Dado que el concepto de nanotecnología se está expandiendo rápidamente, especialmente en países de alto desarrollo tecnológico, es de esperar que en un muy corto plazo los elaboradores de nanoalimentos funcionales presenten al mercado una importante oferta de nuevos productos y envases diseñados en base a esta tecnología. Por ejemplo, hoy en día, facilitaría el potencial desarrollo de productos con niveles regulares de grasa entre un 25% y un 35%, rediseñándolos con contenidos menores a 1%, y manteniendo sus características de textura y palatabilidad. Norberto Barciela (*)
(*) Ingeniero Químico. Director Ejecutivo de Ideas-id.com.
Sin necesariamente tener que hacer referencia a su orden de importancia, es posible definir al menos dos funciones básicas de un alimento: hedónica y fisiológica.
Desde un punto de vista hedónico, la función del alimento es la de satisfacer las expectativas relacionadas con los atributos sensoriales del mismo a través de la percepción de sus sabores, aromas, colores y texturas, complementada con la ingesta apropiada que permite saciar el apetito generado por el consumo de energía, producto tanto de la actividad física como mental.
Desde lo fisiológico, la principal función consiste en aportar en calidad y cantidad los macro y micronutrientes necesarios para cubrir los requerimientos nutricionales responsables de la salud y bienestar de los individuos. En este sentido, existen cada vez más pruebas científicas que apoyan la hipótesis de que ciertos alimentos, así como algunos de sus componentes, tienen efectos físicos y psicológicos beneficiosos, gracias al aporte de nutrientes básicos.
A medida que la ciencia de la nutrición evoluciona de la propuesta de “nutrición adecuada” a la de “nutrición óptima”, los investigadores y tecnólogos han pasado a centrarse más en la identificación de componentes biológicamente activos en los alimentos, que ofrezcan la posibilidad de mejorar las condiciones físicas y mentales, así como de reducir el riesgo a contraer enfermedades.
Se ha descubierto que muchos productos alimenticios tradicionales, como las frutas, las verduras, la soja, los granos enteros y la leche, contienen componentes que pueden resultar beneficiosos para la salud; a lo que se agrega el desarrollo de nuevos alimentos que añaden o amplían estos componentes beneficiosos por las ventajas que suponen para la salud y sus convenientes efectos psicológicos.
Todo ello dentro de un grupo de alimentos que ha dado en denominarse “funcionales” y que, consumidos como parte de una dieta normal, aportan nutrientes específicos que, en muchos casos, actúan a nivel de las rutas del metabolismo básico del organismo humano.
Esto hace especialmente necesario que, sumado a sus propiedades “funcionales” per se, estos nutrientes específicos deban poseer atributos de estabilidad fisicoquímica y biodisponibilidad, de manera que aseguren su absorción, aún biológicamente activos en el punto donde deben ser partícipes de las reacciones metabólicas correspondientes.
Es desde este requerimiento donde es posible observar la sinergia existente entre Alimentos Funcionales y Nanotecnología, que da nacimiento al innovador concepto de “Nanoalimentos Funcionales o Interactivos”.
¿Cómo surge el concepto de “nanotecnología”?
A partir de que el físico Richard Feyman, durante una conferencia de la American Physical Society llevada a cabo en el año 1959, hace referencia al inicio de una era en la que átomos individuales y moléculas podrían ser utilizados para crear estructuras complejas a muy pequeña escala, surge el concepto de “Nanotecnología”.
Hoy, la nanotecnología se caracteriza por el desarrollo de nuevos productos y procesos que utilizan materia cuyo tamaño varía aproximadamente de 0,1 a 100 nanómetros. Dado que un nanómetro (nm) es la millonésima parte de un milímetro, verdaderamente se trata de la “ciencia de lo diminuto”. Para darnos una idea en términos comparativos, el diámetro de un átomo es aproximadamente una décima parte de un nanómetro. Una molécula de agua tiene un diámetro de casi 0,3 nm, una molécula de ADN mide alrededor de 2,5 nm de ancho y el espesor de un cabello humano es de unos 80.000 nm.
La nanotecnología explota el hecho de que, a nanoescala, las propiedades de un material pueden diferir sustancialmente de las que ese mismo material posee a mayor escala. Entre otras aplicaciones, en farmacopea se han desarrollado productos por nanoencapsulación, la que consiste en la inclusión de ingredientes activos como vitaminas y/o enzimas, en nanocápsulas biodegradables, que liberan su contenido al contacto con determinadas células o jugos/secreciones orgánicas.
