Nutrición y Bromatología, Toxicología y Medicina Legal

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4-Nitrofenilhidrazonas de peridin-aldehidos como indicadores colorimétricos del pH
(1985) Cameán Fernández, Ana María; Guzmán Chozas, Matías; Universidad de Sevilla. Departamento de Nutrición y Bromatología, Toxicología y Medicina Legal
Actividad antioxidante de carotenoides frente a hidroperóxidos lipídicos de origen endógeno y exógeno en el tracto intestinal
(2012-11-15) Carvajal Lérida, Irene; Jarén Galán, Manuel; Pérez Gálvez, Antonio; Universidad de Sevilla. Departamento de Nutrición y Bromatología, Toxicología y Medicina Legal
La oxidación de los ácidos grasos poli-insaturados presentes en los alimentos es la reacción que promueve la formación de hidroperóxidos lipídicos, compuestos que presentan un alto potencial oxidativo por su capacidad de generar especies reactivas de oxígeno (ERO) de origen exógeno. Los hidroperóxidos lipídicos y sus productos de degradación, procedentes de la dieta, constituyen un grupo de compuestos que pueden contribuir al desequilibrio de las rutas metabólicas de la mucosa intestinal, la disfunción de los entericitos y el desarrollo de diversas patologías intestinales que cursan con un proceso inflamatorio asociado. El intestino tiene como función principal la absorción de nutrientes y el actuar como barrera de defensa frente a patógenos y compuestos nocivos derivados de la dieta, así como frente a la acumulación de ERO exógenos. Para hacer frente a dicha acumulación de ERO exógenas y/o endógenas, y al consecuente incremento del estrés oxidativo, la mucosa intestinal utiliza mecanismos antioxidantes enzimáticos y no enzimáticos para mantener el balance oxidativo tisular. La puesta en marcha de los mecanismos celulares tendentes a la neutralización del excedente oxidante se produce cuando los hidroperóxidos lipídicos, sus productos de degradación y las ERO ya han sido absorbidos y/o generados en el tejido. Minimizar el impacto oxidativo de los hidroperóxidos y sus productos de degradación ingeridos en la dieta puede abordarse mediante dos estrategias distintas, neutralización durante el transito intestinal de los hidroperóxidos presentes y reforzamiento de la capacidad antioxidante tisular. Con respecto a la primera vía, una manera de paliar los efectos perjudiciales de las dietas ricas en grasas poli-insaturadas es suplementar la misma con la ingesta de frutas y verduras que proporcionan un cúmulo de compuestos antioxidantes de muy diversa naturaleza, entre ellos los pigmentos carotenoides que pueden desarrollar su actividad antioxidante frente a los hidroperóxidos lipídicos y ERO que se generen durante el tránsito intestinal. En esta situación, la actividad antioxidante de los carotenoides se desarrollaría a nivel pre-sistémico, es decir, la disminución en la concentración de compuestos oxidantes exógenos es previa a la etapa de absorción intestinal de los nutrientes. Por otra parte, los hidroperóxidos presentes en el tracto gastrointestinal procedentes de la dieta pueden ser absorbidos por la mucosa intestinal desplazando a nivel sistémico el potencial oxidante exógeno. Existe una fuerte controversia acerca de esta posibilidad de absorción. En algunos estudios no se detectó la presencia de hidroperóxidos lipídicos en el sistema linfático mientras que en otros trabajos sí se halló un transporte eficiente de estos compuestos. La causa de estas diferencias se basa en la concentración de glutatión en la mucosa intestinal que cuando es reducida limita la posibilidad de que los hidroperóxidos lipídicos sean metabolizados adecuadamente, incrementando la concentración de ERO en el sistema linfático. El balance oxidativo intestinal también se puede modificar por una generación masiva de ERO endógenas por la acción de enzimas de la familia de la lipoxigenasa (LOX) que desarrollan su actividad sobre ácidos grasos poli-insaturados, promoviendo la generación de hidroperóxidos lipídicos endógenos. La actividad exacerbada de enzimas LOX está relacionada con la aparición y/o desarrollo de la enfermedad inflamatoria intestinal en la que la mucosa intestinal presenta un elevado contenido de ERO. La cuantificación de la actividad LOX, otro de los objetivos de este trabajo, seria una medida del estrés oxidativo del tejido e indirectamente del grado de afectación de la mucosa intestinal por patologías degenerativas. Sin embargo la relación entre actividad de LOX y daño tisular puede verse modulada por la presencia de antioxidantes procedentes de la dieta. Una alta actividad de LOX se relacionaría con una alta formación de hidroperóxidos y por tanto un alto nivel oxidante promovido endógenamente, sin embargo la presencia de carotenoides procedentes de la dieta y que están siendo absorbidos por la mucosa intestinal puede amortiguar el daño debido a la presencia de los hidroperóxidos. El desarrollo de la actividad antioxidante por los carotenoides en la mucosa intestinal implica un déficit en la cantidad de antioxidantes (carotenoides) disponibles para su incorporación al metabolismo sistémico, ya que éstos desaparecen durante el proceso antioxidante. Por tanto no solo se trata de observar el modo en que los carotenoides se implican en la cadena de reacciones enzimáticas que promueven las LOX, sino también qué consecuencias tiene dicha implicación en su disponibilidad y presencia en el pool de antioxidantes sistémicos presente en el organismo. Por todo lo anterior, el objetivo general es determinar la implicación de antioxidantes lipofílicos, presentes en matrices alimentarías, en los procesos oxidativos desencadenados por ERO de origen exógeno (procedentes de la dieta) y endógeno (formadas por enzimas LOX) generados a partir de hidroperóxidos lipídicos. Igualmente, se pretende descubrir nuevos focos de actividad antioxidante/no antioxidante (no explicados hasta el momento) durante el proceso digestivo y durante la asimilación de hidroperóxidos lipídicos, en los que los antioxidantes pueden contribuir a mantener el balance oxidativo de la mucosa intestinal. Para ello se lleva a cabo el ESTUDIO DE LA CAPACIDAD ANTIOXIDANTE DE PIGMENTOS CAROTENOIDES EN MATRICES ALIMENTARIAS. Durante el proceso digestivo, carotenoides como b-caroteno, licopeno y luteína pueden desarrollar su actividad antioxidante frente a las ERO de origen exógeno que se han incorporado a través de la dieta o se han generado a consecuencia de la digestión. Aplicando un modelo bioquímico in vitro que mimetiza las condiciones químicas y enzimáticas que secuencialmente se producen durante la digestión, se pretende estimar la interacción entre los carotenoides y las ERO, y determinar si de dicha interacción se deriva un descenso en el contenido de ERO exógenas que permanezcan disponibles para su asimilación intestinal. La acumulación de hidroperóxidos lipídicos que pueden dar origen a ERO provocando un desequilibro del estatus rédox tisular ligado al inicio y progreso de procesos degenerativos. Por ello se realiza un ESTUDIO DE LA ABSORCIÓN Y EL TRANSPORTE DE HIDROPERÓXIDOS LIPÍDICOS EXÓGENOS A TRAVÉS DE LA MUCOSA DE EPITELIO INTESTINAL, EN PRESENCIA DE ANTIOXIDANTES LUMINALES, MEDIANTE EL USO DE LA TÉCNICA DE ASIMILACIÓN EX VIVO CON CELDAS TIPO USSING, ya que el lumen digestivo es el sistema más expuesto a la acción directa de los hidroperóxidos y en él actúa el sistema de defensa antioxidante de nuestro organismo para evitar la generación de ERO. Con el sistema de celdas tipo Ussing utilizado se simula el transporte, a través de células enterocíticas, de compuestos como los hidroperóxidos desde su cara apical a la basolateral. La cantidad de hidroperóxidos lipídicos encontrados en la cara basolateral de células epiteliales intestinales se determina espectrofotométrica mediante una técnica colorimétrica y, a partir de los datos obtenidos, se obtiene la velocidad de difusión y permeabilidad aparente a través del tejido. Factores como la presencia de diversos antioxidantes luminales, la cantidad de hidroperóxidos en la cara apical o el estado fisiológico del tejido se tienen en cuenta en el desarrollo del ensayo. La actividad de LOX puede ser la causa de formación de hidroperóxidos lipídicos generadores de ERO con actividad oxidante a ambos lados del epitelio intestinal. Esta generación de un potencial oxidante endógeno es más acusada en tejidos afectados por procesos inflamatorios en el que la actividad LOX esté sobre-expresada. Por tanto, se desarrolla un procedimiento para el ESTUDIO DE ACTIVIDAD LOX EN EPITELIO INTESTINAL que correlaciona el empleo de técnicas de HPLC (High-performance liquid chromatography) con el análisis espectrofotométrico, técnica que permite un seguimiento rutinario mucho mas rápido y sencillo. Por último, se lleva a cabo un ESTUDIO DE LA CINÉTICA DE DEGRADACIÓN DE b-CAROTENO, LUTEÍNA Y LICOPENO EN SITUACIONES DE ESTRÉS OXIDATIVO ORIGINADO POR LOX. Con esto se determinan las consecuencias que tiene el estrés oxidativo de origen tisular con actividad LOX sobre-expresada sobre los carotenoides cuando éstos desarrollan su actividad antioxidante. Mediante un seguimiento espectrofotométrico se evalúa el descenso progresivo en la concentración de carotenoides y se establece la cinética de degradación de cada carotenoide, lo que marca el nivel de implicación de cada uno de ellos en la actividad antioxidante y cómo se modifica la disponibilidad de estos compuestos para ser asimilados.
