UNIVERSIDAD DE LA LAGUNA FACULTAD DE MEDICINA REA DE MEDICINA PREVENTIVA Y SALUD PBLICA REA DE TOXICOLOGA

TESIS DOCTORAL

ESTUDIO DEL CONTENIDO DE FITATOS EN DERIVADOS DE CEREALES DE CONSUMO EN CANARIAS

Trabajo de Investigacin que presenta Clara Isabel Febles Acosta, Licenciada en Farmacia para optar al Grado de Doctora 1998

INDICE

I. INTRODUCCIN Y OBJETIVOS .................................................................. 1

II. REVISIN Y ANTECEDENTES II.1. ESTRUCTURA QUMICA DEL CIDO FTICO .............................. 3 II.2. LOS FITATOS EN LOS ALIMENTOS .............................................. 6 II.3. SUSTANCIAS ANTINUTRITIVAS EN ALIMENTOS DE ORIGEN VEGETAL .........................................................................12 II.4. ACCIONES DE LOS FITATOS ....................................................... 22 II.5. TCNICAS ANALTICAS PARA LA DETERMINACIN DE FITATOS .................................................................................. 58 II.6. CARACTERSTICAS DE LOS ALIMENTOS ANALIZADOS ...... 60

III. MATERIAL Y MTODOS

III.1. SELECCIN DE LOS PRODUCTOS A ENSAYAR .................... 86 III.2. MUESTRAS ENSAYADAS ......................................................... 87 III.3. MTODO EMPLEADO PARA LA DETERMINACIN DE FITATOS ............................................................................... 98 III.4. MATERIAL Y APARATOS ........................................................ 103 III.5. REACTIVOS .............................................................................. III.6. MTODO ESTADSTICO PARA EL ANLISIS DE 103

LOS DATOS ............................................................................... 104

IV. RESULTADOS

IV.1. GOFIO ............................................................................................ 109 IV.2 FRANGOLLO ................................................................................ 118 IV.3. HARINAS ...................................................................................... 119 IV.4. PAN TOSTADO ............................................................................. 126 IV.5. HARINAS INFANTILES ............................................................... 131

V. DISCUSIN

V.1. GOFIO ............................................................................................ 151 V.2 FRANGOLLO ................................................................................ 164 V.3. HARINAS ...................................................................................... 166 V.4. PAN TOSTADO ............................................................................. 172 V.5. HARINAS INFANTILES ............................................................... 176

V. CONCLUSIONES ....................................................................................... 189

VI. BIBLIOGRAFA ........................................................................................

191

I. INTRODUCCINLas sustancias antinutritivas naturales se encuentran ampliamente distribuidas en alimentos de consumo habitual, particularmente en los de origen vegetal. Su presencia no implica en general un problema de toxicidad aguda, sin embargo, dado que interfieren en la utilizacin y funcin de nutrientes esenciales, se pueden considerar sustancias txicas naturales. Es necesario saber en qu alimentos se encuentran y cul es su mecanismo de accin para poder predecir y prevenir sus efectos. En los ltimos aos se han desarrollado numerosos estudios sobre los efectos que producen sobre el organismo, tanto el cido ftico como otros antinutrientes. Los cambios en los hbitos alimentarios hacia una alimentacin rica en fibra han conducido paralelamente a una mayor ingesta de fitatos en la dieta, lo que supone la necesidad de conocer detalladamente cmo acta este compuesto en el organismo. La accin del cido ftico se basa en la formacin de complejos insolubles con protenas y minerales, convirtindolos en no asimilables por el organismo bajo condiciones fisiolgicas. Los trminos "cido ftico", "fitato" y "fitina" encontrados en la literatura se refieren al cido libre, la sal y la sal clcica/magnsica respectivamente, aunque cido ftico y fitato se utilizan indistintamente. El cido ftico es el ster hexafosfrico del ciclohexano (cido inositol hexafosfrico IP6). Se encuentra en elevadas concentraciones en las semillas de cereales, leguminosas y oleaginosas y en menor cantidad en los tubrculos y las hortalizas. Su papel fisiolgico en la planta todava no est suficientemente claro; no obstante, podra actuar como reserva de fsforo, regulando el nivel de fsforo inorgnico antes y durante la germinacin de las semillas, como reserva energtica y fuentes de cationes, como antioxidante, previniendo la peroxidacin de los lpidos e incrementando la longevidad de las semillas, o como fuente de mioinositol, que es un importante precursor de los polisacridos constituyentes de la pared celular. El grupo de poblacin ms afectado por el elevado contenido en cido ftico en los alimentos son los consumidores de dietas vegetarianas, puesto que aunque el contenido en algunos minerales como el hierro y el zinc sea semejante al de las dietas completas, la biodisponibilidad de estos minerales puede estar comprometida. Sin embargo, existen otra serie de procesos en los que se ve implicado de forma positiva por sus efectos antioxidante, anticancergeno, preventivo de enfermedades coronarias, etc. El resultado es una gran controversia sobre si es conveniente o no su eliminacin de los alimentos. Quiz la solucin se encuentre en la investigacin

-1 -

de las concentraciones de cido ftico capaces de producir una reduccin del cncer de colon u otros y de las enfermedades cardiovasculares, sin ocasionar alteraciones de la disponibilidad mineral o reduccin de la digestibilidad de la protena. No obstante, es necesario poner de manifiesto la importancia que posee la combinacin adecuada de los alimentos para obtener una ingesta suficiente de todos los nutrientes esenciales del organismo, fundamentalmente en aquellos grupos de poblacin donde el impacto de una alta concentracin de fitato pueda ser ms grave, como es el caso de los nios, adolescentes, mujeres en gestacin y ancianos, cuyos requerimientos minerales son especialmente crticos. En nuestro trabajo se ha determinado el contenido de fitatos en derivados de cereales de elevado consumo en Canarias (gofio y frangollo), elaborados de forma artesanal. Por otra parte se analizaron harinas infantiles, donde las propiedades negativas sobre la biodisponibilidad de los minerales pueden ser ms importantes, debido al elevado consumo de las mismas en los primeros meses de vida. Tambin se estudiaron otros derivados de cereales de consumo generalizado en la poblacin (harinas y pan). La evaluacin del riesgo de la ingesta de fitatos no puede llevarse a cabo dado que no existe ingesta diaria admisible (IDA) fijada, por lo que nuestros datos solo aportan conocimiento sobre los niveles medios de este antinutriente en los alimentos analizados. Tampoco hemos podido calcular la ingesta diaria estimada (IDE) al carecer de datos de consumo de estos alimentos. Por tanto, los objetivos de este estudio son: I. Poner a punto una metodologa analtica sencilla y rpida para determinar fitatos en alimentos que sea aplicable en el anlisis de rutina. II. Determinar su contenido en diversos grupos de alimentos de consumo frecuente en la poblacin canaria: a) Productos de elaboracin artesanal: gofio, frangollo y harinas refinadas. b) Productos de elaboracin industrial: pan tostado natural, integral, harinas refinadas e integrales. III. Determinar su contenido en harinas infantiles, dada la sensibilidad de la poblacin infantil a todo tipo de txicos.

-2 -

II. REVISIN Y ANTECEDENTESII.1. ESTRUCTURA QUMICA DEL CIDO FTICO Fitina, fitato y mio-inositol hexafosfato son trminos sinnimos con el que se designa a un fosfato orgnico definido por la mayora de los autores como la sal clcico-magnsica de cido ftico o cido mio-inositol hexafosfrico (Ruiz de Lope et al., 1982). La estructura qumica del cido ftico tal como existe en la naturaleza es todava una asignatura pendiente. Sin embargo, es bien conocido que esta molcula puede ser desfosforilada por medio de enzimas o como resultado de un proceso a temperatura elevada originando un gran nmero de ismeros posicionales: mioinositol bis-, tris, tetra-, y hexafosfatos. As, durante el procesado de alimentos y la digestin en el intestino humano, se forman igualmente inositolfosfatos menores. En nuestro estudio los denominaremos, en general, fitatos. En la actualidad la estructura propuesta por Anderson en 1914, es la ms aceptada en general, aunque ha existido una gran controversia, dado que incluso entre los que la propusieron, hubo desacuerdo sobre si cinco de los fosfatos, se encuentran en el plano ecuatorial o en el plano axial (Johnson, 1969). Neuberg (1908), haba sugerido anteriormente una estructura ligeramente diferente dada por la frmula C6 H24 O27 P6 , la cual se distingua por poseer principalmente tres uniones P-O-P entre pares de fosfatos adyacentes. Posteriormente, diversos investigadores utilizando varias tcnicas propusieron datos para respaldar la estructura inicial de Nueberg. Posternak y Posternak (1929) observaron que haba tres molculas de agua retenidas por molcula de cido ftico, incluso despus de un perodo de deshidratacin prolongado a 100C. Brown et al. (1961) encontraron un total de 18 hidrgenos cidos que podan ser valorados en un medio no acuoso con lo cual confirmaron la estructura de Neuberg. Gosselin y Coghlan (1953) estudiaron las interacciones del cido ftico con el calcio utilizando una tcnica de equilibrio de intercambio inico y concluyeron que deban existir uniones P-O-P dentro de la molcula de cido ftico, de acuerdo con la estructura de Neuberg. El cido ftico tiene 6 protones fuertemente disociados (pKs 1.1 a 2.1) y 6 protones dbilmente disociados (pKs 4.6 a 10.0) (Erdman, 1979; Nolan et al., 1987; Pawar e Ingle, 1988). Debido a la disociacin de estos protones ionizables, el fitato puede formar complejos muy estables con cationes metlicos, de acuerdo con al menos 5 posibles estructuras diferentes (Nolan et al, 1987). El verdadero