De igual forma que ha revolucionado el mundo de la medicina y la agricultura, la nanotecnología ya ha comenzado a incorporarse como una tecnología emergente en el mundo de los alimentos, desarrollando el concepto de “nanoalimentos”.
El microscopio electrónico, y más recientemente el desarrollo de herramientas tales como microscopios de sonda, han proporcionado oportunidades sin precedentes para comprender la estructura heterogénea de alimentos en los subniveles de su estructura molecular. Esto ha proporcionado nuevas soluciones a problemas previamente intratables en la ciencia y tecnología de los alimentos, ofreciendo nuevos enfoques para la selección racional de las materias primas o el tratamiento de esos materiales para mejorar la calidad de los productos alimenticios.
Esta capacidad de utilizar la nanociencia para mejorar la calidad de los materiales a través de la comprensión y el perfeccionamiento de sus estructuras a nanoescala, es un ejemplo de una forma de la nanotecnología que se ha llamado nanotecnología incremental. Mientras que, cuando la reducción en el tamaño de las estructuras es acompañada por cambios en las propiedades que brindan soluciones radicalmente nuevas a nivel de innovación y desarrollo de nuevas oportunidades de mercado, las mismas se consideran ejemplos de nanotecnología evolutiva.
Nanotecnología aplicada al diseño de alimentos
El potencial impacto de la nanotecnología aplicada al diseño de alimentos no es ajeno a los gobiernos de los principales países desarrollados, quienes, en lo que va de la década, han incrementado sustancialmente la inversión en investigación y desarrollo en el área de nanoalimentos.
En estos mismos niveles de inversión en investigación y desarrollo por parte de sus organizaciones gubernamentales, se encuentran países como Japón y los principales miembros de comunidades como la Unión Europea, entre ellos Inglaterra y Alemania.
Hoy en día, la aplicación de esta novel tecnología facilitaría el potencial desarrollo de productos con niveles regulares de grasa entre un 25% y un 35%, rediseñándolos con contenidos menores a 1%, y manteniendo sus características de textura y palatabilidad al nivel de aceptación del producto regular. Sería factible elaborar hamburguesas que pudieran reducir el colesterol o modificarlas de acuerdo al gusto o requerimientos nutricionales de su consumidor, además de envasarlas en empaques que, por su composición “inteligente”, detecten e inactiven microorganismos deteriorativos que puedan haber contaminando el producto, evitando sus efectos o alertando sobre su presencia. A partir de ello, algunos definen a esta tecnología como la reestructuración de los alimentos a nivel atómico o molecular, generando nanopartículas de ingredientes y componentes activos, con el objetivo de mejorar la seguridad alimentaria y optimizar las propiedades nutritivas, además de mejorar aspectos organolépticos característicos.
En la actualidad, las compañías productoras de alimentos más importantes del mundo tienen establecidas, a nivel de horizonte I y II, plataformas de innovación relacionadas con el desarrollo de procesos y obtención de nuevos ingredientes para aplicar al diseño y elaboración de nanoalimentos funcionales.
Los nanoingredientes utilizados en estas aplicaciones incluyen nanopartículas de hierro o zinc, nanocápsulas que contienen coenzima Q10 u Omega 3 y nanoaditivos estabilizantes. Se cuenta también con nanopartículas de carotenoides solubles en agua con mejora de su biodisponibilidad en jugos de frutas asépticos, y licopenos sintéticos aprobados como GRAS. Actualmente se estima que existe en el mercado internacional una oferta de nanoalimentos cercana a 600 productos y alrededor de 400 a 500 diferentes aplicaciones de nanotecnología en envases. Es posible encontrar aplicaciones del concepto de nanoalimentos funcionales en productos elaborados en base a aceite de canola, panificación, aditivos y suplementos alimentarios, margarinas y jugos envasados.
Por ejemplo, en Israel, se ha desarrollado un aceite de canola que contienen nanogotas (micelas) con vitaminas, minerales y fitoquímicos como antioxidantes.
Otro ejemplo puede ser visto en Australia, donde una compañía de panificación ha diseñado nanocápsulas que contienen aceite de pescado con alto contenido de Omega 3. Éstas se incorporan a sus productos de tal modo que, ingeridos, no se libera el aceite hasta tanto el producto llega al estómago, eliminando la percepción negativa de los sabores característicos de los aceites de pescado durante el consumo de los panes.
Nanopartículas con inclusión de antioxidantes son elaboradas por proceso de encapsulación y adicionadas a diferentes productos, logrando de este modo evitar su inactivación a nivel del estómago y primer tramo del tracto gastrointestinal, con lo cual se incorporan al torrente sanguíneo hasta en concentraciones superiores al 70%, aumentando de este modo la eficacia de su función a nivel celular.