Análisis metabólico y molecular del contenido de ácido linoleico en el fruto del olivo (Olea europea)
(2008-01-11) Hernández Jiménez, María Luisa; Martínez Rivas, José Manuel; Machado de la Quintana, Alberto; Mancha Parelló, Manuel; Universidad de Sevilla. Departamento de Nutrición y Bromatología, Toxicología y Medicina Legal
El objetivo general de este trabajo es identificar los genes/enzimas responsables del contenido de ácido linoleico en la aceituna, así como los factores implicados en su regulación. En particular, se abordarán los siguientes objetivos específicos: 1) Estudiar las rutas de biosíntesis de ácido linoleico usando cultivos de callo de olivo como sistema modelos. - Analizar la cinética de incorporación y desaturación de oleico y linoleico radiactivos durante la biosíntesis de glicerolípidicos. - Investigar el efecto de la temperatura y la intensidad luminosa sobre la incorporación y desaturación de oleico radiactivo. 2) Caracterizar la estructura y regulación de los genes responsables del contenido de ácido linoleico en la aceituna. - Aislar y secuenciar clones de cDNA correspondientes a oleato desaturasas de olivo. - Expresar funcionalmente los genes FAD2 y FAD6 de olivo en hospedador heterólogo. - Determinar la organización genómica de los genes FAD2 y FAD6 de olivo. - Estudiar la regulación de la expresión de los genes FAD y FAD6 de olivo en relación al contenido de ácido linoleico. CONCLUSIONES 1. En cultivos fotomixotróficos de callo de olivo, tanto [1-14C]oleato como [1-14C]linoleato se incorporan rápidamente a todos los lípidos estudiados, tanto microsomales como plastidiales. Tras ser activados a acil-Coas, la actividad lisofosfatidilcolina aciltransferasa y no la ruta de Kennedy es la principal responsable de la entrada de ambos precursores radiactivos al metabolismo lipídico, principalmente a la biosíntesis de triacilgliceroles, en la que la actividad fosfolípido:diacilglicerol aciltransferasa contribuye de forma importante. 2. En callos de olivo, el plastidio es el sitio preferencial para la desaturación, tanto del [1-14C]oleico como del [1-14C]linoleico, por acción de las enzimas oleato desaturasa plastidial y linoleato desaturasa plastidial, respectivamente. 3. El incremento de la temperatura de incubación de los callos de olivo promueve específicamente la biosíntesis de triacilgliceroles, y afecta negativamente a la oleato desaturasa microsomal y a la linoleato desaturasa plastidial. Por su parte, la intensidad luminosa parece regular alas oleato desaturasas, tanto microsomal como plastidial. 4. Se han aislado y secuenciado tres clones completos de cDNA de olivo, dos de ellos que codifican la oleato desaturasa microsomal (FAD2-1 y FAD2-2) y el otro correspondiente a la plastidial (FAD6). Sus secuencias de aminoácidos deducidas muestran las características típicas de las desaturasas asociadas a membranas. El análisis filogenético de los tres genes de la oleato desaturasa de olivo estableció que mientras la FAD6 de olivo se situaba en una rama junto al resto de las FAD6 de plantas, las dos proteínas FAD2 de olivo se agrupaban en el grupo correspondiente a las enzimas FAD2. 5. La identidad funcional de los genes de las oleato desaturasas de olivo se confirmó mediante expresión funcional heteróloga. Por un lado, los genes FAD2-1 y FAD2-2 se sobreexpresaron en Saccharomyces cerevisiae. Por otro lado, el gen FAD6 se sobreexpresó en Escherichia coli. 6. El análisis de Southem blot genómico demostró que existen al menos dos copias de cada uno de los dos genes FAD2 en el genoma del olivo, mientras que existe, al menos, una copia del gen FAD6. 7. El análisis de expresión de los genes FAD2-1, FAD2-2 y FAD6 de olivo en distintos tejidos de olivo y a lo largo del desarrollo y maduración de la aceituna puso de manifiesto que estaban regulados de forma espacial y temporal. 8. Los tres genes de la oleato desaturasa de olivo muestran un papel fisiológico diferencial. Mientras FAD2-1 está posiblemente implicado en la biosíntesis del ácido linleico presente tanto en los lípidos de reserva en semillas jóvenes, como en los lípidos cloroplásticos en drupa joven y hojas, FAD2-2 parece responsable del contenido de linoleico en los lípidos de reserva de la semilla madura y el mesocarpo. Por su partem FAD6 parece implicado en la desaturación de oleico en los lípidos cloroplásticos de hojas. 9. La evolución del contenido de ácido linoleico y los niveles de expresión relativa de los genes de las oleato desaturasas a lo largo del periodo completo de desarrollo y maduración, depende de las variedades de aceituna, siendo el gen FAD2-2 el principal responsable del contenido de ácido linoleico en los aceites de oliva. 10. En los olivos de la variedad Arbequina cultivados en regadío, se produce un aumento en los niveles de expresión de FAD2-2 en mesocarpo, dando lugar a un aumento en el porcentaje de ácido linoleico. 11. No se detectaron diferencias significativas en el contenido de ácido linoleico de mesocarpo de aceitunas de las variedades Picual y Arbequina cuando se almacenaron a diferentes temperaturas durante 21 días. Aunque sí se observó un incremento en los niveles de expresión del gen FAD2-2 en mesocarpo de aceitunas de la variedad Arbequina tras el almacenamiento a las tres temperaturas estudiadas, si bien no correlacionaba con el contenido de ácido linoleico. 12. La incubación de las aceitunas a temperatura baja, alta, en oscuridad o tras producirle daño por herida afectaba de forma diferente a la transcripción de los genes FAD2-1, FAD2-2 y FAD6 dependiendo de la variedad.