-3 -

mecanismo(s) de las interacciones del cido ftico y los minerales no se ha comprendido bien, aunque es posible que pudiera complejar a un catin dentro de un grupo fosfato sencillo o entre dos grupos fosfatos tanto sobre la misma o diferentes molculas (Erdman, 1979). Los grupos cidos presentes en esta molcula facilitan la formacin de diversas sales (Mitjavilla, 1990), siendo las de los metales alcalinos solubles en agua, mientras que la de los metales divalentes son casi insolubles. El gran nmero de conclusiones conflictivas acerca de la estructura precisa del cido ftico, a pesar de la utilizacin de metodologa aparentemente competente, indica que hay algn factor desconocido complicando el asunto. El procedimiento del ensayo y la naturaleza del material que estos investigadores utilizaron para el estudio, pueden ser algunas de las causas. Se emplearon varias fuentes como materias primas, y los procedimientos de extraccin y purificacin, si no se procede con cuidado, podran contaminarse, influenciando por tanto los resultados. El cido ftico por s mismo, se pensaba que era inestable y su utilizacin ms frecuente era en forma de la sal sdica. Sin embargo, la opinin ms habitual publicada se decanta en favor de la estructura de Anderson (1914) y como muchas de las propiedades fsicoqumicas, interacciones, y efectos nutricionales pueden ser mejor explicados en trminos del modelo de Anderson (1914) se utilizar como base a lo largo de esta revisin. Por supuesto, como han sugerido Brown et al. (1961), es tentador concluir que ambas estructuras pueden existir simultneamente en equilibrio o como difieren solamente por tres molculas de agua, que la estructura de Anderson es simplemente un producto de degradacin del cido ftico. Basndose en la estructura de Anderson, el nombre correcto para el cido ftico es mio-inositol-1,2,3,4,5,6-hexakis (dihidrgeno fosfato) (IUPAC-IUB, 1968). Barre et al. (1954), descubren que de los 12 protones reemplazables en la molcula de cido ftico, 6 estn fuertemente disociados con un pK cercano a 1,8, dos son funciones dbilmente cidas con un pK de 6,3 y cuatro estn tan dbilmente disociados (pK 9,7) que no se pueden determinar por los mtodos habituales de valoracin. Costello et al. (1976) obtienen resultados similares utilizando mtodos de valoracin 31PNMR-pH: seis en el rango de los cidos fuertes (pK 1,5), uno en el rango del cido dbil (pK 5,7), otros dos con pK 6,8 a 7,6, y tres cidos muy dbiles (pK > 10). Esto sugiere que a todos los valores de pH que normalmente se encuentran en los alimentos, el cido ftico, estar fuertemente cargado negativamente como se observa en el esquema, indicando un potencial tremendo para unirse a las molculas cargadas positivamente, tales como cationes o protenas. Debido a la multiplicidad reactiva de los grupos fosfato, el cido ftico puede

-4 -

complejar a un catin dentro de un grupo fosfato por s mismo, entre dos grupos fosfato de una molcula, o entre grupos fosfato de diferentes molculas de cido ftico (Gupta, 1975) y as se ajusta probablemente a la clsica definicin de un compuesto quelante. Varios cationes pueden complejarse dentro de la misma molcula de cido ftico. El trmino "fitina" encontrado frecuentemente en la literatura desde hace mucho tiempo, se refiere aparentemente a la sal mixta de cido ftico con calcio/ magnesio. No sorprende que el cido ftico tratado enzimticamente (por ejemplo, cuando los grupos fosfato han sido parcialmente eliminados por hidrlisis con fitasa) se una a menos minerales y los complejos del metal con el fitato hidrolizado sean relativamente ms solubles (Jackman, 1951). La naturaleza precisa y el grado de unin del cido ftico con sales y/o protenas gobierna su comportamiento fsico-qumico y su papel nutricional.

-5 -

II.2. LOS FITATOS EN LOS ALIMENTOS

El cido ftico y en general los fitatos, se encuentran en elevadas concentraciones en las semillas de cereales, leguminosas y oleaginosas y en menor cantidad en los tubrculos y las hortalizas. Se sintetiza durante el desarrollo de la semilla y se deposita en unas estructuras denominadas globoides en forma de sales de magnesio y potasio (Thompson, 1993). Estas estructuras se hallan localizadas en el interior de los corpsculos de protenas de las clulas del cotiledn de las leguminosas y oleaginosas y en la cubierta de los granos de cereales. Su papel fisiolgico en la planta todava no est suficientemente claro, no obstante, podra actuar como reserva de fsforo, regulando el nivel de fsforo inorgnico, antes y durante la germinacin de las semillas, como reserva energtica y fuente de cationes (Torre et al., 1991). Tambin podra intervenir como antioxidante, previniendo la peroxidacin de los lpidos e incrementando la longevidad de las semillas, o como fuente de mioinositol, que es un importante precursor de los polisacridos constituyentes de la pared celular (Martnez et al., 1996). Los cereales son frutos de algunas plantas herbceas cultivadas, monocotiledneas de la familia Gramneas. Las principales cosechas de cereales son: trigo, cebada, avena, centeno, arroz, maz, sorgo y mijo (Kent, 1987). El grano maduro de los cereales corrientes est formado por: hidratos de carbono, compuestos nitrogenados (principalmente protenas), lpidos, sustancias minerales y agua, junto con pequeas cantidades de vitaminas, enzimas y otras sustancias, algunas de las cuales son nutrientes importantes de la dieta humana (Kent, 1987). En los cereales, el cido ftico constituye aproximadamente entre el 1 y el 2 % del peso de la semilla, incluso puede alcanzar cantidades del 3 al 6 %. En cuanto a su localizacin, en el maz un 90 % se encuentra en el germen, mientras que en el trigo y el arroz se localiza en mayor proporcin en las cubiertas externas, en el pericarpio y en la aleurona (Cheryan, 1980). Las cantidades ms altas de fitatos se encuentran en el germen de trigo, salvado de trigo y otros alimentos basados en cereales de alta extraccin como el pan integral (Jhonson y Southgate, 1995). Por otra parte, los cereales tambin se utilizan para la preparacin de diversos productos infantiles y dietticos. Se pueden mencionar los cereales de desayuno que consisten especialmente, en productos extruidos, expandidos o copos aplastados. La coccin en seco y la temperatura elevada (torrefaccin o asado) asociada al bajo

-6 -

contenido en agua de los ingredientes, provoca una hidrlisis parcial del almidn y un considerable pardeamiento no enzimtico. Entre los modernos productos a base de cereales, se deben mencionar cierto nmero de alimentos enriquecidos en protenas y destinados a los pases en vas de desarrollo. Ya se preparan as numerosas mezclas de harinas de cereales, con protenas de soja, leche descremada en polvo, vitaminas, sales minerales, etc. Tambin hay procedimientos que permiten introducir en los granos o aplicar a su superficie cantidades importantes de vitaminas y sales minerales. En la mayora de las semillas de leguminosas el fsforo ftico representa aproximadamente el 80 % del fsforo total de la semilla y se encuentra localizado en el cotiledn (Reddy et al., 1989) El Tinay et al. (1989) estudian la importancia de las legumbres en la alimentacin desde el punto de vista econmico y nutricional, por su aporte de protenas, caloras, vitaminas y minerales en la dieta de numerosos individuos en pases desarrollados y en vas de desarrollo. Las judas secas son buenas fuentes de hierro, potasio, calcio, fsforo, zinc y magnesio (Meiners et al., 1976). Las diferencias existentes en la composicin qumica son atribuidas al suelo, clima, especie y tratamiento con fertilizantes (Esh et al., 1959). Las judas secas contienen fitato (inositol fosfato) como la principal fuente de fsforo. La interaccin del fitato con las protenas, vitaminas, y varios minerales se considera uno de los factores limitantes del valor nutritivo de las judas secas (Chang et al., 1977). En algunas reas del mundo donde la dieta predominante es vegetariana, o la carne animal est disponible solamente en pequeas cantidades, las legumbres pueden ser el tipo de alimento que se consume en mayor cantidad (Borade et al., 1984; El Tinay et al., 1989; Wyatt y Triana-Tejas, 1994). Morris y Hill (1996) analizan en 14 variedades de legumbres el perfil de los inositol fosfato en estado crudo y despus de la coccin. Se determinan los inositol tris-, tetrakis-, pentakis- y hexakisfosfato (IP3-IP6). La concentracin de los inositol fosfatos en las legumbres secas no difiere significativamente entre las diferentes marcas. El cido ftico es el inositol fosfato predominante del total de inositol fosfatos determinados en las legumbres crudas. El resto de los inositol fosfatos en las legumbres crudas y secas eran IP4 e IP5, excepto las lentejas que poseen, adems, una cantidad detectable de IP3. Las legumbres cocidas contienen todas cantidades detectables de IP3 y un incremento tanto en IP4 como IP5, pero menores cantidades de IP6 en comparacin con las legumbres secas (las diferencias entre las no cocidas y las cocidas eran estadsticamente significativas, p < 0,05). La concentracin media de

-7 -

IP6 en las legumbres cocidas era de 83 %, oscilando entre 68 % en las judas rojas y 86 % en guisantes. El cido ftico permaneci como el inositol fosfato predominante en las legumbres cocidas con una media del 68 % del total. Aunque el total de inositol fosfatos no difiere significativamente entre las legumbres crudas y secas (p > 0,1), el IP6 e IP5+IP6 representan un menor porcentaje del total de las legumbres cocidas, sugiriendo que la coccin disminuye el impacto potencial adverso de los inositol fosfatos sobre la utilizacin mineral cuando las legumbres estn incluidas en la dieta. Makower (1970) comunica que el contenido de cido ftico en las judas pintas secas es de un 1 % aproximadamente y en las judas verdes la concentracin disminuye hasta un 0,13 %. Lolas y Markakis (1977) determinan el contenido de cido ftico en 50 variedades de judas comunes y los valores oscilan desde 0,54 a 1,58 %. Ms adelante, aislan un complejo protena-fitato y observan que el 99 % del fitato era soluble en agua. Estvez et al. (1991) estudian el efecto del procesado sobre las caractersticas qumicas y nutricionales de las legumbres precocidas y deshidratadas. El procesado resulta ser positivo en la reduccin del contenido de fitato, especialmente en los guisantes. En este caso la disminucin era de un 50 %, probablemente porque eran las nicas especies procesadas sin la piel; en las lentejas la reduccin era solamente de un 28 % y en las judas de un 38-42 %. El cido ftico est relacionado con el fenmeno de la dificultad para la coccin de las judas almacenadas durante perodos prolongados de tiempo. Aspiroz (1974) sugiere que existe una relacin entre el incremento en el tiempo de coccin y la merma en el contenido de cido ftico en las semillas almacenadas y Moscoso et al. (1984) indican que la prdida de la capacidad de coccin en las judas maduras despus del almacenamiento, es el resultado de una disminucin en el fsforo del cido ftico y una alteracin en el ratio de los cationes mono y divalentes. Aunque se ha mencionado que el cido ftico forma un complejo con las protenas en las semillas, se conoce muy poco acerca de esta asociacin y especialmente de su relacin con el fenmeno de la dificultad para cocerlos. Durante el almacenamiento prolongado de las semillas de las judas comunes, el cambio ms notable es la prdida de fitatos (sustancias que actan durante la latencia y germinacin como un almacn de fsforo y cationes y precursor de la pared celular) (Graf, 1983). Adems el cido ftico es un buen antioxidante, protegiendo las semillas contra los daos de la oxidacin durante el almacenamiento. Cuando desaparece el cido ftico durante un almacenamiento prolongado,

-8 -

disminuye la quelacin, y el Ca2+ y el Mg2+ quedan libres como cationes. Probablemente el Ca2+ y el Mg2+ asociados con las sustancias pcticas o material protenico, ocasionan el fenmeno del endurecimiento en la coccin. El nivel de cido ftico puede, por tanto, ser un indicativo de la capacidad de coccin como proponen Moscoso et al. (1984). En contraste con muchas otras leguminosas y cereales, no parece existir una localizacin especfica para el cido ftico en la semilla de soja y por tanto el fitato se encuentra distribuido en la semilla. En otras oleaginosas, tales como avellanas (Dieckert, 1962) semillas de algodn (Lui, 1967) y pipas de girasol (Saio, 1967), el fitato parece estar concentrado dentro de unas estructuras tipo cristaloide o globoides, los cuales pueden servir como lugares de almacenamiento. La mayora de los vegetales contienen niveles del orden de 10-80 mg/100 g de fitatos. Las legumbres secas son una excepcin importante. Aunque las judas secas contienen niveles del orden de 700-1300 mg/100 g, las concentraciones caen al orden de 200-300 mg/100 g cuando estn cocidas y listas para el consumo. Las patatas tienden a tener unos niveles ms altos que las verduras verdes; las patatas nuevas tienen alrededor de 80 mg/100 g. Las concentraciones de fitatos en las frutas son bajas, alrededor de 10-30 mg/100 g. Como era de esperar desde el punto de vista fisiolgico, los valores de fitatos en los frutos secos son similares a los granos de cereales integrales, desde cerca de 600 mg en las nueces hasta 3000 mg en las pipas (Johnson y Southgate, 1995).

