Los fructooligosacáridos en la nutrición y salud animal y humana

Los prebióticos se definen como ingredientes alimenticios que son fermentados selectivamente por la biota beneficiosa intestinal y modifican su composición y actividad metabólica de manera que mejoran la salud del hospedero (Gibson et al. 2004). Sus principales efectos se relacionan con la estimulación de la microbiota intestinal benéfica, la activación del sistema inmune, mejora la fisiología digestiva y repercute en lograr buenos índices de salud. En las últimas décadas se han realizado diferentes investigaciones in vitro e in vivo, para demostrar el efecto prebiótico de la inulina de achicoria. Sin embargo, el uso de los fructooligosacáridos (FOS) y de las Agavinas comienza a ser relevante.

Obtención de un biocatalizador de enzima soluble para la conversión de la sacarosa en fructooligosacáridos de cadenas cortas. Dr C.Lázaro Hernández

Los Fructooligosacáridos (FOS) son azúcares naturales no digeribles, constituidos por 2-4 unidades de fructosa unidas a una glucosa terminal. Dada su actividad como fibra soluble y su demostrado efecto prebiótico en humanos y animales, los FOS mantienen una creciente demanda en el mercado de los alimentos funcionales. La ingestión de FOS promueve la proliferación selectiva de bifidobacterias y lactobacilos, con beneficios para la salud, tales como: exclusión competitiva de patógenos intestinales, reducción del colesterol sérico, incremento en la absorción de calcio y magnesio, prevención del cáncer de colon, y producción de vitaminas del tipo B. El trisacárido 1-kestosa (GF2) es el FOS de mayor interés comercial debido a su superioridad en términos de actividad bifidogénica y mayor poder endulzante en comparación con la nistosa (GF3) y la fructosilnistosa (GF4), siendo más apropiado para el uso como edulcorante hipo-calórico para diabéticos. En la actualidad, la producción comercial de FOS a partir de la sacarosa se realiza con el empleo de biocatalizadores a base de células de hongos inmovilizadas en esferas de alginato de calcio. El CIGB ha desarrollado un nuevo biocatalizador para la producción de FOS, basado una Fructosiltransferasa de origen vegetal producida a altos niveles en la levadura Pichia pastoris. La enzima recombinante (1-SSTrec) se formula en forma de un polvo liofilizado de alta actividad específica (> 10,000 U/g), es totalmente soluble en agua y puede ser operada a temperaturas de 40ºC. Es estable a temperatura ambiente (25-30ºC) durante un año. La composición (p/p) de los productos de la reacción es: F(1%), G(21%), GF(20%), GF2(55%), GF3(3%). La enzima se puede operar sin reúso en reactor tipo batch o con reúso continuo en un biorreactor de membrana. 

Los fructooligosacáridos en la nutrición animal y humana.  Dr C. Mercedes G. López

Muchas evidencias muestran que los FOS (DP< 12) son prebióticos rápidamente fermentados en el colon proximal, por lo que hoy en día están siendo más estudiados que la misma inulina (DP> 12), sin embargo, es importante mencionar que las características estructurales de los fructanos son de extrema relevancia para un problema específico de salud, y que no siempre un solo tipo de prebiótico  proporciona una solución o un beneficio al hospedero. A través de varias investigaciones se ha demostrado que los prebióticos pueden tener impacto en problemas relacionados con el síndrome metabólicos (obesidad, diabetes, cardiovasculares, osteoporosis) y con un gran número de problemas gastrointestinales. Reportes muy recientes muestran evidencias de que el inicio de todas estas complicaciones, además del cáncer de colon y algunos problemas neurodegenerativos, está directamente relacionado con el sistema inmune, por lo cual es este último, el principal centro de investigación por diferentes especialistas tanto en prebióticos, probióticos como en microbiota. En animales, los prebióticos han sido utilizados en aves, porcinos y ganado por mencionar algunos, sin olvidar que los ratones son el modelo más utilizados para la generación de nueva información o confirmación de otra. Los estudios en animales son de gran impacto no solo para la nutrición del animal per sesino también como modelos extrapolables a humanos, principalmente los estudios en porcinos. Los estudios clínicos con personas saludables y/o con algún problema de salud son menos frecuentes debido a factores como el costo, la variabilidad de los sujetos, la intolerancia de algunos a los prebióticos y heterogeneidad de otros, sin embargo, el camino en el uso de prebióticos es ya irreversible. Además se sabe y en base a su más reciente definición, que los beneficios de los prebióticos en algún animal o humano no depende exclusivamente del mismo, ya que es también necesario evaluar la composición de la microbiota gastrointestinal (actividad de probióticos dentro de la microbiota de cada sujeto o probióticos ingeridos), específicamente la del colon, lo que hace las investigaciones en este tema aun más complejas, pero a la vez más razonables. Los estudios realizados hasta hoy día, son contundentes en cuanto a el beneficio o los beneficios que presenta el consumo de prebióticos sin embargo, los mecanismos de acción son poco conocidos, en este trabajo se presentarán algunos de los mecanismos que mejor explican las posibles rutas de acción de los prebióticos tanto en la nutrición animal como en la nutrición humana. 
 