Análisis metabolómico y evaluación de la bioactividad de compuestos producidos por levaduras presentes en alimentos
(2022-11-25) Gallardo Fernández, Marta; García Parrilla, María del Carmen; Troncoso González, Ana María; Universidad de Sevilla. Departamento de Nutrición y Bromatología, Toxicología y Medicina Legal
Las bebidas fermentadas son una fuente de compuestos bioactivos, entre ellos derivados del metabolismo de aminoácidos aromáticos. Sin embargo, el conocimiento de las rutas que intervienen en la síntesis de estas moléculas bioactivas por parte de las levaduras durante la fermentación es limitado. Mejorar el conocimiento de las rutas implicadas puede proporcionar información para incrementar el contenido en compuestos bioactivos en bebidas fermentadas. Además, el estudio de los mecanismos de acción por los cuales estos compuestos bioactivos ejercen su efecto biológico resulta de interés para poder profundizar en el conocimiento de sus propiedades saludables. En la presente Tesis Doctoral se ha realizado un estudio de las rutas metabólicas relacionadas con la síntesis de melatonina (MEL) y hidroxitirosol (HT) en la levadura mediante el uso de sus precursores aminoácidos aromáticos (triptófano (L-TRP) y tirosina (TYR), respectivamente) marcados isotópicamente. En el análisis por UHPLC/HRMS se detectaron serotonina (SER), N-acetilserotonina (NAS) y MEL marcados. No obstante, la presencia de los compuestos mencionados no marcados muestra que durante la fermentación alcohólica la síntesis de MEL por parte de la levadura ocurre tanto a partir del L-TRP del mosto como del L-TRP sintetizado por la levadura. De igual forma, en fermentaciones con el aminoácido TYR isotópicamente marcado, se detectaron ácido 4-hidroxifenilacético, tirosol (TYRS) y HT marcados y sin marcar. Por consiguiente, la ruta de Ehrlich no es la mayoritaria para la producción de HT por parte de la levadura durante la fermentación alcohólica. Asimismo, se ha llevado a cabo la evaluación de la ingesta dietética del HT en la población adulta de la Unión Europea (UE) y la contribución de sus principales fuentes a su ingesta. Los estudios realizados sobre la ingesta dietética del HT muestran que Grecia, España, Dinamarca, Chipre e Italia son los países que presentan la mayor ingesta de HT siendo la aceituna de mesa y el vino los alimentos que contribuyen en mayor medida. La ingesta media de HT en los países de la UE es de 1,97 mg/día. Sólo Grecia y España presentan lo valores de ingesta de HT suficientes para ejercer un efecto beneficioso de 5 mg/día. Con vistas a evaluar el potencial efecto neuroprotector y neuroantiinflmatorio se ha evaluado la capacidad de determinados bioactivos de atravesar la barrera hematoencefálica (BBB). TYR, TYRS, HT, SER y ácido protocatéquico (PCA) son capaces de atravesar la BBB en distinta medida sin alterar su integridad. Los ensayos de neuroprotección muestran que la presencia simultánea de HT y de PCA incrementa el efecto frente a la inhibición y la desestabilización de formación de fibras de α-sinucleína (α-sin) en comparación con ambos compuestos independientes. Al mismo tiempo, el HT previene la producción de la mayoría de los factores proinflamatorios producidos por la acción de lipopolisacáridos (LPS) y α-sin en células de microglía confiriéndole propiedades neuroantiinflamatorias. Teniendo en cuenta que el HT se metaboliza rápidamente, se ha determinado el efecto neuroprotector y antiangiogénico de los principales metabolitos humanos del HT (3,4 dihidroxifenilacetaldehído (DOPAL), alcohol homovalínico (MOPET) y 3-metoxi-4-hidroxifenilacetaldehído (MOPAL)). Y a su vez, de algunos metabolitos producidos por la levadura a partir del L-TRP durante la fermentación alcohólica (ácido indolpirúvico (IPy), ácido indolpropiónico (IPA), ácido indol butírico (IBA) y, ácido indolláctico (ILA)). Entre los metabolitos del HT estudiados, DOPAL protege a las células neuronales de la toxicidad de la proteína α-sin. Los ensayos para la evaluación de los efectos antiangiogénicos muestran cómo DOPAL y IPy presentan potencial anti-VEGF en células endoteliales (HUVEC). DOPAL y IPy inhiben PLCγ1, al mismo tiempo que activan y mantienen respectivamente eNOS, por lo que cabría esperar que no presentaran el efecto hipertensivo asociado a los fármacos anti-VEGF.
Aplicación de modelos experimentales in vitro para el estudio de los efectos producidos por microcistinas
(2006) Pichardo Sánchez, Silvia; Repetto Kuhn, Guillermo; Cameán Fernández, Ana María; Jos Gallego, Ángeles Mencía; Universidad de Sevilla. Departamento de Nutrición y Bromatología, Toxicología y Medicina Legal
Revisados los antecedentes bibliográficos, se manifiesta la importancia de incidir en el estudio de los efectos tóxicos de las floraciones y cultivos de cianobacterias, al igual que de MC puras, en peces debido a que: 1. Viven en el mismo medio en el que
Aplicación de técnicas de imagen para la evaluación de la madurez fenólica de semillas de uva
(2013-12-02) Rodríguez Pulido, Francisco José; Heredia Mira, Francisco José; González-Miret Martín, María Lourdes; Universidad de Sevilla. Departamento de Nutrición y Bromatología, Toxicología y Medicina Legal
La calidad del vino depende ampliamente del estado de todos los componentes de la uva, y en este aspecto, sus semillas afectan directamente a la estructura, astringencia, estabilidad, e indirectamente al color del vino. Los compuestos fenólicos que contienen son responsables de estas propiedades, y cambian de manera cualitativa y cuantitativa durante toda la maduración del fruto. Además de estar implicados en la calidad del vino, poseen un alto valor farmacológico debido a su capacidad antioxidante. El desarrollo de la uva sucede en tres etapas principales: crecimiento herbáceo, maduración y sobremaduración. Es durante la maduración cuando se produce en el hollejo la perdida de clorofila y la aparición de los colorantes definitivos. Mientras, tanto en los hollejos como en las semillas, los fenoles polimerizan disminuyendo su astringencia. La polimerización de fenoles y la disminución de la acidez del mosto disminuyen la agresividad de los taninos en las bayas, y afectan a las cualidades gustativas de las distintas partes de la uva. Al mismo tiempo, todos estos procesos se ven afectados por factores agronómicos como el clima, el suelo, la disponibilidad de agua, la fertilización, la variedad, etc. Por ejemplo, en climas cálidos, las primaveras secas y los veranos calurosos hacen que el periodo comprendido entre el envero y la madurez industrial de la uva sea más corto. Así, mientras que la pulpa ha alcanzado niveles óptimos de azúcar, las semillas aun no se han desarrollado plenamente, lo que produce desequilibrios en el vino producidos por la falta de madurez fenólica de las semillas de uva. Por estos motivos es tan importante el control del estado de maduración de las semillas de uva. En el presente trabajo se han evaluado las semillas se uva de diferentes variedades aplicando diferentes técnicas de análisis de imagen. En todos los casos se ha intentado el desarrollo de metodologías que implicaran la mínima preparación de muestra y la máxima rapidez del método, con el objeto de poder sustituir en la medida de lo posible el análisis químico, que implica largos y tediosos procesos que impiden un seguimiento rápido de la maduración. Se ha aplicado la colorimetría triestímulo mediante técnicas de imagen, que permitió la discriminación varietal de semillas de uva a partir de sus características colorimétricas y morfológicas, y permitió el estudio de su evolución durante la maduración. También se ha desarrollado un método para la cuantificación de la heterogeneidad del color en alimentos. La metodología propuesta para la medición y evaluación del color ha sido satisfactoria para predecir el estado de madurez de las semillas de uva, y ha sido útil para establecer etapas de maduración a partir de sus características de apariencia. Más allá del color, también se han evaluado las semillas de uva en el intervalo infrarrojo cercano del espectro mediante análisis de imágenes hiperespectrales. A partir de ellas, las semillas se han podido clasificar de manera más precisa que con el espectro visible, pudiendo incluso detectar diferencias en factores agronómicos a partir de esos espectros de reflectancia. La metodología puesta a punto en análisis de imágenes hiperespectrales resulto ser capaz de evaluar el contenido en flavanoles en semillas de uva mediante un sencillo análisis en cuestión de minutos y sin necesidad de ningún tratamiento de muestra.
Aplicación de técnicas espectroscópicas vibracionales al estudio de la extractabilidad de compuestos fenólicos procedentes de subproductos enológicos.
