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Marzo 2006 Dra. María José González Muñoz Dra. Isabel Meseguer Soler D. Antonio Peña Fernández P osible efecto protector del silicio contenido en la cerveza en las enfermedades neurodegenerativas Departamento de Nutrición, Bromatología y Toxicología. Área de Toxicología, Facultad de Farmacia. Universidad de Alcalá.

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Marzo 2006Dra. María José González MuñozDra. Isabel Meseguer Soler D. Antonio Peña Fernández

Posible efectoprotector del siliciocontenido en la cervezaen las enfermedadesneurodegenerativas

Departamento de Nutrición, Bromatología y Toxicología.Área de Toxicología, Facultad de Farmacia.

Universidad de Alcalá.

Posible efecto protector del silicio

contenido en la cerveza en las

enfermedades neurodegenerativas

Este trabajo ha sido dirigido por el siguiente grupo de investigación:

Dra. María José González Muñoz

Dra. Isabel Meseguer Soler

D. Antonio Peña Fernández

Departamento de Nutrición, Bromatología y Toxicología.

Área de Toxicología. Facultad de Farmacia. Universidad de Alcalá

A la memoria del Dr. Salvador Granero Ribelles

Título:

Posible efecto protector del silicio contenido en la cerveza en las enfermedades

neurodegenerativas.

Autores:

Este trabajo ha sido realizado por el siguiente grupo de investigación:

Dra. María José González Muñoz

Dra. Isabel Meseguer Soler

D. Antonio Peña Fernández

Departamento de Nutrición, Bromatología y Toxicología.

Área de Toxicología. Facultad de Farmacia. Universidad de Alcalá

SUMARIO

INTRODUCCIÓN ........................................................................................6

1.1. Aluminio .......................................................................................6

1.2. Silicio ...........................................................................................9

OBJETIVOS.............................................................................................12

MATERIALES Y MÉTODOS .........................................................................13

3.1. Animales y protocolo experimental .................................................13

3.2. Muestras ......................................................................................16

3.3. Pruebas bioquímicas .....................................................................16

3.4. Metodología para el análisis de elementos .......................................17

3.5. Tratamiento estadístico .................................................................19

RESULTADOS Y DISCUSIÓN ......................................................................20

4.1. Contenido de aluminio y silicio en muestras de cerveza.....................20

4.2. Estudio Agudo..............................................................................21

4.2.1. Excreción fecal ................................................................................21

4.2.2. Excreción urinaria ............................................................................23

4.2.3. Niveles sanguíneos...........................................................................25

4.2.4. Conclusiones ...................................................................................27

4.3. Estudio Crónico ............................................................................27

4.3.1. Control de animales .....................................................................27

4.3.2. Excreción fecal............................................................................29

4.3.3. Excreción urinaria ........................................................................30

4.3.4. Niveles sanguíneos.......................................................................31

4.3.5. Niveles en tejido cerebral ..............................................................33

CONCLUSIONES ......................................................................................35

ANEXO ..................................................................................................36

• BIBLIOGRAFÍA ...................................................................................40

1

2

3

4

5

6

u n o

INTRODUCCIÓN

La enfermedad de Alzheimer, descrita por primera vez por Alois Alzheimer en

1906 (Alzheimer, 1906 y 1907), es un trastorno neurodegenerativo que consti-

tuye la causa más común de demencia entre la población de edad avanzada.

Se caracteriza por un gradual deterioro funcional en varias partes del siste-

ma nervioso central, debido a la muerte progresiva de neuronas. Comienza con

una insidiosa disminución progresiva de la memoria, que posteriormente va a

afectar a las capacidades cognitiva, conductual y psicológica del enfermo.

Las características neuropatológicas, incluida la atrofia cortical y subcorti-

cal, son: la formación de ovillos neurofibrilares intraneuronales, deposición de

péptido β-amiloide en placas neuríticas o seniles, formación de hebras neuro-

nales, pérdida de función sináptica, estrés oxidativo y apoptosis, con una

importante pérdida neuronal. Estos efectos se observan mayoritariamente en el

hipocampo y en la región cortical en cerebros con enfermedad de Alzheimer

(Guimerà y cols., 2002; Gupta y cols., 2005).

Aunque la etiopatogénesis de la enfermedad de Alzheimer es desconocida,

los factores ambientales, sumados a la predisposición genética, van a partici-

par en el desarrollo de la enfermedad, pudiendo ser el aluminio uno de estos

factores (Domingo, 2000; Rondeau, 2002).

El aluminio (Al) es el tercer elemento más abundante y el metal más abundan-

te de la corteza terrestre, encontrándose en todos los compartimentos que

están en contacto con el ser humano: aire, agua, alimentos, drogas, cosméti-

cos, y materiales de hogar (papel de aluminio) (Reinke y cols, 2003).

Además, el Al se emplea en la industria farmacéutica como antiácido, y en

la alimentaria para producir emulsiones, modificar texturas, etc. (Pérez-

Granados y Vaquero, 2002).

6

1.1. ALUMINIO

7

En el medioambiente penetra a través de partículas en el aire formadas por

la erosión natural del suelo, minería o agricultura, erupciones volcánicas y uso

de combustibles fósiles.

Una de las fuentes de exposición más importante para el ser humano son las

aguas municipales de consumo, cuyos niveles van a variar dependiendo de varios

factores fisicoquímicos y mineralógicos, y por el uso de coagulantes de alumi-

nio durante el tratamiento del agua (Nieboer y cols., 1995; Rondeau, 2002). Por

tanto, la exposición a aluminio es inevitable.

Respecto a su posible esencialidad, hasta hoy no se han descrito ninguna

alteración fisiológica asociada a su deficiencia (Baydar y cols., 2003).

Sin embargo, la neurotoxicidad del Al en humanos sí está bien establecida

(Fattoretti y cols., 2003). En individuos sanos, la absorción de Al a través del

intestino es suficientemente lenta, y la eliminación a través de la orina sufi-

cientemente elevada, como para minimizar los efectos adversos que sobre la

salud tienen niveles normales de exposición (Popplewell y cols., 1998).

Prácticamente la totalidad del Al ingerido pasa a través del tracto digestivo

sin absorberse. La absorción intestinal depende del pH del tracto gastrointesti-

nal (Gräske y cols., 2000; Lote y Saunders, 1991).

Un exceso de citrato podría aumentar la absorción de Al, mientras que la

ingestión de ácido silícico la inhibiría (Deng y cols., 1998; Powell y Thompson,

1993).

Respecto a la distribución de este elemento en el organismo, se ha sugerido

que depende de la especie animal, de la vía de entrada, y de la forma química

del aluminio administrada (Sahin y cols., 1994).

El Al absorbido se acumula en una serie de órganos, entre los que se encuen-

tra el cerebro, ya que atraviesa la barrera hematoencefálica (Bellés y cols., 1998;

Yokel y cols., 1999). Parece que el aclaramiento del Al del cerebro es mucho más

lento que el de otros órganos, posiblemente debido a la escasa renovación neu-

u n o

u n o

ronal, de ahí que se acumule fácilmente en este órgano (Baydar y cols., 2003;

Becaria y cols., 2002).

En sangre, el aluminio se une a la transferrina, siendo eliminado rápidamente del

flujo sanguíneo por deposición en diversos tejidos o por excreción (Pérez-Granados

y Vaquero, 2002), la cual tiene lugar fundamentalmente a través de la orina (Yokel,

2000).

El Al puede afectar a la biodisponibilidad de elementos esenciales como calcio,

cobre, hierro, magnesio y zinc, por los que compite reduciendo su presencia

(Dlugaszek y cols., 2000; Williams, 1999).

La toxicidad del aluminio se puso de manifiesto en 1972, tras el síndrome neu-

rológico que aparecía en pacientes sometidos a diálisis prolongada (Winship, 1993).