Tecnología, regulación y comunicación
Dado que el concepto de nanotecnología se está expandiendo rápidamente, especialmente en países de alto desarrollo tecnológico, es de esperar que en un muy corto lapso de tiempo los elaboradores de nanoalimentos funcionales presenten al mercado una importante oferta de nuevos productos y envases diseñados en base a esta tecnología.
En principio, el foco de los desarrollos se orienta a la obtención de nanoingredientes con mejores propiedades en términos de absorción y biodisponibilidad, que incluyen vitaminas, minerales, ácidos grasos esenciales y otros nutrientes y nutracéuticos, que a la luz de la existencia de las ingestas diarias recomendadas, significaría la posibilidad de optimizar su contenido en la composición de los nanoalimentos en los que estén presentes.
Esto hace que estos mismos productores y comercializadores se encuentren frente a una serie de desafíos que son clave de éxito o fracaso en el desarrollo e introducción al mercado de estos novedosos productos, y que incluyen factores relacionados con tecnología, regulación y comunicación.
Teniendo en cuenta que las proteínas en los alimentos son a menudo estructuras globulares de entre 1 y 10 nm de tamaño, y que la mayoría de los polisacáridos y lípidos son estructuras lineales del orden de nanómetros, es posible pensar en cientos de posibles aplicaciones de la nanotecnología alimentaria. Comprender la naturaleza de las nanoestructuras en los alimentos permitirá una mejor selección de materias primas y de una mayor calidad de los alimentos a través de la transformación. Técnicas como la microscopía electrónica y los nuevos microscopios de sonda, tales como la microscopía de fuerza atómica (AFM), han empezado a revelar la naturaleza de estas estructuras, lo que permitirá la selección racional, modificación y transformación de ellas como ingredientes funcionales más eficientes.
Yendo a los aspectos relacionados con regulación alimentaria, la evolución en el ámbito de la alimentación hacia el concepto de “alimentación óptima”, y la más creciente perspectiva de la utilización de productos de la nanotecnología en esta área genera grandes debates.
Es por ello que, sin lugar a duda, a la capacidad técnica de las empresas productoras y comercializadoras, así como a la de los grupos de investigación y desarrollo, debe agregarse la capacidad de incorporar desde las etapas tempranas del proyecto, a los expertos en regulación alimentaria. De este modo, se conocen con suficiente anticipación los requerimientos legales correspondientes para la elaboración y comercialización de nuevos productos basados en el uso de nanotecnología, como así también se puede promover la participación de sus expertos, en los foros de análisis y discusión de las normas y legislaciones actuales y futuras, incorporando a estas regulaciones con suficiente antelación los avances logrados por la ciencia.
Por ejemplo, en el Reino Unido, la Royal Society y la Real Academia de Ingeniería presentaron un informe sobre nanotecnología. Ellos identificaron una falta de conocimiento sobre la bioacumulación y toxicidad de las nanopartículas. Con base en esto se sugiere cautela en el uso de nanoelementos en los productos hasta que haya más información disponible sobre su seguridad.
Aunque las autoridades de reglamentación promueven las políticas de ser cautos en la utilización de la nanotecnología, anticipan que la mayoría de sus aplicaciones en alimentos son consideradas para su aprobación como seguras y beneficiosas para el consumidor. En general, se sugiere que hay una necesidad de evaluar los nuevos productos, caso por caso, y examinar cualquier requerimiento de modificación de los reglamentos. Su razonamiento es que no pueden prohibir un producto de nanotecnología a menos que hubiera alguna evidencia de que el producto es realmente nocivo para la salud del consumidor.
Es por ello, que a pesar de que la nanotecnología promete mucho de cara al futuro, es natural que, como en el caso de toda tecnología incipiente, los consumidores se preocupen por sus posibles riesgos para la salud humana y el medio ambiente.
Estudios realizados en el mercado estadounidense durante el año 2007, muestran que en la actualidad el nivel de conocimiento sobre nanotecnología por parte de los consumidores en general es bajo, y más específicamente su aplicación en el área de nanoalimentos. Esto hace que la correcta comunicación hacia los consumidores respecto del rol de los alimentos funcionales o interactivos en la alimentación, y de los beneficios asociados a su consumo, sea un claro desafío.
Es muy importante tener en cuenta el hecho de que estudios con consumidores realizados recientemente muestran una tendencia en aumento de la desconfianza de los mismos, especialmente sobre la veracidad de las propiedades y beneficios declarados en las etiquetas de los nuevos productos. Desde un punto de vista del mercado, esto es una variable fuerte en la toma de decisión de compra por parte de los potenciales consumidores.