(2019-01-23) Baca Bocanegra, Berta; Heredia Mira, Francisco José; Hernández Hierro, José Miguel; Universidad de Sevilla. Departamento de Nutrición y Bromatología, Toxicología y Medicina Legal
Las características de la uva en el momento de la vendimia condicionan en gran medida la calidad del vino elaborado a partir de ellas. En regiones de clima cálido, las altas temperaturas ambientales, acentuadas en las últimas décadas por los efectos del cambio climático, originan un desfase entre la madurez tecnológica de la uva, cada vez más temprana y la madurez fenólica, cada vez más tardía, que desencadena, entre otros, problemas de estabilidad cromática en el envejecimiento. Ante esta situación se pone de manifiesto la necesidad de implementar medidas de adaptación que permitan preservar la calidad de estos vinos. En este sentido, el aprovechamiento de subproductos de la industria vitivinícola ricos en compuestos fenólicos,como pueden ser las virutas de madera cruda de las tonelerías,añadidas en etapas iniciales de la vinificación, se presenta como una estrategia enológica, nueva y sostenible, para paliar los efectos del cambio climático en la calidad de los vinos tintos.Los compuestos fenólicos de la madera, que pasarán al vino durante el proceso de maceración, junto con los compuestos fenólicos procedentes de la uva, determinarán la composición fenólica del vino y condicionarán sus características cromáticas y organolépticas. Tradicionalmente,la composición fenólica, y la facilidad de cesión de estos compuestos al vino desde diferentes matrices, se ha controlado por métodos de análisis fisicoquímicos que,en muchos casos, resultan complejos y tediosos. En las últimas décadas se han desarrollado técnicas espectroscópicas que permiten estimar de forma rápida, no destructiva y respetuosa con el medio ambiente,distintos parámetros de interés enológico. En este trabajo, inicialmente se ha evaluado el efecto que tiene la adición de chips de madera en la extracción de compuestos antociánicos del hollejo de uva tinta clasificada hiperespectralmente como uva con baja capacidadde cesión de dichos compuestos.Se ha comprobadoque la adición de copigmentos provenientes de la madera, que contribuyen a mejorar el color del vino,noalterael equilibrio de extracción de antocianos del hollejo. Se ha utilizado el análisis de imagen hiperespectral en la región del infrarrojo cercano y la regresión por mínimos cuadrados parciales (MPLS)para analizar de forma rápida el contenido total yel contenido extraíble de fenoles totales y flavanoles en semillas de uva tinta.De forma similar, se ha desarrollado un modelo MPLS para predecir el contenido fenólico extraíble en viruta cruda de roble. Se ha evaluado la capacidad dela espectroscopía NIR portátilpara estimar in situ de forma rápida el contenido fenólico extraíble delhollejo de uva y de la viruta cruda de roble. La influencia de las condiciones ambientalesen el viñedo en el momento de la adquisición espectral pueden condicionar los resultados obtenidos para los hollejos, de forma que los modelos presentan errores que comprometen su aplicación con fines predictivos. Sin embargo, en virutas de roble, los modelos propuestos para lapredicción del contenido extraíble de fenoles totales y de elagitaninosofrecen resultados satisfactorios para todos los parámetros evaluados. Así mismo, utilizando espectroscopía en el infrarrojo medio por transformada de Fourier y espectroscopíaRaman se han caracterizado muestrasde viruta cruda de madera y se han relacionado las características espectrales con la facilidad de extracción de compuestos fenólicos. De esta forma, se ha podido confirmar la relación existente entre la extractabilidad de compuestos fenólicos en viruta de madera y la composición y distribución de los componentes de su pared celular.La microscopía electrónica de barrido (SEM) aporta información topográfica complementaria que respalda la relación entre la estructura de la madera y los niveles de extractabilidad fenólica. Por último, se ha evaluado objetivamente el potencial enológico de la viruta cruda de roble, subproducto de tonelería. Para ello se ha determinado,en una situación real de vinificación en tinto, la influencia de la adición post-fermentativade virutas en la composición fenólica y la calidad cromática de vinos tintos de variedad Syrah.Los resultados obtenidos demuestran que la adición pos-fermentativa de viruta de madera cruda representa un procedimiento útil para la elaboración de vinos tintos en clima cálido, ya que produce una mejora tanto de la composición fenólica como de la calidad y estabilidad cromática.
Aprovechamiento de semillas de uva sobremaduras para la mejora del color de vinos tintos elaborados en clima cálido
(2019-11-25) Rivero Granados, Francisco José; Heredia Mira, Francisco José; González-Miret Martín, María Lourdes; Gordillo Arrobas, Belén; Universidad de Sevilla. Departamento de Nutrición y Bromatología, Toxicología y Medicina Legal
Por su gran impacto medioambiental, la gestión y reutilización de residuos agrícolas es uno de los grandes retos de la sociedad actual. En el caso de la vid, uno de los cultivos más extendidos, se producen millones de toneladas de residuos cada año y la industria enológica está en permanente búsqueda de vías de aprovechamiento de los subproductos ya que, además, son residuos ricos en compuestos fenólicos de interés bioactivo. En Andalucía se elaboran vinos generosos, de alta graduación alcohólica, procedentes de uvas blancas sometidas a concentración de azúcares por exposición directa al sol en paseras, lo que conduce a características fisicoquímicas y sensoriales especiales, tanto en las uvas como en los vinos obtenidos, y cuya elaboración genera un gran volumen de orujos. Más recientemente, adaptándose a las tendencias del mercado, las bodegas de esta región de clima cálido comenzaron a elaborar vinos tintos, lo que supuso un gran reto por las altas temperaturas que se alcanzan, agravadas por los efectos del cambio climático. Se dificulta la correcta maduración de la uva tinta y se produce un desfase entre las maduraciones tecnológica (azúcares/ácidos) y fenólica, lo que pone en riesgo la obtención de vinos tintos de calidad sensorial, en especial gustativa (astringencia) y visual (intensidad y estabilidad del color). Es conocido que los vinos tintos de clima cálido frecuentemente son desequilibrados, de color inestable y, por lo tanto, poco aceptados por el consumidor. El principal objetivo de esta Memoria es integrar ambas circunstancias, por un lado, el aprovechamiento de las semillas sobremaduras procedentes de la elaboración de vinos generosos y, por otro, la mejora del color de vinos tintos de clima cálido. Se plantea establecer el valor de las semillas sobremaduras como fuente de fenoles, optimizando su aplicación en la vinificación en tinto (momento, tiempo, dosis), y evaluar su efecto en la calidad y estabilización del color a través del fenómeno de copigmentación. Mediante cromatografía líquida de alta eficacia, se ha analizado el perfil fenólico de semillas de tres variedades de uvas blancas comúnmente usadas para la elaboración de vinos generosos (Pedro Ximénez, Moscatel y Zalema), con diferentes niveles de sobremaduración. Se destaca la riqueza fenólica de estas semillas sobremaduras, principalmente en flavanoles, ácidos benzoicos y procianidinas, siendo las de la variedad Moscatel las que presentaron un mayor contenido en fenoles. Se han elaborado vinos tintos de variedad Syrah, y se han añadido semillas sobremaduras de variedad Pedro Ximénez, como fuente alternativa de copigmentos, en diferentes condiciones en cuanto a la cantidad de semillas añadidas (dosis de 3 g/L y 12 g/L), el tiempo de maceración (7, 30 y 60 días) y la etapa de maceración (fermentativa y postfermentativa). Se determinó el perfil fenólico de los vinos y se aplicó la Colorimetría Triestímulo para evaluar el efecto sobre la copigmentación con antocianos y el color de los vinos, así como su evolución en el tiempo. Los vinos con adición fermentativa de semillas sobremaduras, es decir, coincidiendo con el encubado de los orujos, presentaron un mayor contenido en antocianos y procianidinas que los vinos testigo (sin adición de semillas), lo que condujo a una mayor estabilización de los antocianos en las últimas etapas de vinificación, con un efecto cromático positivo, obteniendo vinos tintos de color más estable, más oscuros y cuyos tonos permanecieron rojos hacia los azulados. Para poder controlar la duración de la maceración con las semillas, se planteó la adición de semillas sobremaduras tras el descube de los orujos, con diferentes tiempos de contacto. Con maceraciones postfermentativas de 60 días se obtuvieron vinos tintos con mayor calidad y estabilidad cromática. A partir de los extractos fenólicos en sistemas modelo, se han establecido diferencias cualitativas y cuantitativas en la composición de las semillas sobremaduras de diferentes variedades de uva blanca. Se estudió la influencia en la evolución de los antocianos monoméricos de hollejos de uvas tintas y la formación de nuevos pigmentos derivados. Aplicando la Colorimetría Triestímulo Diferencial, se ha evaluado la eficacia copigmentante y el efecto sobre la calidad y estabilización del color. Se comprobó que los efectos colorimétricos más positivos (colores más intensos y más estables en el tiempo) se produjeron con los extractos de semillas de Moscatel, seguidos de los de Pedro Ximénez. Por último, se ha aplicado la Espectroscopía Raman como método rápido y no destructivo, en comparación con el análisis cromatográfico, que implica la destrucción de la muestra, el gasto de tiempo en su preparación y el coste económico por el uso de reactivos. Por Espectroscopía Raman con excitación a 1064 nm, se han caracterizado espectroscópicamente semillas sobremaduras de uvas blancas de distinto perfil fenólico, obteniendo una buena discriminación entre variedades y diferentes estados de sobremaduración.