PROCESOS QUE MODIFICAN EL CONTENIDO DE FITATOS 1. Tratamiento trmico Los cereales y leguminosas sometidos a tratamiento trmico experimentan una reduccin en el contenido de fitatos que, a su vez, est en funcin de una serie de factores como el tipo de tratamiento trmico, la temperatura, el pH, el producto y la presencia de protenas y cationes asociados a la molcula de cido ftico. Segn Oberleas (1985) la presencia de fitasa activa durante la coccin tiene una importancia mayoritaria. Esta enzima presenta normalmente una actividad mxima a pH 5,5 y a una temperatura de 60 C, por lo que bajo las condiciones de coccin lo ms probable que se encuentre inactivada. Autores como Tabekhia y Luh (1980) han observado nicamente un ligero descenso del cido ftico, concretamente en judas secas, cocidas durante 3 horas en agua hirviendo. Sin embargo, Kadam et

-9 -

al. (1987), no detectan cambios en el contenido de cido ftico tras someter las semillas a diferentes tratamientos trmicos (microondas, horno de aire caliente y agua hirviendo). Segn Chang (1977) la actividad de la enzima fitasa es mnima a temperaturas inferiores a 50 C o superiores a 70 C, por lo que postula que esta enzima comienza a activarse a los 60 C y se inactiva a los 70 C. Este autor sugiere dos posibles mecanismos para explicar la actividad de la enzima tras someter la materia prima a tales condiciones de temperatura: la sntesis de nueva enzima y la activacin de la enzima ya existente durante la incubacin a 60 C. Este ltimo proceso parece ser el ms probable ya que a temperaturas por encima de 50 C se alteran las propiedades de los orgnulos y de la membrana celular, de tal manera que es posible que la fitasa y cido ftico se pongan en contacto. El autoclavaje reduce de forma muy variable la proporcin de cido ftico (De Boland et al., 1975). As para el concentrado proteico de trigo, la reduccin es del 50 % despus de 4 horas a 115 C, sin embargo para el trigo, arroz, el germen de maz (parte de la planta ms rica en fitatos) los copos de soja y la harina de ssamo, la reduccin es menor (de un 10-30 %). En todos los casos, 30 minutos de autoclavaje los deja prcticamente sin efecto salvo sobre el fitato de sodio puro. La coccin en olla, durante un tiempo inferior a 10 minutos, de trigo completo, pequeos guisantes frescos o judas, deja prcticamente sin efecto el papel antinutricional de los fitatos en estos alimentos. La apertizacin reduce considerablemente la presencia de fitatos en diversas especies de judas. Con el remojo previo a la coccin se favorece, an ms, la reduccin de los fitatos. 2. Fermentacin y panificacin La fermentacin de cereales y leguminosas reduce de forma significativa el contenido de fitato de las semillas debido tanto a la fitasa endgena como la que procede de la levadura aadida. En el pan, la hidrlisis de los fitatos, depende de la cantidad de levadura y el tiempo durante el cual acta. Si una harina es rica en protenas la hidrlisis de los fitatos es menos importante. Ruiz de Lope et al. (1982) efectan un estudio sobre la destruccin del cido ftico durante el proceso de fabricacin del pan blanco, pan integral y pan zimo aplicando el mtodo analtico propuesto por estos investigadores y utilizado por nosotros (basado en una complexometra indirecta con Fe (III) como se expondr en otro apartado). Ellos comprueban la destruccin completa del cido ftico durante el proceso de fermentacin en el pan blanco, en el integral slo un 55 % y en el zimo

- 10 -

no hay alteracin alguna durante todo el proceso. De todos los productos ricos en fitatos, la soja y los sustitutos de soja en la alimentacin humana son los que tienen mayor riesgo nutricional. Sin embargo, en el caso del trigo, cebada y centeno, los fitatos se encuentran en menor cantidad, se destruyen en los procesos culinarios habituales y no subsisten a la panificacin. 3. Molienda En la mayora de los cereales, el cido ftico se concentra en las cubiertas externas de la semilla y por lo tanto en la molienda normal, al separar el salvado, se eliminan cantidades apreciables de cido ftico (Cheryan, 1980). Sin embargo, en las judas secas el fitato se encuentra en el cotiledn y no es posible desligarlo de esta manera, por lo que se utilizan otros procedimientos como es la extraccin acuosa (Reddy et al., 1989). 4. Extraccin selectiva La extraccin selectiva y los mtodos de solubilidad diferencial encaminados a precipitar y eliminar el fitato, han sido ampliamente estudiados en la semilla de soja, concretamente en la preparacin de un concentrado proteico con bajo contenido en cido ftico. Este tipo de eliminacin, consiste en llevar el pH a un punto en el que uno de los componentes (protena o cido ftico) sea mucho menos soluble que el otro. En este procedimiento intervienen la extraccin con agua, lcali o sales, seguida de un ajuste del pH de tal manera que el cido ftico pueda ser eliminado por centrifugacin o filtracin (De Rham y Jost, 1979; Martnez et al., 1996).

- 11 -

II.3. SUSTANCIAS ANTINUTRITIVAS EN ALIMENTOS DE ORIGEN VEGETAL. SU SIGNIFICADO EN LA ALIMENTACIN HUMANA Las sustancias antinutritivas naturales se encuentran ampliamente distribuidas en alimentos de consumo habitual, particularmente en los de origen vegetal. Su presencia no implica en general un problema de toxicidad aguda. Sin embargo, dado que interfieren en la utilizacin y funcin de nutrientes esenciales, pueden ser consideradas como sustancias txicas naturales. Es necesario saber en qu alimentos pueden encontrarse y cul es su mecanismo de accin para poder predecir y prevenir sus efectos. De forma genrica, las sustancias antinutritivas naturales se definen como aquellos compuestos que estn presentes de forma natural en algunos alimentos y actan provocando una prdida de nutrientes esenciales o interfiriendo en su utilizacin y funcin metablica (Patearroyo et al.,1995). Esta accin antinutritiva puede tener lugar a nivel del tracto gastrointestinal, en los tejidos y en algunos casos incluso fuera del organismo, en el mismo alimento. La presencia de estas sustancias en los alimentos no implica un problema de toxicidad aguda ni un riesgo serio para la salud en los pases desarrollados. Sus efectos nocivos pueden pasar desapercibidos en el caso de una alimentacin equilibrada, o incluso el aumento del aporte en la dieta del nutriente afectado, puede mejorar rpidamente el estado general. Sin embargo, es esencial que estos compuestos sean identificados y cuantificados, de tal manera que se evale su riesgo real para la salud humana o animal y puedan tomarse las medidas preventivas o correctivas correspondientes. Aunque su presencia en la mayora de los casos no constituye un riesgo inmediato para la salud, no deben ser ignorados, especialmente en dietas desequilibradas, basadas fundamentalmente en un nico alimento, como ocurre en los pases subdesarrollados, o en casos de individuos malnutridos o con deficiencias. A pesar de ser compuestos que se pueden encontrar en alimentos de origen animal y de origen vegetal, es en estos ltimos donde se han identificado en mayor proporcin. La presencia de estos factores antinutritivos en plantas, segn revelan diversos estudios, parece tener un fin especfico ya que son sustancias capaces de perturbar procesos metablicos de microorganismos o insectos y as proteger a la planta de su posible ataque y favorecer su crecimientos y desarrollo. Resulta muy difcil clasificar los factores antinutritivos particularmente desde el punto de vista de su estructura qumica ya que, como veremos ms adelante, constituyen un grupo muy variado de sustancias.

- 12 -

La clasificacin ms clsica de las sustancias antinutritivas de origen natural se realiza en funcin de los tipos de nutrientes con los que interfiere. En lneas generales existen cuatro grandes grupos: 1. Inhibidores enzimticos, que afectan a la utilizacin digestiva de protenas carbohidratos. 2. Sustancias que interfieren en la asimilacin de minerales. 3. Antivitaminas. 4. Sustancias de actividad polivalente.

o

Clasificacin de sustancias antinutritivas naturales Inespecficos: Taninos 1. Inhibidores enzimticos Especficos: Inhibidores de carbohidrasas y de proteasas Sustancias bocigenas 2. Sustancias que interfieren en la asimilacin de minerales cido oxlico cido ftico cido ascrbico oxidasa 3. Antivitaminas Antitiamina Niacingeno 4. Sustancias polivalente con actividad Taninos

Fibras

- 13 -

II.3.1. INHIBIDORES ENZIMTICOS Son sustancias que interfieren con la actividad de sistemas enzimticos del aparato digestivo. Inhiben especfica o inespecficamente enzimas necesarias para la asimilacin de nutrientes, se traduce in vivo en un dficit en la digestin de protenas y de carbohidratos. Por su estructura qumica pueden ser sustancias de naturaleza polifenlica, como por ejemplo los taninos, poco especficos, que se unen a enzimas digestivos, desnaturalizndolos; o sustancias de naturaleza proteica muy especficas. Dentro de este ltimo grupo, de especial importancia son los inhibidores de proteasas y carbohidrasas. En el grupo de los inhibidores de proteasas, se considera a los inhibidores de tripsina como uno de los factores antinutritivos ms importantes en cuanto a la disminucin de la calidad de las protenas de origen vegetal. Los inhibidores de tripsina son protenas con capacidad de inhibir la actividad proteoltica de enzimas digestivas, que se encuentran en la mayora de leguminosas y cereales. La soja es la leguminosa que presenta un mayor contenido, seguida de algunas variedades de judas verdes con valores algo menores. El garbanzo tiene niveles intermedios de los mismos y la lenteja y el guisante presentan los valores ms bajos. Aunque no todos los inhibidores son igualmente sensibles al tratamiento trmico y al procesado industrial, dichos tratamientos suponen una reduccin prcticamente completa de los inhibidores de tripsina (Martnez y Rincn, 1997).

II.3.2. SUSTANCIAS QUE INTERFIEREN EN LA ASIMILACIN DE MINERALES Dentro de este grupo se encuadran diferentes compuestos que interfieren con la utilizacin de minerales esenciales y estn ampliamente distribuidos en vegetales, frutas y cereales. No son sustancias txicas de por s y en general las cantidades presentes en los alimentos raramente causan intoxicaciones agudas bajo condiciones de consumo normal. Sin embargo pueden ser dainas para el organismo de una forma ms sutil desde el momento en que interfieren en la absorcin o utilizacin metablica de minerales esenciales. Esta accin puede tener peores consecuencias en estados de malnutricin. Estas sustancias van a interferir con la utilizacin de iodo (sustancias bocigenas), calcio, hierro, magnesio y otros cationes (cido oxlico y cido ftico).