Posteriormente, varios estudios establecieron una relación significativa entre

los niveles de Al de las aguas de bebida y una mayor incidencia de la enfermedad

de Alzheimer (Jacqmin-Gadda y cols., 1996; Martín y cols., 1997).

Por tanto, el Al fundamentalmente es un metal neurotóxico que, en grandes

cantidades, provoca en el hombre ataxia, dificultades en el habla y en la ingesta

de alimentos, convulsiones y encefalopatía. Sin embargo, el mecanismo molecular

de la neurotoxicidad del Al no se conoce en la actualidad (Domingo y cols., 2000).

Al parecer, puede atravesar la barrera hematoencefálica y, por tanto, penetrar

en el cerebro, induciendo una degeneración neurofibrilar y muerte neuronal

(Alfrey y cols., 1976). Por eso se le relaciona con la demencia y otros desórdenes,

como la enfermedad de Alzheimer, aunque esta hipótesis actualmente se encuen-

tra en debate (Flaten, 2001; Nayak, 2002; Rondeau, 2002; Zatta y cols., 2003).

Así pues, el Al ha sido propuesto como uno de los factores ambientales cau-

santes de la enfermedad de Alzheimer en base a las siguientes evidencias experi-

mentales:

n La inducción de cambios fibrilares en neuronas de animales de experimenta-

ción tras la inyección de sales de aluminio en tejido cerebral.

8

n Las concentraciones elevadas de Al en las placas neuríticas y marañas neuro-

fibrilares encontradas en cerebros de pacientes con esta enfermedad.

n Las correlaciones establecidas de Al, fundamentalmente en aguas de consu-

mo, y la prevalencia de la enfermedad en estas zonas.

n El descenso observado en la progresión de la enfermedad tras la administra-

ción de desferrioxamina (agente quelante del Al) en pacientes diagnostica-

dos clínicamente con enfermedad de Alzheimer (Domingo, 2000).

A pesar de que estas hipótesis se encuentran en estudio, los resultados hasta

la fecha no son suficientes como para intentar prevenir o reducir significativa-

mente la exposición a este metal en todas las fuentes.

Además del sistema nervioso, el Al afecta también al sistema óseo, ya que

como el calcio, se deposita en el hueso, inhibiendo la formación de la matriz y

la mineralización del hueso, tanto directamente como a través de la inhibición

de la función paratiroidea. Se ha observado el desarrollo de osteomalacia en los

enfermos con insuficiencia renal crónica en hemodiálisis (Cannata, 1996 y 1998;

Jarava y cols., 2001).

También provoca anemia microcítica, mediante un mecanismo desconocido,

en pacientes con serias alteraciones renales (Ganchev y cols., 1998; Pérez-

Granados y Vaquero, 2002).

El silicio (Si), es el segundo elemento más abundante en la corteza terrestre

(Parry y cols., 1998).

Es fundamental para el crecimiento y desarrollo del hueso y cartílago en

humanos, por lo que se considera un elemento mineral esencial. Estudios recien-

u n o

9

1.2. SILICIO

u n o

tes muestran que una suplementación de Si en la dieta reduce la pérdida de

masa ósea, y activa la remineralización en el hombre y mujer pre-menopáusica

(Reffitt y cols., 2003).

Por tanto, la deficiencia de este elemento, ocasiona fundamentalmente pro-

blemas en el crecimiento, deformaciones óseas y desarrollo anormal del esque-

leto y alteraciones en la flexibilidad, efectos descritos en animales, pero no cla-

rificados en el ser humano (Pérez-Granados y Vaquero, 2002).

Además, diversos trabajos muestran que la deficiencia de Si afecta al meta-

bolismo del tejido conectivo, así como a la formación de la matriz del hueso

(Hott y cols., 1993; Seaborn y Nielsen, 1993).

Sin embargo, no se encuentra establecido el requerimiento mínimo reco-

mendado de ingesta de Si en el ser humano, ya que la información disponible

se encuentra muy limitada, y el rango de datos es muy elevado (Nielsen, 1999;

Pérez-Granados y Vaquero, 2002).

Su relación con el Al y la enfermedad de Alzheimer radica en su capacidad

potencial para limitar la biodisponibilidad del Al, al prevenir su absorción a

nivel gastrointestinal (Doucet y cols., 2001; Perry y Keeling-Tucker, 2000) y dis-

minuir la reabsorción del Al a nivel renal, protegiendo así de los efectos neu-

rotóxicos de éste (Reffitt y cols., 1999). No obstante, estas hipótesis se

encuentran actualmente en debate.

Las fuentes principales de Si biodisponible son los alimentos ricos en fibra,

fundamentalmente los cereales con cáscara: azúcar de remolacha, salvado de

trigo, soja, preparados de pectina, alfalfa, arroz y avena con cáscara, etc.

(Pennington, 1991; Pérez-Granados y Vaquero, 2002; Sripanyakorn y cols.,

2004).

La cerveza, bebida obtenida por maceración de cáscaras de cereales, contie-

ne aproximadamente 36 mg/L de Si biodisponible procedente del ácido ortosi-

lícico de la malta que se extrae durante el proceso de maceración (Bellia y cols.,

10

1994; Jugdaohsingh y cols., 2002; Pennington, 1991; Sripanyakorn y cols.,

2004; Tucker y cols., 2001). Por tanto, la cerveza se ha propuesto como una de

las fuentes de Si más importante en la dieta occidental (Jugdaohsingh y cols.,

2002; Pennington, 1991).

El contenido en Si del agua de bebida, depende de la localización geográfi-

ca, y se considera una buena fuente de silicio cuando contiene alrededor de 10

mg/mL (Pérez-Granados y Vaquero, 2002).

La absorción de este elemento a través de la dieta es ineficaz, ya que apro-

ximadamente el 50% del Si presente en los alimentos es insoluble o práctica-

mente insoluble, al encontrarse en forma de aluminosilicatos y sílica. Además,

en los países desarrollados, la baja ingesta de fibra alimentaria y los procesos

de refinado, afectan a la biodisponibilidad de este elemento por parte de la

población en general (Broadhurst, 1999; Pérez-Granados y Vaquero, 2002; Van

Dyck y cols., 1999).

Sin embargo, el ácido silícico presente en alimentos y bebidas, es rápida-

mente absorbido (Pérez-Granados y Vaquero, 2002). Se ha comprobado que apro-

ximadamente el 50% del Si de la cerveza, es absorbido fácilmente por el hom-

bre (Sripanyakorn y cols., 2004).

Y la principal vía de excreción es la urinaria (Jugdaohsingh y cols., 2002).

u n o

11

d o s

OBJETIVOS

El presente trabajo pretende estudiar el efecto de la cerveza sobre la toxicoci-

nética del Al, es decir, sobre su absorción, distribución, acumulación y elimi-

nación de este metal, así como su posible relación en la prevención de su neu-

rotoxicidad.

En una primera etapa se ha realizado un estudio de intoxicación agudo con

Al de tres días de duración, evaluando este posible efecto protector de la cer-

veza. Para ello, se han utilizado dos tipos de cerveza, con y sin alcohol, y a dos

dosis diferentes, una equivalente a un consumo moderado-bajo en el hombre

(0,5 L/día), y otra a moderado-alto (1 L/día).

Una vez comprobada esta hipotética influencia y determinado el tipo y la

dosis de cerveza más efectivas, se ha procedido a realizar un estudio crónico de

tres meses de duración, con el fin de confirmar los resultados obtenidos en el

estudio agudo y determinar, además, el posible efecto sobre la acumulación de

este metal neurotóxico en el tejido cerebral.

12

MATERIALES Y MÉTODOS

El estudio fue llevado a cabo con ratones de la cepa NMRI, en el Centro de

Experimentación Animal de la Universidad de Alcalá, homologado por el ministe-

rio de Agricultura Ref. 28005-22 A, Real Decreto 233-88.