Aproximación proteómica cuantitativa del enterocito y su relación con la encefalopatía hepática
(2008-01-20) Collantes de Terán, Laura; Bautista Palomas, Juan Dionisio; Romero Gómez, Manuel; Universidad de Sevilla. Departamento de Nutrición y Bromatología, Toxicología y Medicina Legal
Aspectos legales de los análisis clínicos en España
(1979-09) Carranza Ariza, Miguel; Domínguez Camacho, Antonio; Universidad de Sevilla. Departamento de Nutrición y Bromatología, Toxicología y Medicina Legal
Beneficios inmunometabólicos de una intervención nutricional basada en dieta mediterránea hipocalórica e hiperproteica y actividad física en pacientes con sobrepeso y obesidad
(2024-07-19) Miguel Albarreal, Antonio de; Montserrat de la Paz, Sergio; Rivero Pino, Fernando; Universidad de Sevilla. Departamento de Bioquímica Médica y Biología Molecular e Inmunología
La obesidad es un importante problema para la salud pública y es considerada la quinta causa de muerte a nivel mundial. Además, es una de las principales enfermedades relacionadas con el estilo de vida que generan mayores problemas de salud y contribuyen a numerosas enfermedades crónicas como el cáncer, hígado graso no alcohólico, diabetes mellitus tipo 2, apnea del sueño, síndrome metabólico y enfermedades cardiovasculares. La WHO ha pronosticado que el 30% de las muertes del mundo en 2030 se iniciarán con enfermedades del estilo de vida y que estas se pueden detener mediante la identificación y el tratamiento adecuado de los factores de riesgo y mediante políticas de participación conductual, en las que la farmacia comunitaria puede jugar un rol crucial. El objetivo general de la presente tesis doctoral es evaluar los efectos de una dieta mediterránea hipocalórica e hiperproteica con diferentes fuentes de proteínas combinada con ejercicio físico moderado sobre el perfil bioquímico e inmunometabólico de pacientes con sobrepeso y obesidad. Este estudio consistió en una intervención nutricional unicéntrica en combinación con ejercicio físico aeróbico en pacientes adultos con sobrepeso y obesidad. Los criterios de inclusión fueron: edad entre 18 y 65 años, circunferencia de cintura ≥102 cm en hombres y ≥88 cm en mujeres, y equivalente metabólico <4. Los criterios de exclusión fueron pacientes prediabéticos en tratamiento farmacológico, sujetos que padecen problemas médicos (por ejemplo, diabetes u otra enfermedad crónica) o limitación física que les impida cumplir con el ejercicio aeróbico, así como fumadores y mujeres embarazadas o lactantes. La intervención se dividió en dos grupos, Grupo A y Grupo B, siendo la única diferencia que el grupo A tenía de snack a media tarde (merienda) un yogur rico en proteínas (10 g de proteína animal), mientras que el grupo B tenía un batido de proteínas de cáñamo (10 g de proteína vegetal). Todos los participantes siguieron una dieta hipocalórica (1365 kcal/día) durante 12 semanas basada en la dieta mediterránea. Este protocolo dietético tenía de media, en base calórica, un 27.56% de proteínas, 29.70% de lípidos y 46.63% de carbohidratos. Como parte de la intervención, los pacientes fueron sometidos a un programa de actividad física siguiendo las recomendaciones de la WHO, en las que aconseja a los adultos realizar 150 minutos de actividad física aeróbica de magnitud intensa a moderada. La adherencia al programa dietético se realizó mediante varios procesos, los cuales incluían llamadas telefónicas, visitas presenciales y registro alimentario en un diario dietético. La adherencia al programa de actividad física se controlaba mediante el registro de cada actividad en un reloj inteligente y compartiendo los datos a través de la aplicación para móviles Zepp Life. De acuerdo con las entrevistas, los registros y el seguimiento supervisado, todos los sujetos que finalizaron el estudio siguieron las pautas de alimentación y los ejercicios tal como estaba indicado. En los pacientes se evaluaron características antropométricas, perfil bioquímico, niveles séricos de oligoelementos, expresión génica de citocinas, expresión génica de receptores de glucosa, subpoblaciones de linfocitos y aminoácidos circulantes en sangre.
Bioaccesibilidad in vitro de carotenoides desde matrices lipofílicas e hidrofílicas. Competitividades y sinergias
(2010-12-14) Fernández García, Elisabet; Pérez Gálvez, Antonio; Garrido Fernández, Juan; Universidad de Sevilla. Departamento de Nutrición y Bromatología, Toxicología y Medicina Legal
Los nuevos hábitos alimenticios, las recomendaciones dietéticas procedentes de los organismos públicos de salud y la presencia de compuestos bioactivos en los alimentos, todo ello con el objetivo de prolongar y mejorar nuestra vida saludable, han promovido la aparición de nuevos y considerables retos para la ciencia y la industria alimentaria. Aunque un alimento natural se considera un alimento funcional, es habitual aislar los compuestos bioactivos de la fuente apropiada, incrementando con ello su pureza y concentración en un extracto, y adicionarlos a la matriz alimentaria adecuada en la que llegarán al consumidor. Esta sencilla secuencia de procesado requiere la aplicación de una acción integrada en la que se consideran diversos aspectos como la identificación del compuesto bioactivo, su evaluación toxicológica, la tecnología de extracción y separación, estimación de su estabilidad y bioaccesibilidad, que una vez evaluados y conjuntados originan el producto. Sin embargo, no todos los aspectos anteriormente reseñados reciben la misma atención en el proceso de diseño de alimentos funcionales. Son aspectos esenciales la evaluación toxicológica, para asegurar la ausencia de riesgos para la salud del nuevo producto, y la tecnología a aplicar, para optimizar los recursos y minimizar el impacto físico-químico sobre el compuesto/alimento. La bioaccesibilidad no ha sido una meta prioritaria en el diseño de alimentos funcionales por dos causas. En primer lugar, y aunque existían modelos de experimentación para obtener datos del proceso global de absorción de un nutriente (bioaccesibilidad), estos modelos no permitían distinguir la eficiencia de la digestibilidad y de la asimilación, etapas que componen el proceso global de bioaccesibilidad. En segundo lugar, no existía un consenso en el ámbito de la legislación europea sobre los alimentos funcionales que valoraran la importancia de este parámetro. La primera causa, en realidad una carencia, no ha impedido que se disponga de información relevante sobre la bioaccesibilidad de nutrientes esenciales y compuestos bioactivos, que sí la hay, sino que toda la información no se pueda aplicar de forma directa en el diseño de alimentos y formulaciones ya que el criterio de control en ese caso es la eficiencia de la digestibilidad parámetro en el que influye directamente la composición de la matriz alimentaria y las sinergias y antagonismos que se establezcan entre los distintos componentes, originando una materia digerida potencialmente asimilable (segunda etapa del proceso de bioaccesibilidad). En el caso concreto de los carotenoides se reproduce esta situación. Estos pigmentos constituyen un grupo de compuestos bioactivos que han atraído el interés de la industria debido al beneficio económico e impacto en la salud humana que su incorporación en alimentos funcionales puede producir. Los carotenoides presentan diversas funciones y acciones biológicas, como la de mostrar actividad de provitamina A, capacidad antioxidante frente a especies radicalarias y potenciación del sistema inmune. La bioaccesibilidad de estos compuestos lipofílicos de los alimentos naturales que los contienen (principalmente frutas y verduras) es generalmente poco eficiente y está condicionada por diversos factores entre los que destacan el grado de procesado del alimento y la composición de la matriz. Existen evidencias respecto a los efectos positivos que la homogeneización y el tratamiento térmico tienen en la bioaccesibilidad de estos compuestos, mientras que la presencia de fibra la disminuye. Un factor clave es la presencia de grasa de la que una mínima cantidad es necesaria para posibilitar la asimilación de carotenoides.