- 14 -

II.3.2.1. Sustancias bocigenas La glndula tiroidea extrae y fija el in ioduro de la sangre para iodar la tirosina rindiendo 3,5-di-iodotirosina la cual se convierte en las hormonas del tiroides: tiroxina y triiodotironina. Alteraciones en el proceso de captacin y fijacin de iodo as como en la sntesis de las hormonas pueden provocar la hipertrofia de la glndula del tiroides (bocio). Adems dado que estas hormonas estimulan el metabolismo basal y muchas reacciones celulares, el crecimiento se ve seriamente afectado cuando la produccin de hormonas tiroideas es deficiente. En los aos 50-60 diferentes estudios (Greer, 1962) muestran que algunos alimentos (coles, coliflor, rbano,...) podan causar una reduccin significativa en la captacin de iodo por la glndula del tiroides. Se especulaba con la posibilidad de que el bocio endmico de determinadas zonas pudiera no ser debido enteramente a la deficiencia en iodo sino tambin a determinados hbitos alimenticios. Se ha sugerido la existencia de una correlacin entre el consumo prolongado y consistente de la familia de las crucferas y la aparicin de bocio. Hay un factor favorable que puede evitar el efecto antinutritivo de estos compuestos en el organismo y es que el calentamiento de los alimentos inhibe la accin de los enzimas glusosidasas impidiendo la liberacin de las sustancias bocigenas. Otro factor de proteccin frente a estas sustancias es el hecho de que en el hombre y en otros animales monogstricos el contenido acdico del estmago inhibe la accin de los enzimas de la planta impidiendo la liberacin de las sustancias antinutritivas, hecho que no ocurre en los rumiantes, en los cuales el material permanece en el lumen a pH neutro, lo que favorece la accin enzimtica y la puesta en contacto de los enzimas con los tioglucsidos.

II.3.2.2 cido oxlico Este compuesto es un cido fuerte que forma sales solubles con sodio y potasio pero insolubles con metales divalentes como el calcio: por la tanto va a interferir en su asimilacin. Los efectos adversos del oxalato en relacin a su influencia sobre la disponibilidad de calcio se deben considerar en funcin de la relacin cido oxlico/calcio existente en el alimento. Los alimentos con una relacin cido oxlico/calcio (meq/meq) mayor que uno pueden ser clasificados como una mala fuente de calcio e incluso como alimentos descalcificantes (Paterroyo et al., 1995). Sin embargo alimentos con una relacin igual o inferior a uno no interfieren en la disponibilidad de calcio. Existen alimentos de consumo habitual que tienen

- 15 -

relaciones cido oxlico/calcio elevadas, como por ejemplo el ruibarbo, espinacas, cacao, patatatas, t, caf. Si consideramos que 2,5g de cido oxlico precipitan 1g de calcio, la disponibilidad de calcio de un alimento viene determinada por la relacin cido oxlico g/kg/calcio g/kg. Algunos alimentos tienen relaciones altas (1/0,04), espinacas (1/0,1), patatas (0,15 / 0,03), cacao (0,8 / 0,12), t (1,3 / 0,5). Todos los alimentos que tengan una relacin superior a 2,25 pueden considerarse como descalcificantes (Mitjavila, 1990). El cido oxlico, aparte de interferir en la asimilacin de calcio, puede estar implicado en la formacin de clculos renales como consecuencia de la dbil disociacin de las sales de oxalato clcico. En dietas con un consumo alto de alimentos que contienen cido oxlico especialmente durante los perodos en los cuales el aporte de calcio es esencial (crecimiento, embarazo,...), se recomienda el consumo de alimentos ricos en calcio, como los productos lcteos, as como un aumento en la ingesta de vitamina D (Patearroyo et al., 1995). En el tubo digestivo del hombre existen bacterias capaces de degradar el oxlico, lo cual permite cierta adaptacin a los productos ricos en oxlico, lgicamente las consecuencias de esta adaptacin a la degradacin del oxlico implica un aumento en la absorcin del calcio (porque no precipita como oxalato clcico) (Pointillart y Gueguen 1992).

II.3.2.3. cido ftico (Se describir posteriormente).

- 16 -

II.3.3. ANTIVITAMINAS Este trmino agrupa a aquellos compuestos que disminuyen o destruyen el efecto de las vitaminas de una forma especfica, provocando indirectamente un aumento en los requerimientos de vitaminas. Los factores antivitaminas no resultan un verdadero riesgo para la salud, a no ser en estados carenciales. As por ejemplo la tiamina se encuentra entre las vitaminas que con frecuencia son deficientes en la dieta.

II.3.3.1. cido ascrbico oxidasa Es un enzima que contiene cobre y cataliza la oxidacin de la vitamina C o cido ascrbico y otros productos de oxidacin que son menos activos desde el punto de vista metablico. Este enzima se encuentra presente en muchos alimentos de origen vegetal y se libera cuando las clulas se rompen provocando la oxidacin de la vitamina C. Es un enzima activo a pH 4-6 y a temperatura de15-30C. Su actividad se inhibe cuando se cuecen los vegetales (Patearroyo et al., 1990). Se encuentra en plantas de la familia de las cucurbitceas: pepino, calabaza, meln y en otros vegetales como lechuga, coliflor, espinacas, zanahorias, patatas, guisantes, etc.

II.3.3.2. Antitiaminas Son compuestos que se han identificado en alimentos de origen animal (pescado fresco, molusco, crustceo) y de origen vegetal (semillas de mostaza, coles de bruselas, caf, t, fresas, grosellas...) El efecto antitiamina ha sido atribuido a la presencia de una serie de sustancias con estructura qumica variada pero derivada de los hidroxifenoles. II.3.3.3. Niacingeno Se trata de una sustancia que se encuentra en el maz. Es un precursor del cido nicotnico. En este compuesto el cido nicotnico se encuentra fuertemente unido a un polipptido, resistente a los enzimas digestivos por lo que se impide la asimilacin del cido nicotnico (Mitjavila, 1990). La liberacin de vitamina activa, slo puede darse por hidrlisis alcalina. La descripcin de la pelagra y su evolucin en Europa coinciden con la introduccin del maz en la alimentacin humana. Las observaciones realizadas sobre esta enfermedad llevaron al descubrimiento del cido nicotnico.

- 17 -

II.3.4. SUSTANCIAS DE ACTIVIDAD POLIVALENTE Existen dos grupos de sustancias presentes en los alimentos de origen vegetal, los taninos y las fibras, a los que se les atribuye acciones antinutritivas sobre nutrientes de distinta naturaleza: protenas, minerales y vitaminas de ah su clasificacin como sustancias polivalentes.

II.3.4.1. Taninos Son un grupo heterogneo de sustancias no siempre bien caracterizadas. En los aos 60 se definieron los taninos como compuestos fenlicos solubles en agua, con un peso molecular comprendido entre 500 y 3000, con capacidad de precipitar alcaloides y protenas y que dan las reacciones caractersticas de los fenoles (Jansman, 1993, Patearroyo et al., 1995). En opinin de Pointillart y Gueguen (1992), los efectos antinutritivos de estos compuestos se manifiestan a varios niveles: por un lado con las protenas forman unos complejos que resultan totalmente irreversibles durante la digestin. Por otro, los taninos tienen capacidad para unirse a iones di y trivalentes como por ejemplo el hierro disminuyendo su biodisponibilidad. Los taninos tambin pueden clasificarse como antivitaminas ya que disminuyen la disponibilidad de la vitamina B12 por combinarse con ella y hay determinados estudios que atribuyen a los taninos presentes en los alimentos la capacidad de disminuir las reservas hepticas de vitamina A (Mitjavila, 1990). Adems los taninos poseen actividad antitiamina, as diversos estudios experimentales atribuyen la actividad antitiamina del t a la formacin de un complejo tiamina-tanino que inactiva a la vitamina (Patearroyo et al., 1995). Su presencia en alimentos disminuye el valor nutritivo de los mismos. Se encuentran en leguminosas como habas, alubias, guisantes y en muchas frutas fundamentalmente cuando an no estn maduras; tambin se han identificado en el caf, t y cacao. Se utilizan como aditivos en la industria del vino y la cerveza. Segn Mitjavila (1990) el nivel de astringencia de las raciones parece tener una funcin importante en la eleccin alimentaria. As, observaciones realizadas en monos muestran una correlacin inversa muy estrecha entre las especies vegetales escogidas como alimento y su concentracin en taninos; la correlacin con el contenido en alcaloides en cambio es mucho menos marcada. Como conclusin podemos decir que la astringencia es el factor determinante de una reducida ingestin

- 18 -

de los alimentos demasiado ricos en taninos. Los efectos antinutritivos de estos polifenoles se manifiestan principalmente por un aumento de la excrecin fecal de nitrgeno.

II.3.4.2. Fibras Mitjavilla (1990), engloba dentro del trmino fibras diversos constituyentes hidrocarbonados de los alimentos, de estructura polimrica, presentes sobre todo en los vegetales. Estos compuestos, no degradables por los enzimas de secrecin digestivos, no tienen capacidad nutritiva. Slo algunas bacterias, abundantes en el sistema digestivo de los animales poligstricos, son capaces de atacar estas molculas. Entre los constituyentes de las fibras distinguimos las celulosas (homopolisacridos formados por residuos de glucosa), las hemicelulosas (heteropolisacridos formados por xilanos, galactanos, mananos...), las pectinas (polisacridos formados por cido galactournico y rammnosa) y las ligninas (polmeros de fenil propano). La tasa global de fibras en una racin depende de la importancia y de la naturaleza de alimentos de origen vegetal. Las costumbres alimentarias derivadas de la industrializacin tienden a minimizar la ingestin de fibras; en los pases desarrollados la tasa de fibra consumida vara entre 4 y 12 g por da. La funcin nutricional de las fibras ha trado a menudo discusiones: en realidad constituyen una envoltura que aumenta el volumen de la fraccin no digerible. Poseen adems un elevado poder higroscpico y tienen una funcin importante en la motilidad y el trnsito digestivo. Existen, sin embargo diferencias importantes segn la naturaleza de la fibra, aunque se admite actualmente de forma global, que el efecto de esta envoltura de la fibra es determinate para la actividad trfica del epitelio digestivo y para el equilibrio de la flora intestinal. Su funcin protectora queda manifiesta en las encuestas epidemiolgicas realizadas, donde se compara la tasa de incidencia del cncer clico entre dos poblaciones que consumen dietas alimentarias comparables pero con un contenido en fibra distinto. Ahora parece indiscutible que la presencia de fibras limita la trasformacin por las bacterias digestivas de algunos cidos biliares en derivados cancergenos como el cido desoxiclico. Al mismo tiempo, por dilucin, disminuyen la concentracin de estos compuestos y, por tanto, reducen su accin directa sobre la mucosa y su absorcin. Estas ventajas de las fibras no deben hacernos olvidar algunos efectos indeseados, expuestos anteriormente, que se manifiestan bsicamente por una disminucin de la disponibilidad digestiva de minerales y un aumento de la prdida endgena de protenas y grasas.