La opinión de la gente tiende a ser vital para la exitosa aplicación de la nanotecnología en la industria alimentaria. Teniendo en cuenta las lecciones del debate global sobre el uso y aplicación de organismos genéticamente modificados, es importante que, tanto beneficios como riesgos de la nanotecnología, se discutan abiertamente, considerando en ello la cuestión del etiquetado. En particular, el uso del término “nano” o términos relacionados, como parte de la marca de un producto es en la actualidad una cuestión que no está claramente definida. Sería útil si los organismos de regulación alimentaria proporcionaran directrices de cómo hacer uso de los términos correctos y armonizados desde el inicio. Por ejemplo, cuando el término “nano” se utiliza debería ser importante definir en la etiqueta cómo la nanotecnología ha sido utilizada en el desarrollo del producto, y por qué este proceso mejora la calidad del mismo.
En general, ha aumentado considerablemente el interés de los consumidores por conocer la relación que existe entre la dieta y la salud. Sin embargo, consultados sobre los riesgos y/o beneficios asociados al consumo de nanoalimentos, su nivel de conocimiento está muy por debajo de los valores de otros tipos de alimentos, lo que da también la oportunidad de planear adecuadamente su comunicación.
Un enfoque desigual por parte de las diferentes organizaciones gubernamentales respecto de la definición de nanoalimentos, así como de su rotulación y etiquetado, podría ser percibido por los consumidores como una laguna que permitiría introducir al mercado productos sin los adecuados protocolos y pruebas para su aprobación. Dada la ambigüedad de la situación de la utilización de nanopartículas de alimentos, ingredientes o aditivos autorizados en los alimentos o materiales en contacto con los mismos, las autoridades responsables de la regulación deben hacer recomendaciones claras sobre su uso y consumo.
Finalmente, es probable que la mayoría de los aspectos de la nanotecnología incremental, que permiten mejorar la calidad del producto y la elección de mejores ingredientes, se perciban como cambios progresivos en la tecnología estándar. No obstante hay algunas cuestiones, en particular las relacionadas con el uso accidental o deliberado de las nanopartículas en los alimentos o materiales en contacto con los ellos, que pueden provocar la preocupación de los consumidores.
Es particularmente importante garantizar que los consumidores puedan tener las herramientas necesarias para acompañar la toma de decisión en la compra de los productos diseñados en base al uso de la nanotecnología, disponiendo en tiempo y forma de la información para evaluar los beneficios y propiedades declaradas en sus etiquetas.
Publication: Revistas Énfasis - Alimentación Latinoamérica
Provider: Revistas Énfasis
February 22, 2010
lunes, 22 de febrero de 2010
Alimentos Funcionales: ¿Cómo validar sus efectos saludables?
No basta con efectuar un solo tipo de ensayos para validar los efectos beneficiosos del consumo de alimentos funcionales, sino una batería de ensayos en diferentes escalas (in vitro, in vivo, clínicos) que den resultados consistentes entre sí. Una vez que se dispone de suficiente evidencia científica validada, las autoridades sanitarias de los diferentes países establecen las alegaciones de salud que permiten comercializar estos productos. PROF. MARIANE LUTZ(*)
(*)Directora CIDAF (Centro de Investigación y Desarrollo de Alimentos Funcionales). Profesora Titular de Nutrición y Alimentos, Facultad de Farmacia, Universidad de Valparaíso. Jefe Unidad de Certificación CREAS, Valparaíso, Chile.
Los alimentos funcionales (AF) constituyen una estrategia innovadora para promover la salud de las personas, en un marco de estilos de vida más saludables que mejoren su calidad de vida. Aún cuando no se cuenta con una definición universal del término, hay consenso en que los AF deben formar parte de la dieta habitual e ingerirse tal como cualquier otro alimento. En este sentido, los AF se diferencian de aquellos productos que se expenden en formas farmacéuticas, tales como cápsulas, comprimidos, polvos de extractos u otros que no constituyen alimentos y que en general se denominan “productos nutracéuticos”. Una definición aceptada en diversas comunidades indica que los AF son “aquellos que tienen uno o más componentes que satisfactoriamente demuestran que afectan beneficiosamente una o más funciones determinadas del organismo, además de sus efectos nutricionales fundamentales, de manera que sean relevantes tanto para mejorar el estado de salud y bienestar y/o la reducción del riesgo de alguna enfermedad“.