Biochemical and molecular bases of the cell death in the neuroinflammatory of Parkinson's disease induced by LPS
(2009) Burguillos García, Miguel Ángel; Venero Recio, José Luis; Universidad de Sevilla. Departamento de Nutrición y Bromatología, Toxicología y Medicina Legal; Universidad de Sevilla. Departamento de Bioquímica y Biología Molecular
Biodisponibilidad de clorofilas
(2016-09-27) Chen, Kewei; Roca López-Cepero, María de la Gracia; Universidad de Sevilla. Departamento de Nutrición y Bromatología, Toxicología y Medicina Legal
The present doctoral thesis focuses on the main group of natural pigments, the chlorophylls. Although years of investigation has provided a vast information about the chemistry and biochemistry of chlorophylls, the new trends in food science give directions to human health and nutritional properties of the different phytochemicals present in our daily diet. For chlorophylls pigments such area of investigation is relatively new and consequently the reason of the present research. The first result of the thesis is a complete review of the main characteristics of the chlorophylls pigments. This chapter includes aspects as structures, function and localization, biosynthesis and degradation, biological actions, methods of analysis and roles as food additives. To develop the thesis it was necessary first to develop specific methods to obtain the complete set of chlorophyll standards that can be present in processed, storage or ripened foods. The 32 chlorophyll derivatives were analyzed in depth by high resolution time-of-flight mass spectrometry and studied their behavior during the MS2 fragmentation with powerful postprocessing software. It is found that, while MS2-based reactions of phytylated chlorophyll derivatives point to fragmentations at the phytyl and propionic chains, dephytylated chlorophyll derivatives behave different as the absence of phytyl makes β-keto ester group and E ring more prone to fragmentation. The introduction of an oxygenated function at E ring enhances the progress of fragmentation reactions through the β-keto ester group, developing also exclusive product ions for 132-hydroxy derivatives and for 151-hydroxy-lactone ones. Native chlorophyllides and pheophorbides mainly exhibit product ions that involve the fragmentation of D ring, as well as additional exclusive product ions. It is noteworthy that all b derivatives, except 151-hydroxy-lactone compounds, undergo specific CO losses. It has been proposed a new reaction mechanism based on the structural configuration of a and b chlorophyll derivatives that explains the exclusive CO fragmentation. Proposals of the key reaction mechanisms underlying the origin of new product ions have been made. The same methodological approach has been applied for the determination of chlorophyll profile in the five major edible seaweeds. Seven new chlorophyll epimers at C132 position including chlorophyll c1’, 132-OH pheophorbide a’, pheophorbide a’, 132-OH chlorophyll b’, 132-OH pheophytin a’, pheophytin a’, and 151-OH-lactone pheophorbide a’ were identified for the first time in edible seaweeds and they show the same fragmentation pattern as their parent chlorophyll. In addition, eight new chlorophyll derivatives including 132-OH chlorophyllide c2, chlorophyll c2, chlorophyll c1, chlorophyll c1´, pheophorbide d, purpurin-18 a, pheophytin d and phytyl-purpurin-18 a were identified for the first time in edible macro algae and it is found that additional unsaturated position at C171-C172 impedes α-cleavage reaction in MS2 analysis of chlorophyll c and the double keto rearrangement at the E ring in phytol purpurin-18 a and purpurin-18 a easily displaces the ion charge from remote positions and allows the fragmentation of the keto-lactone group. Highly surprising was the discovery of chlorophyll d derivatives in macro seaweeds. Chlorophyll d have been scarcely characterized (only in specific cyanobacteria), and pheophorbide d has never been reported previously. Such findings allowed by first time the complete MS2 characterization of d derivatives. Chlorophyll profile in edible seaweeds differs with species. Red algae (Nori) contain mainly a series of chlorophyll, mainly pheophorbides and pheophytins; green algae (Sea Lettuce and Aonori), a and b series, mainly chlorophyll a and b; brown algae (Kombu and Wakame), principally a and c series, mainly pheophytins. The study of the cooking effects on the chlorophyll profile in edible seaweeds revealed that they are associated with the processing parameters, the structure of edible seaweeds and their respective chlorophyll molecules. Pheophytinization and decarboxymethylation at C132 are favored in cooking process. Pheophytinization degree is higher for a series than b series. Oxidation reactions occur mainly for chlorophyll a and b, not for pheophytins. Due to seaweed differences in extracellular composition and different thermal sensitivity of chlorophyll structures, generally, cooking has no effect on Nori seaweeds, and induces similar chlorophyll losses during boiling or microwaving for Kombu seaweeds. On the contrary, for green seaweeds microwaving methods is softer than boiling. After the characterization of the chlorophyll profile of seaweeds, fresh dried and cooked, the three main macro algae were submitted to an in vitro digestion process, including the oral, gastric and intestinal phases to evaluate the stability of chlorophylls. In summary, three principal types of reactions were prompted: (1) oxidation reactions to produce 132-OH and 151-OHlactone derivatives; (2) pheophytinization reaction that favors a series than b and c series; (3) pheophorbidation reaction that occurs obviously only when the initial chlorophyll profile for digestion is mainly composed of pheophytins. Cooking does not introduce significant modifications of chlorophyll profiles during in vitro digestion. Due to their polarity, chlorophyll compounds (as many other phytochemicals) requires the incorporation in micelles previous to the absorption by the intestinal cells. Consequently, the micellarization process is an estimation of which proportion of a compound after the digestion is theoretically ready for the enterocyte in the form of micelles. The efficiency of the compound transferred from the digesta to aqueous micellar fraction (AMF) is defined as the percentage of micellarization. The research concluded that dephytylated chlorophylls are easier micellarizated than phytylated ones. The analysis of seaweeds material allowed by first time comparing three series of chlorophylls, resulting that a and c series are favored than b series. Finally, the detailed analysis of chlorophyll derivatives determined that oxidized chlorophyll derivatives are favored than parent chlorophylls, especially for phytylated ones. The analysis of the cooking effects on digestive and micellarization properties of chlorophyll pigments from edible seaweeds, established that cooking improves the recovery of chlorophyll pigments in edible seaweeds, especially for Sea Lettuce and Kombu, but decreases the micellarization rate of chlorophyll pigments in Nori and Kombu with that of Sea Lettuce unchanged. To obtain a general view of a combination of all the process analyzed in the thesis (cooking, in vitro digestion and micellarization) on the chlorophyll profile of seaweeds, an index of processing bioaccessibility has been proposed. It showed that in the respect of chlorophyll pigments, Nori is recommended to be consumed fresh dried; while Sea Lettuce and Kombu seaweeds are better to ingest microwaved. Followed with the physiological process, aqueous micellar fractions of chlorophyll pigments from fresh dried and cooked seaweeds were combined with DMEM and subjected to Caco-2 cell absorption. After the incubation and consequent analysis, it was observed that dephytylated chlorophylls are better absorbed than phytylated chlorophylls and that oxidation reactions are promoted during the absorption process. Generally, cooking does not affect the cell absorption of chlorophyll derivatives. Once demonstrated that chlorophylls are absorbed by human intestinal cells, it was necessary to investigate the absorption process. It was mandatory to set up the protocol to incorporate the required concentrations of chlorophyll derivatives into the micelles. Applying the methodology, pheophorbide and pheophytin a-rich micelles were formulated in an absorption assay with highly polarized Caco-2 membrane cells growing on transwell plates that can present physiological intestinal environment for nutrient absorption. Pheophorbide a has a higher ability of incorporation into mixed micelles and higher absorption rate compared with pheophytin a. At 37 oC, absorption rate of pheophorbide a increases with increasing concentration in the mixed micelles and saturated at higher concentrations implying a facilitated transportation involved. Meanwhile the absorption rate of pheophytin a seems to be linearly increasing with higher concentration. At 4oC, absorption rate of pheophorbide a and pheophytin a increases totally linearly, although absorption rate of both pheophorbide a and pheophytin a is obviously higher at 37oC than at 4oC. In conclusion, it was shown that pheophorbide a is actively transported into the intestinal cell while for pheophytin a, the most likely mechanism implied in its cell absorption process should be a passive transport. Finally, to characterize the complete chlorophyll intestinal absorption process, other delivery protocols were investigated. These experiments permit the evaluation of transportation characteristics related with apical and basolateral surface, directionality or even efllux. Results showed that pheophorbide a molecule can be transported across the Caco-2 cell membrane from the basolateral side to apical side but not for the opposite direction. At difference, pheophytin a cannot cross the cell membrane regardless of transport direction. Hence, absorption rate of pheophytin a was significantly lowered by reversing the transport direction, but for pheophorbide a, not so significantly. In low concentrations, absorption rate of pheophorbide a is even faster from basolateral to apical than from apical to basolateral. Efflux experiment revealed that the majority of absorbed pheophorbide a and pheophytin a are delivered back to apical side, and others are still in the cell monolayer. Nearly none were found in basolateral side. To conclude the thesis, taking into account the absorption process of pheophorbide a is mediated by a carrier, attempts to identify such transporters were made. SR-BI and NPC1L1 transporters are two of the best characterized carriers implied in the carotenoid absorption process. Subsequently, experiments of antibodies and specific inhibitor treatment against SR-BI and NPC1L1 transporters found that SR-BI, but not NPC1L1 seems to be partially involved in the intestinal absorption of pheophorbide a by Caco-2 cells. It is the first time that a transporter of chlorophyll derivative is identified.