Para ello se utilizan ratones machos de seis semanas de vida, con un peso alre-

dedor de los 30 g. Se distribuyen en jaulas Macrolon tipo III con rejillas metáli-

cas. Las condiciones de estabulación son las estándar en experimentación animal:

temperatura ambiente de 21º C ± 1º C, humedad relativa del 55% ± 10%, y con

un ciclo diario de doce horas de luz (8:00 – 20:00) y doce horas de oscuridad. Los

animales tienen acceso libre al agua y a la comida (Panlab AOH).

3.1.1. DISTRIBUCIÓN DE ANIMALES PARA EL ESTUDIO AGUDO

Se establecen once grupos de animales, de 12 ratones cada uno, que se someten

a un tratamiento y/o intoxicación agudo de tres días de duración. Para ello se uti-

liza una cánula esofágica, para asegurar la dosis exacta de ingesta del animal. El

tercer día de tratamiento, se introduce cada ratón en una jaula metabólica, du-

rante 24 horas, para posteriormente recoger heces y orina. A continuación se sa-

crifican por exanguinación mediante pinchazo intracardiaco, previamente narcoti-

zados con halotano. Este sacrificio se lleva a cabo según la Directiva 86/609/CEE

del 24 de Noviembre de 1986, relativa a la aproximación de las disposiciones le-

gales, reglamentarias y administrativas de los Estados miembros respecto a la pro-

tección de animales utilizados para la experimentación y otros fines científicos.

Las heces y orinas se guardan en tubos de polietileno previstos de tapón, pre-

viamente lavados con ácido nítrico diluido al 10%, y las sangres en tubos de vidrio

heparinizados y con tapón de silicona. Todas las muestras se almacenan a -20º C

hasta su determinación.

t r e s

13

3.1. ANIMALES Y PROTOCOLO EXPERIMENTAL

t r e s

Los diferentes grupos son:

n Grupo “Control negativo”: a los cuales se les administra sólo agua desioni-

zada, para utilizarlos como grupo de referencia, y así poder valorar las modi-

ficaciones que se producen en los otros grupos de animales.

n Grupo “Control positivo”: intoxicados con Al, en forma de nitrato de alu-

minio [Al(NO3)3.9H2O] (Aldrich, CAS 7784-27-2), a una concentración de

450 mg/kg/día en agua desionizada. Este grupo se utiliza para valorar el

efecto de la intoxicación.

n Grupo “Cerveza con alcohol dosis moderada-alta”: 0,5 mL/día de cerveza

con alcohol desgasificada, equivalente a 1 L/día en humano.

n Grupo “Cerveza sin alcohol dosis moderada-alta”: 0,5 mL/día de cerveza

sin alcohol desgasificada, equivalente a 1 L/día en humano.

n Grupo “Cerveza con alcohol dosis moderada-baja”: 0,25 mL/día de cerve-

za con alcohol desgasificada, equivalente a 0,5 L/día en humano.

n Grupo “Cerveza sin alcohol dosis moderada-baja”: 0,25 mL/día de cerve-

za sin alcohol desgasificada, equivalente a 0,5 L/día en humano.

n Grupo “Aluminio y cerveza con alcohol dosis moderada-alta”: 0,5 mL/día

de cerveza con alcohol desgasificada y 450 mg/kg/día de nitrato de aluminio.

n Grupo “Aluminio y cerveza sin alcohol dosis moderada-alta”: 0,5 mL/día

de cerveza sin alcohol desgasificada y 450 mg/kg/día de nitrato de aluminio.

14

n Grupo “Aluminio y cerveza con alcohol dosis moderada-baja”: 0,25 mL/día

de cerveza con alcohol desgasificada y 450 mg/kg/día de nitrato de alumi-

nio.

n Grupo “Aluminio y cerveza sin alcohol dosis moderada-baja”: 0,25 mL/día

de cerveza sin alcohol desgasificada y 450 mg/kg/día de nitrato de aluminio.

n Grupo “Aluminio y ácido silícico”: se les administra 50 mg/L de ácido silí-

cico, SiO2 ó Si(OH)4, a razón de 0,5 mL/día, con nitrato de aluminio en agua

desionizada a una concentración de 450 mg/kg/día.

3.1.2. DISTRIBUCIÓN DE ANIMALES PARA EL ESTUDIO CRÓNICO

En esta segunda fase del estudio, ratones machos de la cepa NMRI, con un peso

inicial aproximado de 30 g, se dividen aleatoriamente en cuatro grupos (n = 12)

y se someten diariamente, durante tres meses, a los siguientes tratamientos:

n Grupo “Control negativo”

n Grupo “Control positivo”

n Grupo “Aluminio y ácido silícico”, grupos análogos a los descritos en el estu-

dio agudo y, por último:

n Grupo “Aluminio y cerveza”: a los que se les administra el tipo y la dosis de

la cerveza seleccionada en la primera etapa del proyecto, junto con una dosis

de 450 mg/Kg/día de nitrato de aluminio.

t r e s

15

t r e s

Para este ensayo, la administración de los diferentes compuestos y dosis se

realiza a través del agua de bebida, debido a que, la utilización de cánulas eso-

fágicas, durante un tiempo prolongado, provoca irritación en el esófago de los

ratones, produciendo heridas con la subsiguiente infección y muerte del animal.

Cada jaula posee un “biberón” que abastece de agua a los ratones de forma

libre. En el agua de bebida se disuelven las cantidades adecuadas (según la do-

sis y peso de los ratones de cada caja y grupo), y cada 2 días se repite el pro-

ceso, previo vaciado y limpiado de los biberones, para proporcionarles la dosis

adecuada y para evitar precipitación y/o aparición de hongos (sobretodo en los

biberones con cerveza). Además, se observan y pesan los ratones diariamente.

Al concluir los tres meses de tratamiento, el último día se introduce cada ra-

tón en una jaula metabólica, durante 24 horas, para permitir la recogida de he-

ces y orina. A continuación se sacrifican por exanguinación mediante pinchazo

intracardiaco, siguiendo el proceso anteriormente mencionado.

Además de heces y orinas, se recogen muestras de sangres y cerebros, que

se guardan a -20º C hasta su posterior análisis, siguiendo el mismo proceso que

en el estudio agudo.

Las muestras utilizadas para el presente estudio fueron: cerveza con alcohol

(5,5% Vol) y cerveza sin alcohol (menos de 1%Vol).

En las muestras de orinas recogidas al concluir el estudio agudo y al final de

cada mes en el estudio crónico, se realiza la determinación de creatinina. El mé-

16

3.2. MUESTRAS

3.3. PRUEBAS BIOQUÍMICAS

todo empleado es el método de Jaffe modificado (Spierto y cols., 1979), méto-

do en el que se basa el kit comercial de Química Clínica Aplicada (QCA SA).

3.4.1. PREPARACIÓN DE LA MUESTRA

La destrucción de la materia orgánica se realiza con ácido nítrico concentrado,

HNO3 cc. (65% Suprapur, E. Merck, Darmstadt, Germany), utilizando digestores

de teflón herméticos, siguiendo la metodología previamente descrita por: Gra-

nero y cols., 2004; Granero y Domingo, 2002.

Se usa este tipo de material (teflón) debido a su gran resistencia al ataque

con ácidos, y también por ser fácilmente lavable y por su casi nula contamina-

ción de la muestra.

Se procede a pesar la cantidad de muestra disponible, máximo 0,2 mg, en los

digestores de teflón y se añaden 2 mL de HNO3 cc. para obtener la fracción so-

luble de la muestra. Se realiza una predigestión a temperatura ambiente duran-

te 8 horas y seguidamente una digestión a 96º C durante 12 horas en estufa.

Transcurrido este tiempo, se dejan enfriar los contenedores de teflón y se

abren en una campana de gases para evitar el NOx formado durante el trata-

miento de la muestra.