El efecto beneficioso del consumo de AF se fundamenta en la presencia de compuestos bioactivos que actúan más allá del valor nutricional del alimento. Los AF deben ser alimentos y demostrar sus efectos en cantidades que normalmente se consumen en la dieta, lo que los diferencia de cualquier alimento que por sus características nutricionales es saludable. Los elementos bioactivos presentes en los AF permiten que una ingesta dietética normal ocasione el beneficio esperado, generalmente (aunque no siempre) asociado a la disminución de factores de riesgo de enfermedades crónicas tales como las cardiovasculares, cáncer, diabetes, hipertensión, neurodegeneración, entre otras. Los compuestos bioactivos son múltiples y poseen una enorme variedad de estructuras químicas y propiedades, lo que dificulta su identificación y caracterización física y química en una matriz compleja como son los productos naturales desde donde se los obtiene, generalmente frutas, verduras o especias. Un gran desafío en el desarrollo de AF es aislar los compuestos bioactivos para utilizarlos como ingredientes funcionales, ya que su contenido en el vegetal donde se encuentran en forma natural es altamente dependiente de factores propios (especie, variedad, madurez) y ambientales (suelo, clima, radiación solar, humedad). Al obtenerlos, resulta imprescindible protegerlos del daño, para que mantengan sus propiedades beneficiosas durante el procesamiento de los alimentos, su almacenamiento y la preparación culinaria, todo lo cual debe evaluarse bajo estrictos estándares de ensayos de estabilidad. Así, podría garantizarse que el AF que llega finalmente a la mesa del consumidor, por el cual está pagando un valor adicional, realmente está aportando un valor agregado saludable. Sin embargo, el camino saludable del AF recién comienza cuando el consumidor lo ingiere. Es en este momento en que se desencadena toda la serie de procesos fisiológicos relacionados con la capacidad del sujeto de digerir, absorber y metabolizar los compuestos bioactivos, o dar inicio a procesos de fermentación en el intestino, así como distribuir entre los tejidos y órganos aquellos componentes que sean realmente “BIO-activos”, es decir, que ejerzan un efecto significativo dentro del organismo.
Herramientas para verificar los efectos beneficiosos saludables de los AF
Uno de los problemas centrales en el desarrollo de los AF es la demostración de la acción beneficiosa de su consumo. Con este propósito, es necesario realizar estudios a distintos niveles, que abarcan desde ensayos de laboratorio (in vitro), como por ejemplo aquellos que utilizan modelos de células en cultivo o la determinación de la capacidad antioxidante del AF o sus ingredientes, para luego pasar a ensayos en animales de laboratorio sometidos a una alimentación que contiene los compuestos cuyo efecto se desea evaluar (ensayos in vivo).
En la última fase de esta escala de ensayos aparecen las pruebas que se realizan en las personas que ingieren los compuestos bioactivos o el AF ya diseñado, de forma que sea posible verificar si los procesos de absorción, metabolismo, distribución y excreción se realizan adecuadamente. Los ensayos de tipo clínico tienen diversos grados de complejidad, y su diseño depende de los objetivos con los cuales se realizan. Así, se cuenta con diseños de estudios clínicos controlados para verificar la acción de los diferentes compuestos bioactivos presentes en el AF. Es frecuente recurrir a estudios de intervención basados en la puesta en evidencia de los efectos ejercidos por los compuestos en estudio en los sujetos que los consumen, comparando los resultados con lo que sucede en un grupo control que no ingiere los componentes bioactivos de prueba (también referido como grupo placebo). Entre los indicadores de efecto o biomarcadores más comúnmente aplicados a la evaluación de bioactividad destacan las mediciones de:
· Niveles plasmáticos / tisulares de compuestos bioactivos o sus metabolitos.
· Niveles excretados (orina) de compuestos bioactivos o sus metabolitos.
· Efectos en tejidos / órganos / sistemas.
· Efectos en función bioquímica / fisiológica.
· Niveles de marcadores de riesgo.
· Niveles de marcadores de patología.
Un ensayo crítico lo constituye el de la evaluación de la biodisponibilidad de los compuestos que ejercen el efecto bioactivo, la que debe ser adecuada, ya que pone en evidencia que los componentes funcionales son capaces de alcanzar los tejidos donde van a ejercer los efectos deseados. La biodisponibilidad refleja en gran medida la capacidad de absorción intestinal de los compuestos bioactivos, por lo que es uno de los aspectos más relevantes a estudiar. En el caso de los fitoquímicos, es posible generalizar que su absorción intestinal es baja. Por ejemplo, los polifenoles constituyen un gran grupo de compuestos que poseen carácter antioxidante, en general presentan absorciones menores que el 5%. Sin embargo, su ingestión ejerce efectos saludables reconocidos a diversos niveles, actuando como antiinflamatorios, anticancerígenos, reductores de riesgo cardiovascular, protectores de la neurodegeneración, entre otros. Esta situación pone en evidencia que los efectos que los compuestos bioactivos ejercen no necesariamente ocurren a niveles de concentraciones importantes, sino que hay efectos sutiles generados a través de señalización celular y mecanismos epigenéticos que afectan la expresión de genes que participan en múltiples procesos metabólicos, tal como la nutrigenómica está poniendo cada día más en evidencia.