Biomonitorización de contaminantes ambientales en parejas madre-hijo y posibles asociaciones con su estado de salud y nutricional en el momento del parto
(2024-03-21) Dahiri Khattabi, Bouchra; Bautista Palomas, Juan Dionisio; Moreno Navarro, Isabel María; Universidad de Sevilla. Departamento de Bioquímica y Biología Molecular; Universidad de Sevilla. Departamento de Nutrición y Bromatología, Toxicología y Medicina Legal
La exposición humana a contaminantes emergentes es una realidad cada vez más evidente. Las múltiples rutas por las que se puede producir la exposición a estos compuestos y los diferentes mecanismos de acción que pueden generar supone un punto más de complicación en las consecuencias que puede tener sobre la salud. El embarazo y el desarrollo fetal suponen una etapa especialmente sensible en la exposición a estos compuestos, debido a las posibles consecuencias que podría llegar a tener sobre la salud de la madre durante este periodo y sobre el correcto desarrollo del recién nacido. En este punto entra en juego, además, el estilo de vida de las mujeres, pudiendo suponer un riesgo adicional, ya que la exposición a algunos de estos contaminantes emergentes se puede producir a través de la alimentación o el consumo de tabaco, por ejemplo. La biomonitorización humana es una herramienta muy útil en la obtención de información sobre la exposición humana a sustancias químicas, permitiendo de este modo el desarrollo de técnicas para la protección de la salud. Esta herramienta se puede usar para poder conocer tanto los niveles de exposición individuales como los de la población general, haciendo especial incidencia en el caso de poblaciones vulnerables como son las mujeres embarazadas. Con estos precedentes, el objetivo principal de nuestro estudio fue la biomonitorización de contaminantes ambientales (metales y parabenos) en una cohorte de parejas de mujeres embarazadas-recién nacido residentes en Sevilla y provincia y la determinación del estado oxidativo con el fin de relacionarlo con el estado de salud y las características antropométricas de los recién nacidos y sociodemográficas de las participantes. Para abordar el estudio se llevó a cabo una búsqueda del estado del arte de los estudios de exposición a plaguicidas en poblaciones femeninas rurales y urbanas, reflejado en el capítulo 1: “Impact of Pesticide Exposure among Rural and Urban Female Population. An Overview”. Además, se realizó una determinación de los niveles de metales en sangre materna y de cordón, reflejada en el capítulo 2: “Monitoring of metals and metalloids from maternal and cord blood samples in a population from Seville (Spain)” y una determinación de los niveles de parabenos en muestras de orina y de líquido amniótico que aparece en el capítulo 3: “Determinación y cuantificación de los niveles de parabenos en muestras de orina materna y líquido amniótico recogidas en el momento del parto en una población de Sevilla (España)”. Los dos últimos capítulos reflejan una determinación del estado oxidativo de nuestra cohorte en “Assessment of the oxidative status in mother-child couples from Seville (Spain): A prospective cohort study” y finalmente, un estudio de niveles de vitamina D y características de consumo de alimentos de las mujeres: “Niveles de vitamina D en sangre materna y su relación con el consumo de pescado y los parámetros antropométricos de los recién nacidos en una cohorte de parejas madre/hijos de Sevilla”. Los resultados corroboran el paso de estos contaminantes y/o sus metabolitos hacia el feto, a través de la barrera placentaria, siendo en nuestra cohorte, los niveles detectados no tóxicos para la mujer y el recién nacido, cuando se interpretan los resultados de forma aislada. Es por ello, que consideramos que sería necesario continuar este estudio para determinar las posibles consecuencias de una exposición crónica y no solo de compuestos aislados, sino de sus mezclas.
Biosíntesis, acumulación y estabilidad de carotenoides en cereales. Estudio comparativo entre trigo duro (Triticum turgidum) y tritordeum (H. chilense x T. turgidum conv. durum)
(2013-11-28) Mellado Ortega, Elena; Hornero Méndez, Dámaso; Universidad de Sevilla. Departamento de Nutrición y Bromatología, Toxicología y Medicina Legal
Los cereales, alimentos básicos de la dieta, son fuentes importantes de macronutrientes pero también aportan micronutrientes como minerales, vitaminas y antioxidantes. Las carencias en estos últimos son las responsables de la malnutrición que existe actualmente en los países subdesarrollados, cuyas dietas están sustentadas en dichos alimentos de base. La biofortificación en micronutrientes de alimentos como cereales supone, por tanto, una estrategia para combatir la malnutrición de gran impacto para estas poblaciones. Dentro del contenido en antioxidantes que presentan los cereales se encuentran los carotenoides. Los pigmentos carotenoides son moléculas de naturaleza lipofílica, los cuales imprimen color a la mayoría de frutos y vegetales, que funcionan como pigmentos colectores de luz en los aparatos fotosintéticos y potentes antioxidantes. Fruto de ésta última propiedad, e independiente de la actividad provitamina A de solo algunos de ellos, desencadenan actividades biológicas relativas a la prevención de enfermedades degenerativas y oncológicas. Aunque el contenido en carotenoides de los cereales, en su mayoría constituido por luteína, es bajo en relación a otros alimentos vegetales, su generalizado consumo supone ventajas para tal efecto. En base a lo anterior, la hipótesis inicial de la presente Tesis Doctoral ha sido evaluar la posibilidad de obtener cereales con un mayor contenido y retención de pigmentos carotenoides, extensibles también a sus productos derivados, y conseguir así su uso como alimentos funcionales. Para ello se efectuó el estudio comparativo entre variedades comerciales de trigo duro y cereales mejorados introducidos recientemente en el mercado, tritordeum, analizando aspectos en relación a la biosíntesis, acumulación y estabilidad de pigmentos carotenoides durante el desarrollo y posterior almacenamiento de los granos, así como de las harinas procedente de su procesado. La caracterización exhaustiva que ha sido realizada sobre el perfil carotenoide en trigo duro y tritordeum arrojó características relevantes para el anfiploide prometedoras para su uso como alimento funcional. Su contenido más elevado en carotenoides así como la esterificación de éstos con ácidos grasos (monoésteres y diésteres de luteína) así lo indican. La identificación de los regioisómeros que conforman las fracciones de monoesteres y diésteres, revelando la naturaleza de la esterificación, unido a la caracterización de dicha reacción mediada por enzimas XAT (Xanthophyll acetyltrasferase), son resultados aportados en esta memoria que contribuyen a un mayor conocimiento estructural y metabólico de los pigmentos carotenoides. La escasez de trabajos de caracterización carotenoide en cereales, así como la imprecisión de los resultados aportados en algunas ocasiones, fruto del empleo de una metodología no optimizada, son patentes en la bibliografía. Las diferencias que presentan ambas especies de cereales fueron detectadas desde el inicio del desarrollo de los granos de cereal. La actividad biosintetica de carotenoides estuvo dirigida hacia la síntesis de luteína en tritordeum, coincidiendo con un incremento en la expresión de genes implicados en la carotenogénesis, psy1 y εLcy, que derivan en esa composición carotenoide. Todo ello muestra una activación de los procesos carotenogénicos