Con el fin de separar los silicatos no disueltos durante el ataque, el digerido

se filtra con filtros de papel Whatman 50 ó 52 (filter papers hardened, 90 mm

φ, 52 Whatman International Ltd., England) y se enrasa a 10 ml con H2O desti-

lada-desionizada (sistema Millipore, Milli-Q, resistividad >18,2 MΩ.cm).

Las disoluciones obtenidas se guardan por duplicado en tubos de polietileno

a –20º C.

t r e s

17

3.4. METODOLOGÍA PARA EL ANÁLISIS DE ELEMENTOS

t r e s

3.4.2. TÉCNICAS ANALÍTICAS USADAS

Las técnicas utilizadas son la espectrometría de masas de plasma acoplado in-

ductivamente (ICP-MS, Perkin Elmer modelo Elan-6000) para la determinación

del Al y la espectrometría de emisión atómica de plasma acoplado inductiva-

mente para el análisis del Si (ICP-OES, Thermo Jarrell Ash., modelo Poly Scan

G1E), técnicas de análisis elemental que se complementan con la técnica de ab-

sorción atómica.

Para la determinación bioquímica de creatinina en orina, se emplea la es-

pectroscopia ultravioleta-visible (UV-VIS, Espectrofotómetro Perkin Elmer

UV/VIS modelo lambda 12).

3.4.3. CONTROL DE CALIDAD

La fiabilidad de la técnica del ICP y la idoneidad del material empleado, se ha

comprobado mediante la obtención de duplicados de cada muestra, así como

por el uso de un material de referencia (NIST 1643c), el cual se pasaba cada 10

muestras para chequear la desviación de la sensibilidad del instrumento. Para

cada elemento, la cuantificación se ha basado en el isótopo más abundante li-

bre de interferencias analíticas, así como de la longitud de onda (Meneses y

cols., 1999; Schuhmacher y cols., 1997a y 1998a).

Como control de las determinaciones de creatinina, se utiliza Seriscann Nor-

mal de QCA.

18

Los resultados obtenidos han sido procesados utilizando el programa Excel XP, in-

tegrado dentro del programa Microsoft Office XP y como programa estadístico, el

Statgraphics 5.0. La normalidad de las variables se ha comprobado aplicando la

prueba de Kolmogorov-Smirnov, y la homogeneidad mediante la F Snedecor. Los da-

tos han sido analizados mediante el análisis de la varianza de una vía (1-way ANO-

VA), y las diferencias entre las diferentes medias han sido evaluadas con los tests

de comparaciones múltiples de LSD, con un intervalo de confianza del 95%, es de-

cir, una probabilidad de 0,05 o menor se consideró significativa.

t r e s

19

3.5. TRATAMIENTO ESTADÍSTICO

c u a t r o

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

El contenido de Al de las distintas cervezas utilizadas es muy similar: 0,40 ± 0,12

µg/g para la cerveza con alcohol, y 0,39 ± 0,04 µg/g para la cerveza sin alcohol

(Tabla 1).

Estos resultados se encuentran dentro del rango aportado por López y cols.

(1998) de 0,037-0,795 µg Al/mL, y concuerdan con los obtenidos por otros auto-

res: 0,49 ± 0,11 µg Al/mL (Granero y cols., 2004); 0,56 ± 0,10 µg Al/mL (Viñas y

cols., 2002), para cervezas embotelladas.

Según la Agencia para las Sustancias Tóxicas y el Registro de la Enfermedad,

ATSDR, de los EEUU, el mínimo nivel de riesgo (MRL) para el Al es de 2,0

mg/kg/día (ATSDR, 2001). Por tanto, el consumo diario de 1 L de cerveza para un

individuo de 70 kg aportaría el 0,29% de este MRL, no representando riesgo algu-

no para la salud.

En relación al contenido en Si, las concentraciones medias de la cerveza con al-

cohol y sin alcohol son de 24,56 ± 2,45 µg/g y 18,21 ± 2,48 µg/g respectiva-

mente, valores significativamente diferentes (p<0,001).

Aunque ambas concentraciones son inferiores a los datos previamente publica-

dos por Granero y cols. (2004) y Sendra y Carbonell (1999): 36,8 y 36,0 µg/mL, se

encuentran dentro del rango de valores aportados por Sripanyakorn y cols. (2004)

para cervezas embotelladas (10,1-35,0 mg Si/mL).

20

4.1. CONTENIDO DE ALUMINIO Y SILICIOEN MUESTRAS DE CERVEZA

4.2.1. EXCRECIÓN FECAL

4.2.1.1. NIVELES DE AL

La vía de excreción fundamental del Al es a través de la orina, por lo que los nive-

les de este metal en las heces son la suma del metal no absorbido y del excretado

a través de la bilis (DeVoto y Yokel, 1994).

La suplementación de cerveza parece influir sobre la toxicocinética del Al pre-

sente en la dieta. Así, al comparar los animales control negativo con los que han

recibido los diferentes tipos y dosis de cerveza, puede observarse un incremento en

los niveles fecales de Al, si bien las diferencias encontradas no son significativas

(Tabla 2). Por otra parte, los ratones que han recibido cerveza con alcohol, a ambas

dosis, excretan más Al (276,98 y 201,66 µg/g) que los suplementados con cerveza

sin alcohol (198,27 y 145,41 µg/g).

Estos efectos podrían ser atribuidos al Si contenido en esta bebida, ya que este

elemento es capaz de limitar la absorción del Al dietético en el tracto gastrointesti-

nal, incrementando su excreción por vía fecal (Bellia y cols., 1996). De los dos tipos

de cerveza estudiados, la que parece ejercer un efecto más acentuado es la cerveza

con alcohol, a la dosis moderada-alta, aunque sin alcanzar significancia. Hay que in-

dicar que la cerveza con alcohol presenta niveles de Si ligeramente superiores a la sin

alcohol (Tabla 1), por lo que en principio este resultado seria el esperado.

Cuando los animales son intoxicados con Al y tratados con ácido silícico, los ni-

veles fecales de Al aumentan de forma significativa (p<0,001) respecto a los rato-

nes intoxicados control positivo (2878,94 vs. 1633,94 µg/g) (Tabla 2). Ello indica-

ría una posible interacción del Si con el Al, dificultando la absorción de este último

a nivel gastrointestinal.

c u a t r o

21

4.2. ESTUDIO AGUDO

c u a t r o

Estos resultados concuerdan con los obtenidos por otros autores (Bellia y

cols., 1996; Gräske y cols., 2000). El posible mecanismo de esta interacción se-

ría la formación de especies de aluminosilicatos, como los hidroxi-aluminosilica-

tos (HAS) (Parry y cols., 1998; Perry y Keeling-Tucker, 1998). Estos compuestos

son una fase crítica secundaria mineral del ciclo biogeoquímico del Al, y se ha su-

gerido que se forman a pH fisiológico de 4,5 aproximadamente (Perry y Keeling-

Tucker, 1998).

Un efecto similar se observa cuando el ácido silícico es administrado a través

de la cerveza en los animales intoxicados con Al. Así, todos los grupos tratados

con cerveza presentan niveles fecales de Al superiores a los ratones intoxicados

control positivo, aunque sólo existen diferencias significativas (p<0,001) para el

grupo de los ratones tratados con cerveza con alcohol, a dosis moderada-alta (Ta-

bla 2). Por tanto, el Si contenido en la cerveza parece ejercer una interacción en

el mismo sentido que la observada tras la administración de ácido silícico.

Asimismo, la posible interacción de Al y Si a nivel gastrointestinal parece ser

dependiente de la dosis de Si presente en el lumen, ya que la cerveza con alco-

hol es la que contiene mayor concentración de ácido silícico, como se ha comen-

tado anteriormente. De hecho, Birchall y cols., en 1989, sugieren que la interac-

ción Al/Si tiene lugar cuando las concentraciones de ácido silícico sobrepasan un

umbral determinado.