Selección de biomarcadores: un tema crítico
El estudio de las propiedades bioactivas beneficiosas de los compuestos ingeridos representa un gran desafío a la investigación científica actual, ya que la declaración de propiedades saludables sólo puede basarse en evidencias experimentales que demuestren satisfactoriamente que estos compuestos ejercen acciones beneficiosas para el organismo que los ingiere como parte de la dieta, como es el caso de los AF.
Para evaluar la efectividad de los AF, resulta fundamental disponer de biomarcadores que manifiesten la acción del compuesto de interés y que sean factibles de medir con un grado apreciable de confiabilidad. Los biomarcadores tienen como objetivo central demostrar, en forma experimental, la relación ente la dieta ingerida y el estado de salud o enfermedad de las personas y examinar la relación entre un determinado compuesto bioactivo e indicadores del estado de salud. Por ello, la selección de biomarcadores es un tema crítico: deben cumplir con estándares de repetibilidad, reproducibilidad, especificidad, selectividad, entre otros criterios analíticos mínimos.
Como los AF están destinados esencialmente a ser consumidos por individuos sanos, ya que su principal objetivo es de promoción de salud a través de la reducción de factores de riesgo de enfermedades, resulta muy complejo distinguir los cambios de los estados de salud en estos individuos.
Por ejemplo, si se desea evaluar el efecto beneficioso de cierto fitoquímico con características antioxidantes, pueden medirse respuestas asociadas a la prevención del daño ocasionado por la oxidación en diversas macromoléculas, la formación de derivados oxidados, así como la inducción de enzimas antioxidantes, entre otras. Los bioensayos pueden ser complejos y difíciles de realizar, como es el caso de la evaluación del potencial efecto reductor del riesgo de carcinogénesis, debido a que esta patología es a su vez muy compleja, multifactorial y de larga data.
En el caso de los fitoquímicos quimiopreventivos, estos pueden actuar a nivel de las etapas de inicio, promoción o progreso del cáncer como inmunomoduladores, modificando procesos de reparación de DNA, los sistemas de detoxificación, la formación de carcinógenos activos, la proliferación celular, la diferenciación celular, la capacidad de invasión y metástasis, la angiogénesis, entre otros. Ello muestra la complejidad al momento de escoger las metodologías que permitan establecer si los agentes en estudio realmente ejercen el efecto deseado y sus mecanismos de acción. No obstante estas dificultades, existe un consenso entre la comunidad científica para aceptar como válidos los estudios que se realizan a través de protocolos de diseño experimental bien establecidos, cuyos resultados son publicados y validados internacionalmente.
En términos generales, no basta con efectuar un solo tipo de ensayos para validar los efectos beneficiosos del consumo de AF, sino una batería de ensayos en diferentes escalas (in vitro, in vivo, clínicos) que den resultados consistentes entre sí. Una vez que se dispone de suficiente evidencia científica validada, las autoridades sanitarias de los diferentes países o agrupaciones de países establecen las alegaciones de salud o mensajes saludables (health claims), que permiten comercializar los AF haciendo uso de declaraciones hacia los consumidores en las que se describen los potenciales efectos beneficiosos del consumo de estos alimentos. Este es, sin duda, un tema de gran dinamismo, ya que el avance en la búsqueda y evaluación de nuevos componentes bioactivos y desarrollo de los AF es creciente, en la medida que los consumidores demandan de su dieta más salud y bienestar.
Publication: Revistas Énfasis - Alimentación Latinoamérica
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February 22, 2010
(*)Directora CIDAF (Centro de Investigación y Desarrollo de Alimentos Funcionales). Profesora Titular de Nutrición y Alimentos, Facultad de Farmacia, Universidad de Valparaíso. Jefe Unidad de Certificación CREAS, Valparaíso, Chile.
