar y valorizar un subproducto de la industria agroalimentaria con elevada capacidad antiglicante que pudiera ser propuesto como ingrediente alimentario y nutracéutico. En una primera etapa, se obtuvieron diferentes extractos medioambientalmente sostenibles, seguros y económicamente viables, a partir de subproductos agroalimentarios como semillas, cascarilla de café y alpechín. Los extractos hidrosolubles de semilla de granada, cascarilla de café y alpechín mostraron la mayor actividad antiglicante en condiciones fisiológicas simuladas. La actividad antiglicante fue, principalmente, atribuida a la capacidad antioxidante y a la capacidad de atrapamiento de compuestos dicarbonilos, que son potentes promotores de la glicación. El análisis antiglicante de sus compuestos fenólicos mayoritarios, ácido gálico, ácidos clorogénicos e hidroxitirosol, respectivamente, confirmó su papel en el efecto estudiado. Con la intención de obtener una visión más amplia y pormenorizada del mecanismo de acción antiglicante, la investigación se centró en el hidroxitirosol. El hidroxitirosol inhibió de manera eficaz la glicación en todas las etapas del proceso, reduciendo la formación de AGEs específicos como carboximetillisina, carboxietillisina y argipirimidina. A partir de la identificación de aductos de reacción se constató que el mecanismo de acción del hidroxitirosol fue mediado por el ácido 3,4 dihidroxifenilacético a través del atrapamiento de compuestos dicarbonilos por adición nucleofílica. Además, el hidroxitirosol también mostró una actividad de atrapamiento no solo frente compuestos dicarbonilos C2 y C3, sino también C6 demostrando en ensayos de reacción competitivos la mayor efectividad frente los C3. La investigación con compuestos fenólicos de estructura similar al hidroxitirosol confirmó que la presencia del grupo hidroxilo en posición 2 fue clave para que tuviera lugar el atrapamiento de compuestos dicarbonilos y la consecuente inhibición de la glicación. Con objeto de llevar este conocimiento hacia una aplicación práctica, se obtuvo un extracto a partir de hojas de olivo como fuente natural de hidroxitirosol. El extracto de hoja de olivo fue incorporado como ingrediente en un modelo de galleta y redujo la formación de AGEs como carboxietillisina y pentosidina. Además, la galleta formulada con hidroxitirosol fue eficaz en la reducción de hidroximetilfurfural, 3 deoxiglucosona, y de AGEs fluorescentes como pentosidina. Por otra parte, el extracto de hoja de olivo inhibió significativamente la carbonilación de proteínas en un modelo celular de estrés carbonílico inducido por metilglioxal, y concretamente la formación de argipirimidina. Los resultados con el extracto de hoja de olivo y con el hidroxitirosol, como principal principio activo, hacen de ellos buenos candidatos para ser propuestos como ingredientes y nutracéuticos con capacidad antiglicante.