- 19 -

La accin antinutritiva de las fibras se manifiesta a dos niveles. Por un lado contribuyen a una prdida endgena de protenas, grasas e hidratos de carbono, porque aumentan el volumen de la fraccin no digerible. Por otro, disminuyen la disponibilidad digestiva de minerales ya que reducen la absorcin de hierro, calcio, zinc y cobre (Reinhold et al., 1976; Pointillart y Gueguen, 1992). Segn Eastwood (1992) son los carbohidratos complejos, particularmente aquellos que poseen grupos cidos urnicos y fenlicos, o residuos sulfatos tales como pectinas y alginatos los que pueden unirse al magnesio, calcio, zinc y hierro. Este investigador comenta que la reduccin en la absorcin de minerales y vitaminas poda, en teora, tener consecuencias nutricionales adversas, particularmente en poblaciones que se alimentan a base de dietas deficientes en estos nutrientes, por ejemplo en pases en vas de desarrollo, comunidades donde las dietas pueden ser marginales en micronutrientes pero de alto contenido en fibra. Los nios son particularmente vulnerables a tales condiciones. Por otra parte la ingestin de fibra diettica puede afectar la absorcin de drogas en dos sentidos: por reduccin del vaciado gstrico o inhibiendo la mezcla en el intestino delgado. El efecto de las fibras sobre la disponibilidad de calcio se ha confundido a menudo con el de los fitatos, que frecuentemente acompaan a las fibras, en alimentos como los cereales. Estudios realizados en el hombre, administrando dos panes de igual concentracin en fibra pero de contenido distinto en fitatos, han evidenciado inequvocamente la gran influencia de las fibras en el metabolismo mineral. Existen trabajos que han tratado de comparar el efecto adverso sobre la biodisponibilidad mineral del cido ftico y las fibras que han demostrado, que en el caso de los cereales, el principal culpable es el cido ftico (Davies et al, 1977; Pointillart et al., 1992) Otros estudios confirman la reduccin de la absorcin de Fe, Ca, Zn y Cu por la accin especfica de celulosas y sobre todo de hemicelulosas. Los resultados relacionados con la influencia de las pectinas en el metabolismo mineral son a veces contradictorios: algunos autores creen que la pectina no tienen ningn efecto sobre la absorcin del Ca, Mg, Zn, Cu y Fe. Sin embargo, resultados obtenidos in vitro muestran que los grupos carboxil e hidroxil de las molculas estn parcialmente implicados en la quelacin de cationes, jugando adems el pH del medio digestivo una funcin importante en la estabilidad de los complejos formados. A partir de estos resultados, tendramos que la celulosa tendra poca capacidad para asociarse a los cationes mientras que las hemicelulosas y las pectinas retendran un fuerte porcentaje de ellos. La tasa de esterificacin de las pectinas podra ser un factor decisivo en la

- 20 -

capacidad de ligar el calcio. Aumentando el volumen de la fraccin no digerible, las fibras ejercen una accin trfica sobre el epitelio digestivo. Contribuyen as al aumento de la prdida endgena de protenas, e indirectamente, al aumento del requerimiento nitrogenado. Los resultados experimentales, muestran, efectivamente, que la utilizacin digestiva aparente de nitrgeno de la harina blanca es un 10 % superior a la de la harina integral. Del mismo modo, los estudios realizados ratas, alimentndolas con harina blanca o harina entera (con tasas de fibra respectivamente de 0,7, 1,6 y 5,1 %) muestran que los coeficientes de utilizacin digestiva aparente de nitrgeno son de 97,93 y 84 %.

- 21 -

II. 4. ACCIONES DE LOS FITATOS II.4.1. PAPEL FISIOLGICO DE LOS FITATOS La funcin de las grandes cantidades de fitato presentes en la plantas (Cheryan, 1980) no est clara. El proceso de sntesis de cido ftico es caro desde el punto de vista metablico, pues se involucran 6 ATP por mol de producto para las fosforilaciones. Se piensa que esta sustancia puede servir como almacn de fsforo (Hall, 1966), de cationes (Williams, 1970), de glucuronato (un precursor de la pared celular) o grupos fosforilos de alta energa (Biswas, 1965) que pueden ser metabolizados por la fitasa y por la fitato-nucletido difosfato fosfotransferasa durante la germinacin para ayudar al desarrollo de la planta. Sin embargo, otros muchos metabolitos tambin pueden suministrar energa, glucuronato, cationes, y fsforo, sugiriendo que el fitato puede poseer funciones adicionales desconocidas hasta el momento. Asada et al. (1968) afirman que el fitato es un producto final del metabolismo del fsforo en el proceso de maduracin del grano de arroz. Estudios realizados con otras muchas semillas tambin han demostrado una acumulacin de cido ftico con el avance de la maduracin (Makower, 1970). En este sentido, Cosgrove (1966) ha revisado algunas teoras acerca de la funcin fisiolgica del cido ftico, y numerosos investigadores consideran que acta como una capa de fsforo, ms que de almacn y su formacin durante la maduracin de las semillas previene la acumulacin de niveles excesivamente elevados de fsforo inorgnico (Samotus, 1965). Gupta y Venkitasubramanian (1975) opinan que tambin juega un rol micolgico en el campo, al prevenir la produccin de aflatoxinas en las semillas de soja haciendo que el zinc no est disponible para el hongo (Cheryan, 1980).

II.4.2. EFECTOS BENEFICIOSOS Existen una serie de procesos en los que el fitato se ve implicado de forma positiva. Estos beneficios son tanto de naturaleza tecnolgica para la industria, como fisiolgica para el consumidor.

II.4.2.1. Accin como antioxidante Algunos autores han sugerido que la capacidad del fitato para unirse al hierro en el tracto gastrointestinal podra tener beneficios al prevenir que el hierro inorgnico, no absorbido, acte como generador de radicales libres. Estas especies qumicas, de vida corta pero altamente reactivas, son capaces de infligir un dao

- 22 -

considerable a las clulas vivas, incluyendo la induccin de mutaciones al daar directamente el ADN. La acumulacin de efectos genticos se asocia con el desarrollo de cncer rectal. Se pens que la presencia de hierro libre en el lumen intestinal podra acelerar este proceso. En la actualidad, esta hiptesis sigue siendo especulativa, aunque ilustra el principio de que muchos de los alimentos pueden tener tanto efectos beneficiosos como adversos (Jhonson y Southgate, 1995). Segn Graf et al. (1987), a pesar de que muchos agentes quelantes del hierro potencian la formacin de oxgeno reactivo y la peroxidacin de lpidos, el cido ftico (abundante en legumbres comestibles, cereales y semillas) forma un complejo con el hierro que acelera la oxidacin de Fe2+ mediada por el oxgeno, bloquea la generacin de radicales hidroxilo dirigidos por el hierro y suprime la peroxidacin de lpidos. Por otra parte, elevadas concentraciones de cido ftico previenen el pardeamiento y la putrefaccin de varias frutas y verduras mediante la inhibicin de la polifenol oxidasa. Estas observaciones indican que el fitato presenta una importante accin antioxidante en semillas durante el perodo de latencia y proponen al fitato como sustituto de los antioxidantes empleados en la actualidad, muchos de los cuales suponen riesgos potenciales para la salud. Esta propiedad oxidativa surge de la aceleracin de la oxidacin del Fe2+ por el oxgeno molecular, mediada por el fitato, pero no por H2 O2 , mientras que no afecta a la reduccin de Fe3+ a Fe2+. As, el cido ftico causa un cambio sustancial en el potencial redox del hierro, asegurando la rpida eliminacin del Fe2+ sin la concomitante produccin de OH. Presumiblemente ocurre una disminucin similar en el potencial de reduccin del fitato monofrrico, lo cual imparte una funcin antioxidante dual al cido ftico con ratios elevados fitato-a-hierro. El Fe2+ solo, induce a la formacin de oxiradicales y peroxidacin de lpidos, mientras el Fe3+ es relativamente inerte, incluso en presencia de oxgeno y de lpidos poliinsaturados. Numerosos procesos biolgicos conducen a la formacin de Fe2+ y como consecuencia formacin de OH. La supresin de estos eventos oxidativos catalizados ordinariamente por el hierro libre y muchos quelatos de hierro pueden poseer una importante funcin antioxidante de las cantidades de fitato contenidas en las semillas de las plantas, cereales, legumbres. En realidad, la mayora del hierro en las semillas es complejado por el fitato (Morris y Ellis, 1985). De los quelatos de hierro estudiados por Graf et al. (1990), solamente el fitato parece tener futuro como conservante efectivo y no txico. De hecho el cido ftico est siendo ya manufacturado a gran escala para utilizarlo en alimentacin. Aunque en Estados Unidos no est legalizada su utilizacin como aditivo, s lo est en otros pases; incluso en Japn se ha patentado una mezcla de cido ftico con lecitina como

- 23 -

antioxidante. Es comn su utilizacin como antioxidante en productos marinos envasados, as como en frutas y verduras, de esta forma se suprime la putrefaccin pues se evita que los microorganismos utilicen el hierro.

II.4.2.2. Disminucin de la glucosa en sangre y de la respuesta hormonal Los alimentos ricos en almidn proporcionan una baja respuesta de glucemia en sangre, beneficioso para la salud y para el tratamiento de la diabetes y de las hiperlipidemias (Wolever, 1990). En este sentido, se han observado correlaciones negativas entre el ndice de glucemia y la concentracin de cido ftico ingerido a partir de los alimentos (Trout et al., 1993). Parece ser que el cido ftico es capaz de unirse directamente a la enzima amilasa, disminuyendo su actividad en el intestino delgado y evitando la liberacin de azcares simples que aumentan la respuesta hormonal. Adems es capaz de captar el calcio, mineral necesario para estabilizar la actividad de la amilasa, influyendo en el grado de gelatinizacin del almidn y en la accesibilidad de las enzimas digestivas a este sustrato (Thompson, 1988; Martnez et al., 1996)

II.4.2.3. Disminucin del riesgo de cncer de colon y mama De las diferentes clases de alimentos con alto contenido en fibra, solamente la ingesta de cereales y legumbres muestra una correlacin negativa con el cncer de colon. (Irving y Drasar, 1973). Este descubrimiento es significativo porque los cereales y las legumbres son los nicos que contienen cantidades sustanciales de inositol hexafosfato. Graf y Eaton (1985) comentaron que otros alimentos ricos en fibra, no estn relacionados con la reduccin en la incidencia de cncer de colon y su contenido en InsP6 es muy bajo. Estos investigadores, posteriormente (1990) opinan que el potencial antioxidante del cido ftico podra ejercer una accin protectora frente al cncer de colon inducido experimentalmente en ratas. Por lo tanto, el papel que se le atribuye actualmente a la fibra diettica en la prevencin del cncer de colon puede ser debido en parte a la accin del cido ftico. Sin embargo, Alabaster et al. (1996) observaron experimentalmente que el efecto preventivo de la fraccin cruda de la fibra, frente al cncer de colon es independiente del efecto del cido ftico. En numerosos estudios epidemiolgicos se ha indicado que varios factores medioambientales y hereditarios contribuyen al cncer de colon (LIC). Dentro de los factores medioambientales, los factores dietticos son los ms relevantes. Las alteraciones en el epitelio del colon son factores importantes, previos a la formacin