A la vista de estos resultados podríamos sugerir que la cerveza podría ejercer

un papel protector frente a la intoxicación por Al a través de la dieta, al dificul-

tar la absorción de éste en el tracto gastrointestinal.

4.2.1.2. NIVELES DE SI

El Si contenido en la cerveza, ácido silícico en forma monomérica o ácido ortosicí-

lico (Jugdaohsingh y cols., 2000 y 2002), es rápidamente absorbido y excretado a

22

través de la orina (Yokel, 2000; Sripanyakorn y cols., 2004), de ahí que no se hayan

detectado niveles de Si en las heces de los animales estudiados (Tabla 2).

Estudios de cinética realizados con ácido silícico en humanos, muestran también

que la cinética de absorción/excreción es rápida para este elemento (Popplewell y

cols., 1998).

4.2.2. EXCRECIÓN URINARIA

4.2.2.1. NIVELES DE AL

A pesar de que el Al es poco biodisponible, una pequeña, pero suficiente cantidad, se

absorbe en el tracto gastrointestinal (Drueke, 2002; Gräske y cols., 2000), de ahí que

la excreción de Al en orina sea significativamente mayor (p<0,001) en el grupo de ra-

tones intoxicados con este metal, respecto al control negativo (1,03 vs. 0,73 µg/g).

Los niveles urinarios de Al de los ratones suplementados con los diferentes tipos de

cerveza son inferiores a los del grupo control negativo (Tabla 3). Esto podría atri-

buirse a que la absorción a nivel gastrointestinal del Al dietético estaría dificultada

en estos grupos, como se ha comentado anteriormente.

Por otro lado, se puede observar que los niveles urinarios de Al de estos grupos

son mayores conforme los niveles de Si aportados aumentan. Es decir, los grupos a

los que se les administra mayores niveles de Si, que fueron los suplementados con

cerveza con y sin alcohol a dosis moderada-alta, excretan más Al por orina (0,67 y

0,49 µg/g), que los suplementados con menos Si, cerveza con y sin alcohol a dosis

moderada-baja (0,44 y 0,47 µg/g).

Este hecho indicaría que el ácido silícico también podría actuar sobre el Al a ni-

vel renal, impidiendo la reabsorción del Al, lo cual facilitaría su excreción por orina

(Bellia y cols., 1996), siendo en nuestro caso dosis-dependiente. Bellia y cols.

(1996) sugieren la existencia de una interacción en el túbulo contorneado proximal

c u a t r o

23

c u a t r o

de las nefronas entre el Si y Al, lo que permitiría su co-deposición. Sin embargo,

para Reffitt y cols. (1999) esta hipótesis no está clara.

Respecto a los grupos de ratones que fueron intoxicados con Al, la suplementa-

ción con Si en forma de ácido silícico o a través de la cerveza, también produce una

disminución (p<0,001) de los niveles de Al en orina al compararlos con los anima-

les control positivo (Tabla 3). Además, se observa de igual modo que, en función

de la dosis administrada de Si, los niveles urinarios de Al mantienen también un

comportamiento dosis-dependiente.

Así, el grupo intoxicado y tratado con ácido silícico y, por tanto, el que recibe

la mayor concentración de Si, presenta niveles de Al urinario superiores a todos los

grupos de ratones suplementados con cerveza y Al, siendo significativa la diferen-

cia (p<0,001) con los suplementados con menores concentraciones de Si (cerveza

con y sin alcohol a dosis moderada-baja) (Tabla 3).

Estos resultados podrían avalar la hipótesis del posible efecto protector del áci-

do ortosilícico sobre el Al, que funcionaría, por tanto, a nivel gastrointestinal, di-

ficultando la absorción del Al (Bellia y cols., 1996; Gräske y cols., 2000; Parry y

cols., 1998) y a nivel renal, posiblemente disminuyendo la reabsorción del Al (Be-

llia y cols., 1996), de forma dosis-dependiente.

4.2.2.2. NIVELES DE SI

Al comparar los niveles urinarios de Si del grupo control positivo con los del con-

trol negativo (15,20 vs. 19,74 µg/g) se observa una disminución significativa

(p<0,001) de los niveles de éste en los ratones intoxicados con Al (Tabla 3). Ello

reforzaría la hipótesis de una interacción de ambos elementos a nivel del tracto gas-

trointestinal.

Este efecto también puede observarse al comparar los niveles urinarios de Si

de los grupos control suplementados con cerveza con alcohol a ambas dosis

24

(16,86 y 9,44 µg/g) con los correspondientes intoxicados con Al (12,82 y 4,72

µg/g), siendo la diferencia significativa (p<0,001). Sin embargo, no ocurre lo mis-

mo en los animales tratados con cerveza sin alcohol, cuyos niveles de Si son si-

milares a los de los respectivos controles (Tabla 3). La presencia de alcohol pare-

ce ser el factor discriminante. Así, Reffitt y cols. (1999) sugieren la posibilidad de

que el alcohol ejerce un efecto sinérgico con el Si en la excreción urinaria de Al,

por lo que, al eliminarse conjuntamente (Popplewell y cols., 1998), el sinergismo

sería recíproco.

Por otra parte, los niveles urinarios de Si de los animales control suplementa-

dos con cerveza son menores a los del control negativo (Tabla 3). Reffitt y cols.

(1999) atribuyen este hecho a la existencia de algún componente de la cerveza

que, de alguna manera, favorezca la distribución del Si en el organismo.

4.2.3. NIVELES SANGUÍNEOS

4.2.3.1. ALUMINIO

No se han encontrado diferencias significativas al comparar los niveles sanguíne-

os de Al de los ratones control positivo con los de los ratones control negativo

(1,09 vs. 0,95 µg/g) (Tabla 4). Este dato sería indicativo de la escasa absorción

del Al, y de su rápida distribución una vez ha penetrado en el organismo (Pérez-

Granados y Vaquero, 2002; Van Landeghem y cols., 1998; Yokel, 2000).

Los niveles sanguíneos de Al de los grupos suplementados con los diferentes

tipos de cerveza son menores, en todos los casos, que los del control negativo,

siendo la diferencia significativa (p<0,001) en aquéllos en los que se les admi-

nistra la dosis de cerveza moderada-baja (Tabla 4). Este hecho pondría también

de manifiesto la interacción del ácido silícico contenido en la cerveza sobre la ab-

sorción del Al dietético, como se ha comentado anteriormente.

c u a t r o

25

c u a t r o

Respecto a los diferentes grupos de ratones intoxicados con Al, se observa

también que los niveles de Al en sangre son menores en todos los grupos que han

tenido un aporte de ácido silícico, respecto al control positivo, siendo esta dife-

rencia significativa (p<0,001) en todos los grupos tratados con cerveza (Tabla 4).

Al comparar estos últimos resultados, se observa de nuevo que existe una re-

lación entre los niveles sanguíneos de Al y la concentración de Si administrada.

Es decir, a mayor concentración de Si aportado, mayor presencia de Al en san-

gre. Así, entre todos los grupos tratados con Si y Al, los animales que presentan

mayores niveles de Al plasmáticos son aquellos suplementados con ácido silíci-

co (0,90 µg/g), luego los tratados con cerveza con alcohol a dosis moderada-

alta (0,73 µg/g), y así sucesivamente, a medida que el aporte de Si disminuye

(Tabla 4).

Esto podría ser debido posiblemente a que el ácido silícico aportado favorece

de alguna forma la presencia del Al en sangre, para su posterior excreción a tra-

vés de la orina, hecho que se observaría en los niveles urinarios de aluminio, que

aumentarían con la dosis aportada de Si (Tabla 3), y/o a que el Si dificultaría de

algún modo la distribución tisular del Al, aumentando, por tanto, la presencia de

éste en sangre (Bellia y cols., 1996), aunque en este punto existen discrepancias,

ya que otros investigadores obtienen resultados contrarios (Reffitt y cols., 1999).