Beneficios del Obex® en sujetos sobrepesos y obesos con glucosa alterada en ayuna. DrC.Eduardo Cabrera-Rode  

El Obex® es un suplemento dietético que ayuda a bajar de peso que presenta compuestos con acción prebiótica. El propósito de este estudio fue evaluar el efecto del Obex® sobre las características clínicas y bioquímicas de los sujetos con y sin glucosa alterada en ayuna. Se realizó un estudio piloto abierto llevado en 40 adultos sobrepeso y obesos, con edades entre 23 y 60 años e índices de masa corporal entre 25 y 44 kg/m2 [Veinte sujetos con glucosa alterada en ayuno (GAA) y otros veinte con niveles normales de glucosa]. A los participantes se les suministró Obex®, a una dosis de un sobre antes de las dos comidas principales por cada día durante tres meses. A todos los sujetos se les analizó las medidas antropométricas y tensión arterial (TA), glucosa e insulina en ayunas, perfil lipídico, creatinina, ácido úrico y enzimas hepáticas.La resistencia a la insulina y la función de las células β fueron estimadas por los índices HOMA-IR y HOMA-β. Tres índices fueron utilizados para calcular la sensibilidad a la insulina. Los resultados demostraron que el Obex® comparado con el estadio inicial reduce el peso corporal, índice de masa corporal, circunferencia cintura, relación cintura-cadera, relación cintura-talla y el índice de conicidad en ambos grupos de sujetos (p< 0,05). En los individuos con niveles normales de glucosa se observó una mejoría de la TA (p< 0,05) y HDL-colesterol (p< 0,0001). A los 3 meses de administración del Obex®, los individuos con GAA mostraron una reducción de la concentración de glucosa (p< 0,0001) y elevación de la concentraciones de HDL-colesterol (p=0,014), mejoría de la secreción de insulina (p=0,021), de la RI (p=0,002) y de los índices de sensibilidad a la insulina (p< 0,05), en comparación con el estadio inicial.  La administración de Obex® aminorala obesidad general y abdominal, mejora los niveles de glucosa y HDL-colesterol, así como también la homeostasis de la insulina, indicando que otros estudios son necesarios para justificar los beneficios del suplemento Obex®. 
 

Fructanos de Agave fourcroydes (Henequén) con potencialidades de uso en la salud y nutrición animal. Dr C. Yanelys García Curbelo y DrC. Lázara Ayala

En el  Instituto de Ciencia Animal se obtuvo un producto prebiótico a partir de los tallos de Agave fourcroydes (Henequén), constituido por una mezcla polidispersa de fructooligosacáridos, con características diferentes a las inulinas que son los productos que se comercializan actualmente en el mercado internacional.  Los estudios realizados en ratones demostraron que en los grupos que consumían fructanos de A. fourcroydes en la dieta con respecto al control, no hubo diferencias en el consumo y el peso del cuerpo. Se observaron incrementos de indicadores fermentativos en ciego, el peso relativo del intestino grueso, bazo y timo y una disminución de la concentración de glucosa en sangre. También se obtuvo efectos en la absorción mineral y el metabolismo lipídico al lograr incrementos en la concentración de calcio y magnesio en fémur y disminución de colesterol y triglicéridos en sangre. Las investigaciones desarrolladas en cerdos en la etapa de crecimiento evidenciaron que con el empleo de fructanos de A. fourcroydes, hubo efecto en indicadores fisiológicos relacionados con el incremento del peso relativo del colon y órganos relacionados con la respuesta inmune (bazo y timo). También aumentó la actividad fermentativa en colon y disminuyeron los niveles de colesterol en suero. Se encontraron incrementos en el número de pulmones sanos en el tratamiento con 0.50% de adición de fructanos en la dieta. Los resultados presentados en esta mesa redonda muestran las potencialidades de los fructooligosacáridos como prebióticos y su efecto positivo en la nutrición y salud animal y humana.   Además, abre un camino en futuras investigaciones para su empleo como aditivo en la producción animal y  para tratar enfermedades en humanos como la diabetes, osteoporosis, alteraciones del metabolismo lipídico e inmune.