- 24 -

de posibles clulas neoplsicas. Un examen histolgico de las criptas epiteliales del colon permite la identificacin de anormalidades ligadas al desarrollo del cncer (Deschner y Maskens, 1982). La proliferacin celular es una caracterstica que aumenta la relacin de las influencias dietticas sobre la carcinognesis. Algunas investigaciones indican que cuanto ms activo es el compartimiento proliferativo dentro de la criptas, mayor es el riesgo de cncer de colon (Lipkin et al., 1985). Baten et al. (1989) observaron que el InsP6 inhibe la carcinogsis experimental de colon no solamente en ratas sino tambin en ratones. Efectivamente, Shamsuddin et al. (1992) observaron que el inositol hexafosfato (cido ftico) inhibe la carcinogsis en ratas, produciendo simultneamente una disminucin de la proliferacin celular. Los mecanismos por los que el cido ftico acta frente al desarrollo del cncer no estn claros, aunque Thompson y Zhang (1991) opinan que el proceso debe estar relacionado con la capacidad de este compuesto para unirse a minerales como el hierro y el calcio, puesto que comprobaron que el cido ftico purificado inhiba de forma significativa la carcinognesis de colon y de mama en presencia de gran cantidad de minerales en la dieta. El cido ftico es capaz de unirse al hierro, evitando la peroxidacin de los lpidos. De esta forma queda mermada la formacin de radicales libres durante la oxidacin de los lpidos, que puede alterar las membranas celulares y estimular la multiplicacin celular. Tambin puede unirse al zinc, necesario en la sntesis de ADN y de nuevo, indirectamente, reducir la muultiplicacin celular. Sin embargo, los resultados encontrados hasta ahora sobre el papel del calcio en la carcinognesis no estn claros. Thompson y Zhang (1991) apoyan la hiptesis de que cualquier exceso de calcio puede incrementar la proliferacin celular, por lo que consideran al cido ftico un protector frente al cncer de colon. No obstante, en varios estudios se ha demostrado que una alta ingesta de calcio puede reducir la actividad proliferativa de las clulas del colon debido a su capacidad de unin a los cidos biliares y cidos grasos (Wargovich, 1988). Por otra parte, la inactivacin de la alfa-amilasa por el cido ftico puede dar lugar a que parte del almidn llegue al colon sin ser digerido, siendo fermentado por la flora bacteriana y produciendo cidos grasos de cadena corta. Estos cidos grasos disminuyen el pH de tal manera que la solubilidad de los cidos grasos biliares se reduce y se neutraliza el amonaco, que parece ser un promotor tumoral. En estudios epidemiolgicos se ha comprobado una estrecha relacin entre el cncer de colon y mama y se sugiri la posibilidad de que tienen en comn algunos factores etiolgicos. La grasa ha sido implicada como agente impulsor de ambos tipos de cncer. Sin embargo, una ingesta elevada de fibra diettica en vegetarianos o semi-vegetarianos se traduce en una menor incidencia de cncer que en los omnvoros o no-vegetarianos (Drasar e Irving, 1973; Reddy et al., 1980).

- 25 -

Estudios llevados a cabo por Thompson y Zhang (1991) indican que el cido ftico puede disminuir la actividad proliferativa celular y la presencia y crecimiento del tumor en el colon de las ratas y ratones. No se conoce si el cido ftico puede tambin afectar al cncer mamario. Aunque, a causa de la estrecha relacin entre los dos tipos de cncer, se hipotetiz que puede existir de igual modo un efecto protector para el cncer de mama. Los mecanismos por los cuales el cido ftico puede afectar al desarrollo del cncer no estn claros. Sin embargo, como el cido ftico es una molcula cargada negativamente que puede unirse a minerales tales como Fe y Ca, tambin se piensa que su efecto puede estar parcialmente relacionado con su habilidad de unin a los minerales. El efecto protector del cido ftico en el colon sugerido por Thompson y Zhang (1991) coincide con los resultados de otros investigadores. Nielsen et al (1987) observan que la proliferacin celular decrece a medida que el nivel de cido ftico en la dieta (0.6-2.0 %) se incrementa, mientras Shamsuddin y colaboradores (1992) demuestran que la adicin de 1 2 % de cido ftico en el agua de bebida de las ratas reduce significativamente la incidencia y tamao del tumor si se compara con los controles. Se han propuesto varios mecanismos para explicar este efecto protector del cido ftico en el colon tales como: (i) su habilidad para actuar como antioxidante por unirse a los minerales catalizadores de la peroxidacin lipdica; (ii) su unin al zinc, un cofactor de numerosos enzimas involucradas en la sntesis de DNA; (iii) al unirse a la enzima amilasa o al almidn, se incrementa la cantidad de almidn que no es digerido y fermentado en el colon a cidos grasos de cadena corta; esto puede disminuir el pH hasta un nivel protector para el cncer y (iv) los mecanismos en los que est involucrado el inositol trifosfato que es producido por hidrlisis del cido ftico. Sin embargo, en este estudio, como consecuencia de que el cido ftico reduce la actividad proliferativa celular en el colon de las ratas alimentadas con una dieta rica en grasas, particularmente cuando los niveles de Ca y Fe son elevados, es probable que el efecto del cido ftico en el colon est de alguna manera relacionado con la capacidad de unirse a los minerales. El carcinoma de mama es una de las causas ms frecuentes de muerte entre las mujeres (Babich, 1993). Se considera el cncer ms comn en la mujeres de Norte Amrica y la segunda causa que conduce a un fallecimiento por cncer (superado solamente por el de pulmn), afectando tambin a los hombres. La incidencia del carcinoma de mama ha permanecido constante o parece incrementarse y se necesitan nuevas aportaciones, direcciones, y nuevos agentes para la profilaxis y terapia de esta enfermedad que se convierte en una materia de solucin urgente. Los mecanismos que inhiben la iniciacin del cncer de mama por los

- 26 -

compuestos de Ins no estn claros. Eggleton (1991) sugiere que el InsP6 puede ejercer su accin antineoplsica al reducir la generacin de radicales libres. Sin embargo, la accin anticancerosa largo tiempo despus de induccin del carcingeno supone que pueden estar involucrados mecanismos adicionales. Por otra parte, no se explica porque el Ins sera tambin un inhibidor efectivo de la formacin del tumor in vivo (Vucenik et al., 1995). Graf y Eaton (1985) afirman que el consumo de cido inositol hexafosfato en la dieta, se considera el mejor factor etiolgico para reducir la incidencia del cncer de intestino grueso en Escandinavia. Finlandia comparado con Dinamarca, presenta aproximadamente la mitad de la prevalencia de cncer colorectal, y los finlandeses consumen de 20 al 40 % ms de InsP6 que los daneses. Es un quimiopreventivo en ambos modelos de carcinognesis de colon y mama in vivo; la actividad anticancergena no fue observada nicamente durante la fase de iniciacin, sino tambin en la fase de posterior. El Inositol hexafosfato redujo significativamente la tasa mittica en las criptas del colon en animales tratados con carcinognesis, mientras que en animales sin un tratamiento anticancergeno permaneca normal (Sakamoto et al., 1992)

II.4.2.4. Inhibicin y diferenciacin de las clulas cancergenas en clulas prostticas humanas El cncer de prstata es habitual entre los varones de los pases industrializados. La verdadera frecuencia del cncer de prstata es actualmente muy superior a los casos clnicos porque suelen ser (70-90 %) descubrimientos microscpicos incidentales en la autopsia o en una intervencin quirrgica por hiperplasia benigna. Shamsuddin y Yang (1995) comprueban la eficacia del InsP6 en la lnea celular PC-3 y eligen esta lnea celular por ser andrgeno dependiente. La prdida de control de la proliferacin celular es un componente bsico de la carcinognesis y al reducir la tasa de divisin celular, disminuye la incidencia del cncer, la multiplicacin del tumor y se enlentece la progresin del precncer al cncer. Como en la mayora de las casos, el cncer de prstata permanece clnicamente sin manifestaciones clnicas y es comn en edades avanzadas, estas son razones importantes tanto para tratar a esta poblacin de riesgo con una quimioprevencin profilctica como para frenar el desarrollo del cncer, si no es totalmente irreversible.

- 27 -

II.4.2.5. Prevencin de las enfermedades coronarias Las enfermedades coronarias son una de las mayores causas de muerte en los pases occidentales, aunque todava es baja en Japn y en pases en vas de desarrollo. Se piensa que la fibra diettica puede influenciar la etiologa de las enfermedades cardacas debido a su habilidad para disminuir los niveles de colesterol (Trowell, 1972). Se sugiere que el cido ftico, como va asociado a la fibra, puede jugar un papel importante en la reduccin del colesterol del suero al influir la ingesta de zinc y cobre. El desequilibrio de zinc y cobre (relacin zinc-a-cobre elevada) resultante de hipercolesterolemia, puede ser el mejor factor etiolgico de las enfermedades coronarias ( Klevay, 1975). Se comprueba tambin la intervencin del cido ftico como protector frente a una lesin isqumica coronaria al quelarse con el hierro y suprimir la formacin de radicales libres inducida por el hierro y, como consecuencia la peroxidacin de lpidos. (Ko y Goldn, 1990). Esto debera sealarse como el soporte del papel preventivo del cido ftico en las enfermedades del corazn basado solamente en pocos estudios con animales e in vitro. Sin embargo faltan resultados sobre los estudios que evalan el efecto del cido ftico de la dieta sobre la prevencin de las enfermedades cardacas (Zhou y Erdman, 1995).

II.4.2.6. Reduccin de la concentracin de lpidos en sangre Al igual que otros antinutrientes, la adicin de cido ftico a la dieta disminuye los niveles de colesterol y triglicridos en plasma de ratas (Sharma, 1984; Jariwalla et al., 1990). Parece ser que este efecto est relacionado con la capacidad del cido ftico para unirse al zinc, disminuyendo el cociente zinc/cobre en plasma (Klevay, 1977). Adems, puede estar influido por la reduccin del ndice glucmico y las concentraciones de insulina que produce el cido ftico que conduce a la disminucin del estmulo para la sntesis heptica de lpidos (Wolever, 1990). Como se ha expuesto, el cido ftico parece tener diversos efectos beneficiosos para la salud que nos lleva a evaluar este compuesto desde un punto de vista diferente. El resultado origina controversias sobre si es conveniente o no su eliminacin de los alimentos. Quiz la solucin se encuentre, como menciona Thompson (1993) en la investigacin de concentraciones de cido ftico capaces de reducir el cncer de colon y las enfermedades cardiovasculares sin alterar la biodisponibilidad mineral o disminuir la digestibilidad de la protena. No obstante, es necesario resaltar la importancia que posee la combinacin adecuada de los alimentos con el fin obtener una ingesta suficiente de todos los nutrientes esenciales

- 28 -

para el organismo, fundamentalmente en aquellos grupos de poblacin ms susceptibles al impacto de una alta concentracin de fitato, como es el caso de los nios, adolescentes, mujeres en gestacin y ancianos, cuyos requerimientos minerales son especialmente crticos (Martnez et al., 1996).