4.2.3.2. SILICIO

Hay que indicar que no se ha detectado Si en sangre, debido, posiblemente, a la

cinética de absorción/eliminación rápida del ácido silícico (Popplewell y cols.,

1998). Este elemento mineral posee un elevado aclaramiento renal, por lo que el

Si presente en suero es rápidamente filtrado por el riñón, siendo baja la reabsor-

ción en la nefrona (Reffitt y cols., 1999).

26

4.2.4. CONCLUSIONES

Los resultados obtenidos sugieren que el ácido silícico contenido en la cerveza, podría

interferir con el Al disminuyendo su biodisponibilidad a tres niveles diferentes: a ni-

vel gastrointestinal, dificultando su absorción (Bellia y cols., 1996; Gräske y cols.,

2000; Parry y cols., 1998), a nivel renal, disminuyendo su reabsorción (Bellia y cols.,

1996), y a nivel de distribución, impidiendo su distribución tisular (Belles y cols.,

1998; Dobranskyte y cols., 2004; Exley, 1999; Reffitt y cols., 1999; Yokel y cols., 1999).

Por tanto, y teniendo en cuenta las hipótesis anteriores, la cerveza podría ejercer

un papel protector frente a la toxicocinética del Al, siendo la CERVEZA CON ALCOHOL

y a la DOSIS MODERADA-ALTA, la que produce un mayor efecto. De ahí que ésta haya

sido el tipo y la dosis de cerveza elegida para la consecución del estudio crónico.

Según los resultados obtenidos en el estudio previo de intoxicación aguda, el tipo

y dosis de cerveza que parece ejercer un mayor efecto protector, es la cerveza con

alcohol a dosis moderadamente alta. Por tanto, al grupo de: “Aluminio y cerveza”:

se les administra 0,5 mL/día de cerveza con alcohol desgasificada y 450

mg/kg/día de nitrato de aluminio.

4.3.1. CONTROL DE ANIMALES

4.3.1.1. PESO DE RATONES

Las curvas de crecimiento obtenidas para los animales control (positivo y negati-

vo) y aquellos tratados con Al y/o cerveza/silicio quedan reflejadas en la Fig. 1.

(Anexo)

c u a t r o

27

4.3. ESTUDIO CRÓNICO

c u a t r o

Dichas curvas indican un ritmo de crecimiento similar para los cuatro grupos

de animales, no apareciendo diferencias significativas entre ellos.

En todos los grupos se aprecia un aumento de peso a medida que avanza el

ensayo, hasta las últimas semanas del mismo, donde se estabiliza. Los pesos de

los animales se corresponden con el rango de pesos dados por Charles Rives Com-

pany (IFFA CREDO).

Estos resultados concuerdan con los obtenidos por Fraga y col. (1990), quie-

nes encuentran que el Al no ejerce efecto sobre el peso de los ratones.

4.3.1.2. CREATININA URINARIA

La creatinina es el producto final en el catabolismo del fosfato de creatinina mus-

cular y su excreción, que ocurre exclusivamente por filtración glomerular, tiene

correlación con la masa muscular o con el peso corporal total.

Normalmente, su eliminación es constante en los mamíferos. Además la canti-

dad de creatinina excretada no depende de la actividad física, dieta o diuresis.

Para que se verifique una disminución en la excreción de la creatinina, la función

renal debe estar considerablemente alterada. Esta concentración es menor en el

período nocturno y aumenta gradualmente durante el día. De la misma manera, la

excreción parece variar con la edad y el ritmo circadiano. En individuos mayores

las concentraciones son menores (Elbert, 1997).

Por ello, se ha decidido utilizar el valor de creatinina, además de como factor

de corrección para la determinación de elementos en orina, como un parámetro

bioquímico de control del estado de salud de los roedores durante el experimento.

En líneas generales, y según los datos de creatinina obtenidos (Figura 2), no

se infiere el desarrollo de ninguna alteración fisiológica debida a la intoxicación

con aluminio, que pudiera interferir con los resultados obtenidos, en relación con

las hipótesis de este trabajo.

28

4.3.2. EXCRECIÓN FECAL

4.3.2.1. NIVELES DE AL

El posible efecto del ácido silícico sobre la biodisponibilidad del Al a nivel gas-

trointestinal (Bellia y cols., 1996; Granero y cols., 2004) se pone de manifiesto en

los niveles de Al determinados en las heces de los animales tras la intoxicación

crónica de tres meses de duración (Tabla 5).

Así, los ratones tratados con ácido silícico excretan significativamente

(p<0,001) más Al que los animales intoxicados control positivo (665,87 vs. 487,38

µg/g). El mismo efecto pero más atenuado se observa al comparar los niveles de

Al de los ratones tratados con cerveza con alcohol frente a los animales control

positivo (560,46 vs. 487,38 µg/g), si bien las diferencias resultaron ser significa-

tivas (p<0,05).

El “menor” efecto de la cerveza sobre la toxicocinética del Al, podría ser debi-

do a que, como se ha mencionado anteriormente, el posible mecanismo de esta

interacción (la formación de especies de aluminosilicatos) depende de la dosis de

Si presente en el lumen, por lo que al aportar una menor concentración de ácido

silícico en el grupo tratado con cerveza que en el tratado con ácido silícico, el

efecto observado será también menor.

Estos resultados concuerdan con los observados en el estudio agudo, y con los

encontrados por otros autores (Bellia y cols., 1996; Gräske y cols., 2000), así

como con los aportados por Granero y cols. (2004) en el proyecto anterior.

Por tanto, un consumo moderado-alto de cerveza con alcohol parece afectar a

la absorción del Al a nivel del tracto digestivo, dificultando la entrada de este me-

tal potencialmente tóxico al organismo.

c u a t r o

29

c u a t r o

4.3.2.2. NIVELES DE SI

Al contrario que en el estudio agudo, sí se observan niveles de Si fecales en los

animales tras el estudio crónico, aunque las diferencias no son significativas en-

tre los distintos grupos estudiados (Tabla 5).

Estos valores, son coincidentes con los obtenidos por Granero y col., 2004.

Las concentraciones de Si en heces de los animales intoxicados con Al son li-

geramente superiores a las del grupo control negativo (123,45 vs. 116,12 µg/g),

lo que podría indicar una posible interacción del Si con el Al presente en la dieta.

Los niveles fecales de Si son ligeramente más elevados en los grupos intoxica-

dos con Al y tratados con cerveza y ácido silícico, 131,06 µg/g y 140,56 µg/g,

respectivamente, respecto a los grupos control positivo y negativo (Tabla 5). Es-

tos datos avalarían la hipótesis de la formación de compuestos inabsorbibles en-

tre el Al y el Si.

4.3.3. EXCRECIÓN URINARIA

4.3.3.1. NIVELES DE AL

En términos generales, los grupos intoxicados con Al presentan niveles urinarios

de este metal ligeramente superiores a los ratones control negativo, aunque las

diferencias encontradas no son significativas. Asimismo, la excreción urinaria de

Al de los grupos tratados con Si y cerveza resultan ser similares a la de los gru-

pos controles (Tabla 6). Estos datos difieren de los obtenidos en el estudio agu-

do, donde las concentraciones urinarias de Al para todos los grupos intoxicados

pero tratados con Si fueron menores respecto al control positivo (Tabla 3).

Estas diferencias entre el estudio agudo y crónico pueden ser atribuidas a po-

sibles cambios en la homeostasis de estos elementos minerales como consecuen-

30

cia de la edad de los animales (Gómez y cols., 1997), que ha aumentado durante

la duración del estudio crónico (tres meses).

Otros investigadores (Domingo, 1999; Granero y cols. 2004), tampoco aprecian

un incremento en la excreción urinaria del Al en animales intoxicados con Al y tra-

tados con Si. Por tanto, la hipótesis apuntada a tenor de los datos obtenidos en

el estudio agudo, acerca de una interacción de estos elementos minerales a nivel

renal, parece no cristalizarse como válida.