Los alimentos funcionales (AF) constituyen una estrategia innovadora para promover la salud de las personas, en un marco de estilos de vida más saludables que mejoren su calidad de vida. Aún cuando no se cuenta con una definición universal del término, hay consenso en que los AF deben formar parte de la dieta habitual e ingerirse tal como cualquier otro alimento. En este sentido, los AF se diferencian de aquellos productos que se expenden en formas farmacéuticas, tales como cápsulas, comprimidos, polvos de extractos u otros que no constituyen alimentos y que en general se denominan “productos nutracéuticos”. Una definición aceptada en diversas comunidades indica que los AF son “aquellos que tienen uno o más componentes que satisfactoriamente demuestran que afectan beneficiosamente una o más funciones determinadas del organismo, además de sus efectos nutricionales fundamentales, de manera que sean relevantes tanto para mejorar el estado de salud y bienestar y/o la reducción del riesgo de alguna enfermedad“.
El efecto beneficioso del consumo de AF se fundamenta en la presencia de compuestos bioactivos que actúan más allá del valor nutricional del alimento. Los AF deben ser alimentos y demostrar sus efectos en cantidades que normalmente se consumen en la dieta, lo que los diferencia de cualquier alimento que por sus características nutricionales es saludable. Los elementos bioactivos presentes en los AF permiten que una ingesta dietética normal ocasione el beneficio esperado, generalmente (aunque no siempre) asociado a la disminución de factores de riesgo de enfermedades crónicas tales como las cardiovasculares, cáncer, diabetes, hipertensión, neurodegeneración, entre otras. Los compuestos bioactivos son múltiples y poseen una enorme variedad de estructuras químicas y propiedades, lo que dificulta su identificación y caracterización física y química en una matriz compleja como son los productos naturales desde donde se los obtiene, generalmente frutas, verduras o especias. Un gran desafío en el desarrollo de AF es aislar los compuestos bioactivos para utilizarlos como ingredientes funcionales, ya que su contenido en el vegetal donde se encuentran en forma natural es altamente dependiente de factores propios (especie, variedad, madurez) y ambientales (suelo, clima, radiación solar, humedad). Al obtenerlos, resulta imprescindible protegerlos del daño, para que mantengan sus propiedades beneficiosas durante el procesamiento de los alimentos, su almacenamiento y la preparación culinaria, todo lo cual debe evaluarse bajo estrictos estándares de ensayos de estabilidad. Así, podría garantizarse que el AF que llega finalmente a la mesa del consumidor, por el cual está pagando un valor adicional, realmente está aportando un valor agregado saludable. Sin embargo, el camino saludable del AF recién comienza cuando el consumidor lo ingiere. Es en este momento en que se desencadena toda la serie de procesos fisiológicos relacionados con la capacidad del sujeto de digerir, absorber y metabolizar los compuestos bioactivos, o dar inicio a procesos de fermentación en el intestino, así como distribuir entre los tejidos y órganos aquellos componentes que sean realmente “BIO-activos”, es decir, que ejerzan un efecto significativo dentro del organismo.
Herramientas para verificar los efectos beneficiosos saludables de los AF
Uno de los problemas centrales en el desarrollo de los AF es la demostración de la acción beneficiosa de su consumo. Con este propósito, es necesario realizar estudios a distintos niveles, que abarcan desde ensayos de laboratorio (in vitro), como por ejemplo aquellos que utilizan modelos de células en cultivo o la determinación de la capacidad antioxidante del AF o sus ingredientes, para luego pasar a ensayos en animales de laboratorio sometidos a una alimentación que contiene los compuestos cuyo efecto se desea evaluar (ensayos in vivo).
En la última fase de esta escala de ensayos aparecen las pruebas que se realizan en las personas que ingieren los compuestos bioactivos o el AF ya diseñado, de forma que sea posible verificar si los procesos de absorción, metabolismo, distribución y excreción se realizan adecuadamente. Los ensayos de tipo clínico tienen diversos grados de complejidad, y su diseño depende de los objetivos con los cuales se realizan. Así, se cuenta con diseños de estudios clínicos controlados para verificar la acción de los diferentes compuestos bioactivos presentes en el AF. Es frecuente recurrir a estudios de intervención basados en la puesta en evidencia de los efectos ejercidos por los compuestos en estudio en los sujetos que los consumen, comparando los resultados con lo que sucede en un grupo control que no ingiere los componentes bioactivos de prueba (también referido como grupo placebo). Entre los indicadores de efecto o biomarcadores más comúnmente aplicados a la evaluación de bioactividad destacan las mediciones de:
· Niveles plasmáticos / tisulares de compuestos bioactivos o sus metabolitos.
· Niveles excretados (orina) de compuestos bioactivos o sus metabolitos.
· Efectos en tejidos / órganos / sistemas.
· Efectos en función bioquímica / fisiológica.
· Niveles de marcadores de riesgo.
· Niveles de marcadores de patología.