II.4.2.7. Prevencin de la formacin de clculos en el rin Como consecuencia de su propiedad quelante, el cido ftico se ha utilizado con xito para prevenir la formacin de piedras renales (Ohkawa et al., 1984; Sakamoto et al., 1992). Ebisuno et al. (1987) estudiaron la administracin oral de etilen glicol a ratas, las deposiciones intratubulares resultantes de microcristales de oxalato clcico, las influencias del calcio o magnesio diettico y evaluaron las eficacias protectoras frente a las cristalizaciones por tratamiento con fitina y citrato de sodio. Con el incremento de la ingesta de calcio y la excrecin urinaria, haba un marcado aumento en el depsito tubular de cristales de oxalato de calcio y del contenido de calcio en el tejido renal. Aunque se ha comprobado en ratas que la deficiencia de magnesio acelera la deposicin del oxalato de calcio del tbulo renal sobre un protocolo hiperoxalrico, no se observa un efecto protector cuando se toman excesivas cantidades de magnesio. Estos resultados estn en concordancia con los informes que revelan un aumento en la formacin de clculos de oxalato de calcio debido a una disminucin de magnesio (Gershoff, 1961; Rushton, 1981). Otros investigadores observan que una elevacin acusada del magnesio plasmtico deprima significativamente la reabsorcin del calcio en los tbulos renales (Massry, 1970; Quamme, 1980). Los resultados de Ebisuno et al. (1987) con respecto al grupo de altas concentraciones de magnesio de la dieta estn en desacuerdo con aquellos trabajos. Existan dudas sobre que el aumento del calcio urinario se relacionara con el suplemento de un exceso de magnesio. Los resultados obtenidos por Ebisuno et al. (1987) sobre el estudio de la fitina, en ratas alimentadas a base de dietas con elevado contenido en calcio suplementada con fitina, manifiestan su proteccin frente a la formacin y crecimiento de los cristales. La eficacia se asocia con la disminucin de la excrecin urinaria de calcio inducida por el tratamiento a base de fitina. En estudios previos realizados por estos investigadores, se observa que la fitina reduce la absorcin intestinal de calcio y que el tratamiento con salvado de trigo es efectivo para prevenir la recurrencia de las

- 29 -

piedras urinarias de calcio.

II.4.2.8. Otras acciones El InsP3 e INsP4 funcionan como segundos mensajeros a travs de estimulacin extracelular, mientras que los compuestos de inositol ms fosforilados pueden actuar como neuromoduladores. Aunque, no est claro hasta qu punto la ingesta de cido ftico en la dieta afecta al contenido y diversidad de los inositol fosfatos dentro de los tejidos y a sus funciones intra- y extracelulares. Se necesitan ms estudios para evaluar el efecto del cido ftico diettico, si existe, sobre la regulacin de la divisin y diferenciacin celular y la excitabilidad de las neuronas (Zhou y Erdman, 1995). Por otra parte, existe una relacin directa entre el contenido de cido ftico y el tiempo requerido por las semillas de leguminosas para alcanzar la textura que se considera aceptable despus de la coccin, puesto que se demuestra como un alto contenido en cido ftico disminuye el tiempo necesario para la coccin de las legumbres. El cido ftico se une a los iones de calcio y magnesio, evitando su unin con las molculas de pectina de los tejidos, lo que favorece el reblandecimiento y la disolucin de las sustancias pcticas (Sakamoto et al., 1992).

- 30 -

II.4. 3. ACCIONES DELETREAS DE LOS FITATOS II.4.3.1. Accin como antinutriente Las implicaciones nutricionales de los fitatos ya se han mencionado en este captulo de revisin y antecedentes. As, el cido ftico se encuentra normalmente en forma de complejos con minerales esenciales o/y protenas (Erdman, 1979; Cheryan, 1980, Fox y Tao, 1989). Al aumentar el pH y bajo ciertas concentraciones de fitato, el cido ftico puede interactuar con minerales y con minerales y/o protenas. Sin embargo, como se ha comentado anteriormente, la habilidad de complejacin del cido ftico a los minerales presenta efectos beneficiosos en cuanto a la disminucin del colesterol y los triglicridos sricos (Klevay, 1977; Jariwalla et al., 1990), la supresin de la oxidacin mediada por el hierro y la reduccin del riesgo de cncer de colon (Shamsuddin, 1992). El cido ftico tambin se considera un antioxidante natural debido a la inhibicin de la formacin de radicales libres y peroxidacin de lpidos (Graf et al., 1987; Zhou y Erdman, 1995)

a) Accin sobre la disponibilidad mineral Puesto que el fitato no puede ser absorbido y los humanos tenemos una capacidad limitada para hidrolizar esta molcula, puede predecirse un efecto negativo del cido ftico sobre la biodisponibilidad mineral (Pawar e Ingle, 1988). Adems el fsforo del fitato no puede estar nutricionalmente disponible. Harrison y Mellamby (1934) son los primeros investigadores que descubren que el fitato era el factor diettico responsable de la inhibicin de la absorcin del calcio en la harina de avena y la induccin de riesgos en perros jvenes. McCance y Widdowson (1.942) manifiestan que la ingestin de pan preparado a partir de harina de trigo de alta extraccin disminuye la retencin de calcio en los humanos cuando el pan representaba del 40-50 % de la energa de la dieta. Tambin comprueban que la destruccin del fitato mejoraba la retencin del calcio. El recrudecimiento del raquitismo y de las fracturas espontneas durante la Segunda Guerra Mundial en Gran Bretaa y Francia se atribuye al consumo de pan completo (McCance y Widdowson, 1942) y el cido ftico era claramente responsable. Posteriormente (1943) estos investigadores, observan que el fitato tambin inhibe la absorcin del hierro. El efecto negativo del cido ftico sobre la retencin del zinc es primeramente

- 31 -

reconocido por O'Dell y Savage (1.960) al observar una merma en la absorcin de zinc en pollos alimentados con fitato y posteriormente Oberleas et al., utilizando cerdos (1.962) y ratas (1.966). Los estudios de Oberleas fueron importantes porque tambin comprueban que la adicin de calcio a una dieta con un suplemento de fitato, reduce posteriormente la utilizacin del zinc diettico. Estos descubrimientos proporcionan la base para la tesis de que la deficiencia de zinc entre los humanos en los pases del Medio Este est en parte causada por el elevado contenido de fitato del pan que constituye el alimento principal en la dieta de los ms desfavorecidos (Sandstead et al 1984; Halstead et al., 1972). Posteriormente, Turnland et al. (1985) confirman los descubrimientos de Reinhold et al. (1973), al observar que el fitato inhibe la absorcin de trazas de un istopo estable del zinc y Sandstrm et al. (1987) comprueban que la retencin de trazas de zinc radioactivo por los humanos est inversamente relacionada con la cantidad de fitato en las comidas basadas en granos de cereales, incluyendo centeno, cebada, avena, triticale y trigo entero. Ms recientemente, Knox et al. (1991) comunican los efectos adversos de 25 g de pan integral de trigo (10 g de fibra y 350 mg de fitato), sobre la retencin de 47 Ca por los ancianos. Los descubrimientos concuerdan con la advertencia de Heaney (1982) de que las personas de la tercera edad deberan ser prudentes con el consumo de alimentos ricos en fitato a causa de los efectos indeseables sobre la retencin del calcio. As, es evidente que ingestas elevadas de fuentes de fibra, que son tambin ricas en fitato, pueden tener efectos adversos sobre los nutrientes minerales en los humanos. Como se ha expuesto anteriormente, existen numerosos documentos referentes al efecto negativo del cido ftico sobre la absorcin de zinc, hierro, cobre, manganeso y calcio. Estos efectos se han observado experimentalmente tanto en animales como en humanos, aunque parecen existir variaciones entre las diferentes especies y minerales. Todava no est claro bajo que condiciones dietticas se presentan los mismos. La retencin mineral del cido ftico se lleva a cabo por la formacin de complejos. Como mencionamos en el apartado de su estructura qumica, el cido ftico tiene seis protones fuertemente disociados (pKs 1.1 a 2.1) y seis protones dbilmente disociados (pKs 4.6 a 10.0). Debido a la disociacin de estos protones ionizables, el fitato puede formar complejos muy estables con cationes metlicos, de acuerdo con al menos cinco posibles estructuras diferentes. Los verdaderos mecanismos de las interacciones de cido ftico y los minerales no se comprenden

- 32 -

bien, aunque es posible que el cido ftico pueda complejar a un catin dentro de un slo grupo fosfato o entre dos grupos fosfato o entre la misma o diferentes molculas. Los complejos tienen estequiometrias del tipo (n = 1 a 6). Normalmente los cationes divalentes forman sales insolubles penta- y hexasustituidas, sin embargo, no es frecuente encontrar sales mono-, di-, tri-, y tetrasustituidas. Las fuerzas relativas de unin de los diferentes minerales al cido ftico varan enormemente. Se necesita ms informacin acerca de la formacin, estructuras y propiedades de los complejos metal-fitato (Nolan, 1987, Evans y Martin, 1988; Fox y Tao, 1989; Torre et al., 1991). A continuacin procedemos a exponer las implicaciones nutricionales de los principales minerales y la accin complejante del cido ftico sobre los mismos:

1. ZINC En general son los productos de origen marino (ostras y crustceos) los ms ricos en zinc, seguidos de las carnes rojas, derivados lcteos, huevos y los cereales integrales. El procesado de alimentos es una de las principales causas de la prdida de zinc. El ejemplo ms representativo lo constituyen los cereales, que pueden ver reducido su contenido desde un 20 a un 60 % cuando son refinados (Conor, 1980; Linder, 1988). El zinc procedente de los alimentos vegetales est menos biodisponible debido a la presencia de cido ftico que forma complejos insolubles poco absorbibles. Doreste (1987) en un estudio especfico sobre el estado nutricional de la poblacin de la Comunidad Autnoma Canaria, encuentra una ingesta diaria de zinc de 13,05 mg/persona y da. El zinc se encuentra prcticamente en todos los tejidos animales, siguiendo una distribucin similar en distintas especies (Cousins y Hempe, 1991). Es un elemento eminentemente intracelular, estando unido en gran proporcin a las membranas y parece intervenir en la funcin y estabilidad de stas. Existen varias sustancias que disminuyen la biodisponibilidad del zinc, como los fitatos y la fibra, abundantes en los productos vegetales; el calcio y el EDTA de determinados productos envasados y parece ser que el calcio tambin compite con l en el proceso de captacin (Conor, 1980; Linder, 1988). El zinc desempea varias e importantes funciones biolgicas, principalmente por su relacin con un gran nmero de sistemas enzimticos. Influye en la unin de