4.3.3.2. NIVELES DE SI

Al comparar los niveles urinarios de Si del grupo control positivo con los del con-

trol negativo (0,19 vs. 0,24 µg/g) se observa una disminución de los niveles de

éste en los ratones intoxicados con Al, aunque sin alcanzar significancia (Tabla

6). Ello reforzaría la hipótesis de una interacción de ambos elementos a nivel del

tracto gastrointestinal.

Resultados similares fueron aportados por Granero y cols. (2004) en el proyec-

to anterior.

4.3.4. NIVELES SANGUÍNEOS

4.3.4.1. ALUMINIO

Al igual que en el estudio agudo, no se observan diferencias significativas al com-

parar los niveles sanguíneos de Al de los ratones control positivo con los de los

ratones control negativo (1,72 vs. 1,49 µg/g) (Tabla 7). Este dato sería indicati-

vo de la escasa absorción del Al, y de su rápida distribución una vez ha penetra-

do en el organismo (Pérez-Granados y Vaquero, 2002).

c u a t r o

31

c u a t r o

Respecto al tratamiento con Si, se puede observar que los niveles de Al en

sangre de los animales suplementados tanto con cerveza como con ácido silíci-

co son menores respecto al control positivo, siendo esta diferencia significativa

(p<0,001) (Tabla 7). Esto sería consecuencia de la interacción del Si con el Al a

nivel del tracto gastrointestinal.

Tampoco se encuentran diferencias al comparar los valores de Al en sangre de

los animales tratados con cerveza con alcohol (0,94 µg/g) con los tratados con

ácido silícico (0,82 µg/g), por lo que la cerveza con alcohol a esta dosis parece

ser efectiva en dificultar la entrada del Al al organismo.

4.3.4.2. SILICIO

Aunque los niveles de Si en sangre de los ratones control positivo y los anima-

les control negativo (23,78 vs. 29,63 mg/g) (Tabla 7) no resultaron ser signifi-

cativamente diferentes, los niveles de este elemento son ligeramente inferiores

en los animales intoxicados, indicando una posible interacción del Si y el Al die-

téticos.

Las concentraciones sanguíneas de Si de los animales tratados con cerveza o

ácido silícico son menores respecto a los ratones intoxicados control positivo,

siendo esta diferencia significativa (p<0,001) para el grupo tratado con ácido si-

lícico, hecho que pone de manifiesto la interacción del Si con el Al. Es decir, se

observa que, aquellos ratones tratados con Si (para ambos grupos), presentan

niveles mayores de excreción, tanto urinaria como fecal, para este elemento (Ta-

blas 5 y 6). Ello, junto con una posible distribución tisular favorecida, hace que

los niveles sanguíneos de Si estén disminuidos.

32

4.3.5. NIVELES EN TEJIDO CEREBRAL

4.3.5.1. ALUMINIO

Los resultados obtenidos confirman que el tejido cerebral es un órgano diana para

el Al, ya que este se acumula de forma significativa tras una intoxicación cróni-

ca. Así, los niveles de Al del tejido cerebral de los animales intoxicados son sig-

nificativamente mayores (p<0,01) con respecto a los ratones control negativo

(3,85 vs. 2,08 µg/g) (Tabla 8).

A pesar de que los menores niveles de Al en tejido cerebral corresponden a los

roedores del grupo control negativo, estos no muestran diferencias significativas

con los grupos tratados con Si, a través de la cerveza o del ácido silícico. Por tan-

to, podemos considerar que el tratamiento ha resultado totalmente satisfactorio.

Los niveles de Al son significativamente menores (p<0,01) en los cerebros de

los ratones tratados con ácido silícico que los correspondientes a los animales

control positivo (2,34 vs. 3,85 µg/g). Asimismo, se observa que la administra-

ción de Si a través de la cerveza, ocasiona también una disminución de los ni-

veles de Al del tejido cerebral, aunque no de forma significativa (2,34 vs. 3,85

µg/g).

Estos datos son concordantes con los obtenidos respecto a la eliminación del

Al por heces: la mayor excreción en animales tratados podría ser una de las cau-

sas de la menor acumulación del Al en el cerebro.

A tenor de estos resultados se puede decir que la administración de Si podría

ser efectiva frente a la acumulación de Al en el cerebro de los ratones, como tam-

bién observó en el estudio previo el Dr. Granero y cols., 2004.

c u a t r o

33

c u a t r o

4.3.5.2. SILICIO

Aunque no se hallan diferencias significativas, los niveles de Si cerebral de los

roedores intoxicados con Al son mayores que los controles negativos (25,83 vs.

13,64 µg/g) (Tabla 8).

El incremento en el contenido en Si se podría deber a que, por un lado, exis-

ten evidencias de que el Al produce radicales libres que inducen la peroxidación li-

pídica, produciendo un daño en las membranas neuronales y un incremento en la

permeabilidad de la barrera hemotoencefálica (Srivastava y cols., 2002; Tokutake,

1997) y, por tanto, un aumento en la entrada de Si dietético al tejido cerebral.

Por otro lado, Desouky y cols., 2002 y 2003, sugieren, a partir de varios estu-

dios en reptiles, que el Al interacciona con el Si, permitiendo la entrada conjunta

posiblemente a través de especies de aluminosilicatos, como posible mecanismo

de detoxificación de este metal neurotóxico.

Asimismo, numerosos estudios han demostrado que el Al y Si se encuentran pre-

sentes en el interior de gránulos de lipofuscina contenidos en placas seniles y ma-

rañas neurofibrilares, en cerebros (Candy y cols., 1992; Clauberg y Joshi, 1993; Ka-

neko y cols., 2004; Kohila y cols., 2004), así como en cerebros de pacientes con

EA (Tokutake, 1997; Tokutake y cols., 1995; Tokutake y Oyanagi, 1995). Los grá-

nulos de lipofuscina son lisosomas degradados, debido a la acumulación gradual

de compuestos inorgánicos.

Se observa también que los niveles de Si en tejido cerebral son mayores en los

grupos intoxicados con Al y tratados con Si, frente a los controles positivo (Tabla

8), resultado previsible ya que estos roedores son suplementados con Si.

34

CONCLUSIONES

Al ser el Al un metal potencialmente neurotóxico, presumiblemente asociado en la ac-

tualidad a la enfermedad de Alzheimer, y otras enfermedades degenerativas importan-

tes, sería conveniente reducir la exposición a este metal en todas las fuentes.

Debido a la posible interacción entre el Al y Si observada a nivel del tracto gas-

trointestinal, y a la disminución de la presencia de Al en plasma y tejido cerebral,

podríamos indicar que el Si, en forma de ácido silícico, puede reducir la biodisponi-

bilidad del Al y, por tanto, sería un elemento a considerar como factor de protec-

ción frente a este metal.

El tratamiento con cerveza con alcohol a una dosis moderada-alta, parece ejer-

cer el mismo efecto. Por tanto, un aporte moderado de cerveza podría ser tenido en

cuenta en los hábitos dietéticos de la población como un posible factor protector,

hecho que reafirma la reciente inclusión de esta bebida en la pirámide nutricional.

Sin embargo, el consumo de bebidas alcohólicas nunca se debe considerar como

un modo de incrementar ciertos nutrientes, que pueden encontrarse en otros ali-

mentos en la dieta, ya que su consumo debe estar dentro de unos límites, que de-

penden tanto del sexo como de la edad.

Además, un abuso de consumo de alcohol se asocia con un incremento en la mor-

bilidad y mortalidad (Yuan y cols., 2001), si bien un consumo moderado puede tener

efectos beneficiosos sobre la salud, como por ejemplo en enfermedades cardiovascu-

lares (De Loromier, 2000), así como en la prevención de la resorción y pérdida ósea en

el ser humano (Rapuri y cols., 2000; Tucker y cols., 2001; Tunner y Sibonga, 2001).