Un ensayo crítico lo constituye el de la evaluación de la biodisponibilidad de los compuestos que ejercen el efecto bioactivo, la que debe ser adecuada, ya que pone en evidencia que los componentes funcionales son capaces de alcanzar los tejidos donde van a ejercer los efectos deseados. La biodisponibilidad refleja en gran medida la capacidad de absorción intestinal de los compuestos bioactivos, por lo que es uno de los aspectos más relevantes a estudiar. En el caso de los fitoquímicos, es posible generalizar que su absorción intestinal es baja. Por ejemplo, los polifenoles constituyen un gran grupo de compuestos que poseen carácter antioxidante, en general presentan absorciones menores que el 5%. Sin embargo, su ingestión ejerce efectos saludables reconocidos a diversos niveles, actuando como antiinflamatorios, anticancerígenos, reductores de riesgo cardiovascular, protectores de la neurodegeneración, entre otros. Esta situación pone en evidencia que los efectos que los compuestos bioactivos ejercen no necesariamente ocurren a niveles de concentraciones importantes, sino que hay efectos sutiles generados a través de señalización celular y mecanismos epigenéticos que afectan la expresión de genes que participan en múltiples procesos metabólicos, tal como la nutrigenómica está poniendo cada día más en evidencia.
Selección de biomarcadores: un tema crítico
El estudio de las propiedades bioactivas beneficiosas de los compuestos ingeridos representa un gran desafío a la investigación científica actual, ya que la declaración de propiedades saludables sólo puede basarse en evidencias experimentales que demuestren satisfactoriamente que estos compuestos ejercen acciones beneficiosas para el organismo que los ingiere como parte de la dieta, como es el caso de los AF.
Para evaluar la efectividad de los AF, resulta fundamental disponer de biomarcadores que manifiesten la acción del compuesto de interés y que sean factibles de medir con un grado apreciable de confiabilidad. Los biomarcadores tienen como objetivo central demostrar, en forma experimental, la relación ente la dieta ingerida y el estado de salud o enfermedad de las personas y examinar la relación entre un determinado compuesto bioactivo e indicadores del estado de salud. Por ello, la selección de biomarcadores es un tema crítico: deben cumplir con estándares de repetibilidad, reproducibilidad, especificidad, selectividad, entre otros criterios analíticos mínimos.
Como los AF están destinados esencialmente a ser consumidos por individuos sanos, ya que su principal objetivo es de promoción de salud a través de la reducción de factores de riesgo de enfermedades, resulta muy complejo distinguir los cambios de los estados de salud en estos individuos.
Por ejemplo, si se desea evaluar el efecto beneficioso de cierto fitoquímico con características antioxidantes, pueden medirse respuestas asociadas a la prevención del daño ocasionado por la oxidación en diversas macromoléculas, la formación de derivados oxidados, así como la inducción de enzimas antioxidantes, entre otras. Los bioensayos pueden ser complejos y difíciles de realizar, como es el caso de la evaluación del potencial efecto reductor del riesgo de carcinogénesis, debido a que esta patología es a su vez muy compleja, multifactorial y de larga data.
En el caso de los fitoquímicos quimiopreventivos, estos pueden actuar a nivel de las etapas de inicio, promoción o progreso del cáncer como inmunomoduladores, modificando procesos de reparación de DNA, los sistemas de detoxificación, la formación de carcinógenos activos, la proliferación celular, la diferenciación celular, la capacidad de invasión y metástasis, la angiogénesis, entre otros. Ello muestra la complejidad al momento de escoger las metodologías que permitan establecer si los agentes en estudio realmente ejercen el efecto deseado y sus mecanismos de acción. No obstante estas dificultades, existe un consenso entre la comunidad científica para aceptar como válidos los estudios que se realizan a través de protocolos de diseño experimental bien establecidos, cuyos resultados son publicados y validados internacionalmente.
En términos generales, no basta con efectuar un solo tipo de ensayos para validar los efectos beneficiosos del consumo de AF, sino una batería de ensayos en diferentes escalas (in vitro, in vivo, clínicos) que den resultados consistentes entre sí. Una vez que se dispone de suficiente evidencia científica validada, las autoridades sanitarias de los diferentes países o agrupaciones de países establecen las alegaciones de salud o mensajes saludables (health claims), que permiten comercializar los AF haciendo uso de declaraciones hacia los consumidores en las que se describen los potenciales efectos beneficiosos del consumo de estos alimentos. Este es, sin duda, un tema de gran dinamismo, ya que el avance en la búsqueda y evaluación de nuevos componentes bioactivos y desarrollo de los AF es creciente, en la medida que los consumidores demandan de su dieta más salud y bienestar.
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