- 33 -

las protenas a las membranas y, por lo tanto, est involucrado en su funcionalidad. Adems interviene en la prevencin de la lesin oxidativa por radicales libres, ya que se ha observado que determinados tejidos sufren una peroxidacin lipdica durante los estados carenciales. Finalmente, indicar que el zinc es un factor importante en la mineralizacin del hueso. Los estados carenciales de zinc pueden estar provocados por diferentes factores como son: insuficiencia del metal en la dieta, problemas en la absorcin intestinal o prdidas corporales excesivamente elevadas, as como el padecimiento de determinadas enfermedades. Los sntomas y signos estn en relacin con la alteracin de las funciones bioqumicas y fisiolgicas del metal. Los ms evidentes son: retraso en el crecimiento corporal, alteraciones en la madurez sexual y la capacidad reproductiva, depresin de la funcin inmune, anorexia, dermatitis, alteraciones esquelticas, ceguera nocturna, diarrea y alopecia (Conor, 1.980; Linder, 1988; Cousisns y Hempe, 1.991). Kant et al. (1.991) observan que las dietas en las que se encuentran presentes todos los grupos de alimentos, lcteos, carnes, cereales, frutas y verduras, as como aquellas de las que forman parte todos los alimentos anteriores excepto los crnicos, suministran cantidades de zinc iguales o superiores a los recomendados. Numerosos estudios recientes in vivo e in vitro han demostrado una relacin inversa entre el contenido de cido ftico y la disponibilidad del zinc, siendo ste el mineral ms adversamente afectado por el fitato (Maga, 1982; Fox y Tao, 1989, Sandstrm et al., 1989) Varios investigadores han estudiado las interacciones del zinc y el cido ftico en protenas de soja a raz del aumento del consumo de los productos de soja en la alimentacin. Champagne y Phillippy (1989) basan sus estudios sobre los perfiles de solubilidad del zinc, cido ftico, protena, y sus complejos. De ellos se deduce que se forman complejos insolubles fitato-Zn (II)-glicina y fitato-Zn (II). Esta precipitacin puede retardar la proteolisis y disminuir la utilizacin neta proteica. En ambos estudios, la presencia de Zn (II) soluble en el medio inhibe este efecto. Adems, Champagne y Miller (1985) proporcionan datos evidentes sobre la asociacin del zinc con las albminas del salvado de arroz, formndose complejos ternarios insolubles fitato-zinc-protenas. Investigaciones in vivo del efecto del cido ftico sobre la biodisponibilidad del zinc evidencian una carencia de acuerdo entre estos estudios. Sandstrm et al., (1987) estudiaron el efecto de las fibras de cereales sobre la biodisponibilidad del zinc en los humanos y encuentran que la absorcin del zinc estaba inversamente relacionada con el contenido en cido ftico de la dieta. As bajos niveles de cido

- 34 -

ftico en granos y legumbres se asocian con un incremento en la biodisponibilidad del zinc (Philippy et al., 1988). Las dietas consumidas por vegetarianos estrictos en pases desarrollados y por individuos pobres en pases subdesarrollados, incluyen alimentos con elevados niveles de cido ftico tales como cereales que pueden disminuir la absorcin de minerales, especialmente calcio y zinc. A largo plazo, tales individuos podran desarrollar una deficiencia mineral, especialmente si la dieta original era inadecuada o marginal en contenido mineral (Rasco et al., 1990). La adecuacin nutricional del Zn de la dieta depende tanto de la cantidad ingerida como de la que est biodisponible. Estudios llevados a cabo con animales indican que la biodisponibilidad del zinc diettico se puede suponer a partir de las proporciones molares de fitato-zinc y de Ca x fitato/ Zn de la dieta. Morris y Ellis (1988) en estudios llevados a cabo con ratas se piensa que estas pueden tolerar una proporcin molar fitato/zinc mayor de 15 si la concentracin del zinc en la dieta es elevada porque de lo contrario se puede presentar un disminucin en el crecimiento. Por otra parte, en presencia de altas cantidades de Ca en la dieta, se exacerba el efecto del cido ftico sobre la utilizacin del Zn por las ratas, manifestndose signos de deficiencia de zinc. Sin embargo, son limitados los datos disponibles acerca del empleo de las relaciones molares para predecir la absorcin de zinc y/o utilizacin en humanos. Los resultados hasta la fecha sugieren que diariamente las proporciones molares fitato-azinc y Ca x fitato/ Zn mayores de 15 y 200 mmol/1000 Kcal (4,2 MJ), respectivamente, pueden estar asociadas con un incremento del riesgo relativo de la deficiencia del zinc (Davies et al., 1979). El valor crtico para el riesgo de la deficiencia de zinc depende de factores como la edad y el sexo. La recoleccin de datos de dietas omnvoras de Italia (Carnovale et al., 1987) y omnvoras y vegetarianas de Bretaa (Stephens et al., 1982) y Amrica del Norte (Harland y Peterson, 1987) muestran que las principales proporciones molares de la dieta fitatoa-zinc y Ca x fitato/ Zn estn por debajo de estas relaciones molares crticas. En contraste, se obtienen relaciones molares elevadas fitato-a-Zn para poblaciones residentes en el Oeste de Africa (Mbofung et al.,1984) y para poblaciones iranes, donde se describen los primeros casos de una severa deficiencia de zinc (Reinhold et al., 1973) En muchos pases del Este de Africa (ej. Malawi), los cereales sin refinar, los cuales contienen elevadas cantidades de cido ftico (Fergusson et al., 1988), contribuyen a la mayor proporcin del consumo diario. Ingestas elevadas de cido ftico, probablemente se traducen en relaciones elevadas fitato-a-zinc, lo cual aumenta el riesgo relativo de deficiencia de zinc. Los nios incluso son mucho ms susceptibles de padecer un estado subptimo de zinc que los adultos debido a sus altos requerimientos para el crecimiento (Fergusson et al., 1989).

- 35 -

Los resultados obtenidos a partir de los primeros estudios sobre comidas a base de cereales y protena de soja indican que lo deseable es una relacin molar de cido ftico a zinc menor de 10. Sin embargo, Sandstrm et al. (1987) observan que a pesar de que la mayora de los alimentos utilizados en su estudio poseen ratios de cido ftico a zinc de 15-20, haba una absorcin de zinc elevada. Parece ser que en individuos adultos el organismo es capaz de adaptarse a las dietas vegetarianas incrementando la absorcin de minerales, pero los nios son especialmente vulnerables a concentraciones de zinc inferiores a las normales, puesto que los requerimientos de este elemento traza durante el crecimiento son muy altos (Gibson, 1994; Martnez et al., 1996) En estudios anteriores, la relacin molar fitato-a-zinc se sugiere como un indicador de la biodisponibilidad del zinc. Fordyce et al. (1987) proponen el uso de la proporcin molar (fitato x calcio):zinc como un predictor significativo de la biodisponibilidad del zinc, puesto que es una propiedad dinmica que depende tanto de la cantidad y fuente de zinc incluida en la dieta, como de las interacciones de este con otros componentes del alimento; as medidas estticas, tales como proporciones molares de zinc frente a otros componentes del alimento, no pueden utilizarse para predecir la disponibilidad del zinc in vivo. Lnnerdal et al. (1989) descubren una menor accin inhibitoria por parte de las formas menos fosforiladas del inositol fosfato, observndose un aumento de la absorcin del zinc en humanos cuando el salvado es sometido a hidrlisis en el intestino humano (Sandberg et al., 1987) y cuando se reduce el contenido de fitato del pan tras un largo tiempo de fermentacin (Nevert et al., 1985) De igual forma, Nayini y Makakis (1983) demuestran que la levadura para levantar el pan provoca una disminucin en el cido ftico y simultneamente un incremento de inositol fosfatos con un elevado grado de fosforilacin. Sandstrm et al., (1987) estudian en humanos las consecuencias del incremento de los niveles de varias fuentes de protenas sobre la absorcin de zinc, en una comida a base de legumbres. En gran parte, las principales fuentes de protenas de la dieta determinan en contenido de zinc. En alimentos con bajo contenido en zinc como el pollo, pescado y harina blanca refinada, la absorcin es ms elevada que en una comida con un elevado contenido del mismo (Sandstrm y Cederblad, 1980). Sin embargo, cuando se mantiene constante el contenido de protena, se incrementa la cantidad de zinc absorbido en una ingesta a base de protenas animales, a medida que aumenta el contenido de zinc. Tambin se ha observado que al aadir protenas animales a cereales molidos con un contenido similar de zinc y conteniendo cido ftico, mejora la absorcin de zinc (Sandstrm et

- 36 -

al., 1980). En estos tipos de alimentos, las protenas parece que actan como agentes "antifitato" facilitando la absorcin de zinc. Una dieta basada en cereales con un elevado contenido en zinc, aporta una baja disponibilidad del mismo, lo cual puede resultar inadecuado para el normal crecimiento y desarrollo (Halstead et al., 1972). Sin embargo, las dietas tpicas de la mayora de pases industrializados estn basadas en protenas animales y cereales altamente refinados con un bajo contenido de cido ftico y zinc. Por otra parte, en muchos pases desarrollados, las legumbres contienen cido ftico y son una fuente importante de zinc y protenas. Hempe y Cousins (1989) determinan los efectos del EDTA (agente quelante) sobre la absorcin y fijacin del zinc en los tejidos en funcin de la presencia o ausencia del cido ftico. El EDTA no mejora la absorcin del zinc en pollos (O'Dell et al., 1964) o ratas (Oberleas et al., 1966) alimentadas con dietas a base de casena a menos que las dietas tambin contengan cido ftico. Esto sugiere que la aportacin de beneficios por el EDTA, es debido a la competicin con el fitato u otros quelantes no absorbibles para formar un complejo que sea absorbido intacto o que facilite la unin del zinc a la mucosa intestinal (O'Dell, 1969). Los datos obtenidos con ratas indican que el EDTA increment la fijacin del zinc a la mucosa en presencia de cido ftico pero no mejora su absorcin. Oberleas (1966) comenta que el equilibrio homeosttico de un nutriente es caracterstico de un organismo sano. En el caso del zinc se demuestra que el fitato altera ese equilibrio en varias especies, incluyendo el hombre. El pncreas es un rgano importante en el mantenimiento de la homeostasis del zinc. Se comprueba que el calcio en elevadas cantidades acta como un agente sinergstico para afectar la tasa de aparicin y de cambios homeostticos del zinc.

2. CALCIO El calcio es el quinto elemento qumico y el catin divalente ms abundante en el organismo humano, constituyendo del 1,5 al 2 % del peso total, lo que supone aproximadamente 1.200 gramos de calcio. El 99 % de este calcio se encuentra en el tejido seo y el resto en los lquidos intra y extracelulares del organismo. Los lcteos y derivados y algunos alimentos vegetales son los que v