De ahí que, y dado que algunos de los efectos observados en el estudio agudo

entre la cerveza con y sin alcohol no resultaron significativos, sería interesante com-

pletar este trabajo realizando un estudio crónico con cerveza sin alcohol, con el ob-

jeto de comprobar si el efecto protector del Si se produce también en ausencia del

alcohol.

Así mismo, sería fundamental la determinación de biomarcadores de peroxidación li-

pídica en cerebros, debido a la capacidad del Al de inducir radicales libres, para com-

probar si el Si es capaz de interferir en este mecanismo de daño cerebral.

c i n c o

35

s e i s

ANEXO

Tabla 1. Contenido de Al y Si en cerveza (µg/g)

36

Cerveza con alcohol Cerveza sin alcohol

Aluminio 0,40 ± 0,12a 0,39 ± 0,04a

Silicio 24,56 ± 2,45a 18,21 ± 2,48b

Los valores de la misma fila con diferente letra son significativamente diferentes.

Tabla 2. Estudio agudo: Niveles fecales de Al y Si (µg/g)

Grupo

Control NegativoControl PositivoCerveza con alcohol dosis moderada-altaCerveza con alcohol dosis moderada-bajaCerveza sin alcohol dosis moderada-altaCerveza sin alcohol dosis moderada-bajaAluminio y Cervezacon alcohol dosis moderada-altaAluminio y Cervezacon alcohol dosis moderada-bajaAluminio y Cerveza sin alcoholdosis moderada-altaAluminio y Cervezasin alcohol dosis moderada-bajaAluminio y Ácido silícico

Aluminio

134,59 ± 35,00a

1633,94 ± 591,13b

276,98 ± 90,63a

201,66 ± 26,13a

198,27 ± 68,25a

145,41 ± 22,15a

2195,52 ± 561,56c

1889,73 ± 935,32bc

1918,17 ± 701,52bc

1757,74 ± 236,16bc

2878,94 ± 1109,35d

Silicio

n.d.n.d.n.d.n.d.n.d.n.d.

n.d.

n.d.

n.d.

n.d.n.d.

Los valores de la misma columna con diferente letra son significativamente diferentes. N.d.: No detectado.

Tabla 3. Estudio agudo: Niveles urinarios de Al y Si (µg/g)

Grupo

Control NegativoControl PositivoCerveza con alcohol dosis moderada-altaCerveza con alcohol dosis moderada-bajaCerveza sin alcohol dosis moderada-altaCerveza sin alcohol dosis moderada-bajaAluminio y Cerveza con alcoholdosis moderada-altaAluminio y Cerveza con alcoholdosis moderada-bajaAluminio y Cerveza sin alcoholdosis moderada-altaAluminio y Cervezasin alcohol dosis moderada-bajaAluminio y Ácido silícico

Aluminio

0,73 ± 0,09a

1,03 ± 0,36b

0,67 ± 0,14aac

0,44 ± 0,12d

0,49 ± 0,17cd

0,47 ± 0,15cd

0,62 ± 0,17ac

0,51 ± 0,14cd

0,61 ± 0,16acd

0,48 ± 0,23cd

0,75 ± 0,18a

Silicio

19,74 ± 4,50a

15,20 ± 3,43bc

16,86 ± 4,52ab

9,44 ± 3,72de

12,96 ± 4,40bcd

4,32 ± 2,63f

12,82 ± 1,61cd

4,72 ± 3,10f

13,20 ± 4,24bcd

5,28 ± 3,20ef

14,75 ± 2,05bc

Los valores de la misma columna con diferente letra son significativamente diferentes.

s e i s

37

Tabla 4. Estudio agudo: Niveles sanguíneos de Al y Si (µg/g)

Figura 1. Curvas de crecimiento de los ratones. Estudio crónico.

Grupo

Control NegativoControl PositivoCerveza con alcohol dosis moderada-altaCerveza con alcohol dosis moderada-bajaCerveza sin alcohol dosis moderada-altaCerveza sin alcohol dosis moderada-bajaAluminio y Cerveza con alcoholdosis moderada-altaAluminio y Cerveza con alcoholdosis moderada-bajaAluminio y Cerveza sin alcoholdosis moderada-altaAluminio y Cerveza sin alcoholdosis moderada-bajaAluminio y Ácido silícico

Aluminio

0,95 ± 0,43ab

1,09 ± 0,28a

0,83 ± 0,33bc

0,62 ± 0,26cde

0,78 ± 0,21bcd

0,48 ± 0,24e

0,73 ± 0,10bcd

0,61 ± 0,17cde

0,72 ± 0,22bcde

0,56 ± 0,23de

0,90 ± 0,29ab

Silicio

n.d.n.d.n.d.n.d.n.d.n.d.

n.d.

n.d.

n.d.

n.d.n.d.

Los valores de la misma columna con diferente letra son significativamente diferentes. N.d.: No detectado.

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

0

10

20

30

40

50

C. Negativo C. Positivo

Cerveza Silicio

Peso

(g)

Curvas de crecimiento

Semanas

s e i s

38

Figura 2. Niveles de creatinina en orina para cada grupo de animales en un es-

tudio crónico

1 2 3

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90m

icro

mol

/24

h

Creatinina en orina

MesC. Negativo C. Positivo

Cerveza Silicio

Tabla 5. Estudio crónico: Niveles fecales de Al y Si (µg/g)

Grupo

Ratones Control NegativoRatones Control PositivoRatones Intoxicados con Al y tratados concerveza con alcohol a dosis moderada-altaRatones Intoxicados con Al y tratados conácido silícico

Aluminio

279,72 ± 62,36a

487,38 ± 70,78b

581,03 ± 92,62c

665,87 ± 160,39c

Silicio

116,12 ± 25,19a

123,45 ± 16,53a

131,06 ± 29,40a

140,56 ± 80,02a

Los valores de la misma columna con diferente letra son significativamente diferentes.

s e i s

39

Tabla 6. Estudio crónico: Niveles urinarios de Al y Si (µg/g)

Grupo

Ratones Control NegativoRatones Control PositivoRatones Intoxicados con Al y tratados concerveza con alcohol a dosis moderada-altaRatones Intoxicados con Al y tratados conácido silícico

Aluminio

0,012 ± 0,0060,015 ± 0,006

0,017 ± 0,003

0,017 ± 0,004

Silicio

0,24 ± 0,070,19 ± 0,08

0,22 ± 0,10

0,27 ± 0,06

Tabla 7. Estudio crónico: Niveles sanguíneos de Al y Si (µg/g)

Grupo

Ratones Control NegativoRatones Control PositivoRatones Intoxicados con Al y tratados concerveza con alcohol a dosis moderada-altaRatones Intoxicados con Al y tratados conácido silícico

Aluminio

1,49 ± 0,29a

1,72 ± 0,50a

0,94 ± 0,45b

0,82 ± 0,23b

Silicio

29,63 ± 4,72a

23,78 ± 8,96ab

21,00 ± 5,84ab

11,64 ± 3,32c

Tabla 8. Estudio crónico: Niveles en tejido cerebral de Al y Si (µg/g)

Grupo

Ratones Control NegativoRatones Control PositivoRatones Intoxicados con Al y tratados concerveza con alcohol a dosis moderada-altaRatones Intoxicados con Al y tratados conácido silícico

Aluminio

2,08 ± 1,41a

3,85 ± 0,33b

2,45 ± 1,14ab

2,34 ± 1,12a

Silicio

13,64 ± 11,15a

25,83 ± 9,92ab

37,17 ± 7,76bc

45,26 ± 11,26c

Los valores de la misma columna con diferente letra son significativamente diferentes.

Los valores de la misma columna con diferente letra son significativamente diferentes.

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