en estadios en desarrollo previos a la maduración del anfiploide. La evolución del contenido carotenoide conforme progresó este desarrollo, reveló también datos de lo que acontece finalizado el mismo. La mayor capacidad y retención de pigmentos para los granos de tritordeum, durante el postdesarrollo favorecido por la activación del proceso de esterificación, constituyen resultados importantes. Finalizado el desarrollo y maduración de los granos de cereal, éstos y sus derivados son almacenados durante periodos de tiempo prolongados en los que la vida media del contenido en nutrientes, estabilidad del producto, es un factor relevante para la industria harino-panadera. Tanto desde el punto de vista nutricional como tecnológico, cobra importancia la retención en carotenoides. Las experiencias de almacenamiento realizadas con granos y harinas integrales de ambos cereales han revelado resultados importantes sobre el metabolismo y estabilidad de carotenoides. Las condiciones aplicadas influyeron significativamente en el contenido y composición carotenoide de cereales, alterándose el equilibrio entre síntesis y degradación. Dicho contenido fue disminuyendo conforme se incrementó el tiempo y la temperatura, aunque a la vez estuvo contrarrestado por la estimulación del proceso de esterificación de xantofilas. La presencia de este proceso en el cereal depende del tiempo aplicado, mientras que su naturaleza enzimática y características dependen del material que es almacenado. En cualquier caso el significado biológico, traducido en una mayor retención y estabilidad de los pigmentos esterificados, así como los sustratos implicados en la reacción de esterificación resultan ser coincidentes tanto en granos como harinas. El beneficio de seleccionar y enriquecer cereales con mayores contenidos de pigmentos esterificados ha sido confirmado, teniendo repercusiones no solo desde el punto de vista in vivo sino también ex vivo. Los resultados obtenidos en la presente memoria contribuirán sin duda a la mejora de la bioaccesibilidad y biodisponibilidad de carotenoides a partir de cereales y alimentos afines, siendo ésta un área de investigación en la que se precisa profundizar y mejorar.
Cambios fisicoquímicos en las distintas etapas de producción de vinagres de Jerez
(1999) Morales Gómez, María Lourdes; Troncoso González, Ana María; Casas Asín, Jose Alberto; Universidad de Sevilla. Departamento de Nutrición y Bromatología, Toxicología y Medicina Legal
Capacidad de absorción de radicales de oxígeno de los compuestos antioxidantes del vino: Ensayos in vitro e in vivo
(2005-05-30) Fernández Pachón, María Soledad; Machado de la Quintana, Alberto; Troncoso González, Ana María; García Parrilla, María del Carmen; Universidad de Sevilla. Departamento de Nutrición y Bromatología, Toxicología y Medicina Legal
El vino es un alimento propio de la dieta mediterránea y recientemente se ha relacionado su consumo moderado y regular con la prevención y disminución del riesgo de padecer enfermedades cardiovasculares, crónicas y degenerativas en la población occidental, sobre todo desde la aparición de la llamada “Paradoja Francesa”. La diferencia fundamental entre el vino y otras bebidas alcohólicas es la presencia de compuestos fenólicos a los que se les atribuye la potencial acción cardiosaludable del vino, ya que presentan actividad antioxidante eficaz como vasodilatadores, antiinflamatorios e incluso anticancerígenos. El organismo humano posee mecanismos para defender sus propias células de las lesiones que les pueden causar los radicales libres de oxígeno, sean estos generados como parte de los procesos metabólicos normales o anormales. Estos mecanismos de defensa incluyen sistemas antioxidantes enzimáticos y no enzimáticos; en determinadas situaciones esta defensa endógena se satura y es necesario un aporte externo de antioxidantes en la dieta para evitar así el desarrollo de las enfermedades que tienen su origen en el daño oxidativo, como las enfermedades cardiovasculares, cáncer, envejecimiento, enfermedades oculares y otros desórdenes coronarios, inmunes y neurodegenerativos. Los compuestos fenólicos presentes en el vino son los responsables de sus propiedades antioxidantes. Se hacen necesarios tanto ensayos in vitro como in vivo en orden a explicar las propiedades que se les atribuyen. La mayoría de los estudios que miden el efecto in vivo del consumo de alimentos se basan en el cambio que experimenta la capacidad antioxidante de diferentes fluidos biológicos (plasma, suero, orina). Junto a la determinación de la composición en nutrientes de un alimento, cada día cobra mayor importancia la evaluación de su potencial antioxidante. En este sentido en los últimos años se han desarrollado y validado varios métodos para determinar la capacidad antioxidante total de alimentos y muestras biológicas. Los ensayos ORAC (Capacidad de Absorbancia de Radicales de Oxígeno), TRAP (Captura Total de Radicales Peroxilos), FRAP (Poder Antioxidante de Reducción del Férrico) y TEAC (Capacidad Antioxidante Equivalente al Trolox) han sido los más utilizados. La producción de vinos que tengan mayor potencial saludable es un reto para la industria enológica. Conocer cuales son los compuestos que contribuyen a incrementar este potencial, y dirigir las prácticas enológicas hacia su consecución es un objetivo prioritario. Este trabajo se propone analizar la actividad antioxidante de diferentes vinos y de los compuestos fenólicos de su composición, así como determinar el efecto que su ingesta produce en el organismo humano para poder recomendar así su consumo moderado a la dieta. OBJETIVOS: 1. Estudiar la capacidad de absorbancia de radicales de oxígeno (método ORAC) de los principales compuestos polifenólicos del vino por separado para analizar la relación estructura química-actividad antioxidante. 2. Determinar si los metabolitos formados en la flora del colon a partir de los compuestos fenólicos del vino presentan actividad antioxidante. En caso afirmativo, comparar los valores obtenidos con los de sus compuestos de origen. 3. Relacionar la capacidad de absorbancia de radicales de oxígeno de distintos tipos de vinos (blancos, generosos y tintos) con su composición fenólica. 4. Evaluar la influencia de distintos procesos tecnológicos de vinificación en la capacidad antioxidante y composición fenólica de los vinos: - Efecto del prensado en mostos blancos. - Efecto del tiempo de maceración en mostos tintos procedentes de distintas variedades de uva (Cabernet-Sauvignon, Tempranillo y Syrah). - Efecto del tipo de clarificante y el sistema de filtrad en mostos blancos y tintos. 5. Estudiar la modificación de la capacidad antioxidante del plasma de voluntarios humanos tras la ingesta de vino tinto: - Evaluar la idoneidad de distintos métodos de medida (ORAC-PE, ORAC-FL y FRAP) y de la matriz biológica usada (suero y plasma). - Determinar la capacidad antioxidante del plasma a diferentes tiempos tras la ingesta del vino. - Analizar por CLAE los compuestos fenólicos o metabolitos que aparecen en el plasma después del consumo del vino. - Estudiar la posible influencia de antioxidantes endógenos (albúmina, bilirrubina y ácido úrico) en el aumento de la capacidad antioxidante del plasma.
Caracterización de los sistemas gabaérgico y colinérgico en hipocampo de ratones transgénicos modelos de la enfermedad de Alzheimer
(2005-07-22) Ramos Prieto, Blanca; Vitorica Ferrández, Francisco Javier; Ruano Caballero, Diego; Universidad de Sevilla. Departamento de Nutrición y Bromatología, Toxicología y Medicina Legal
Caracterización espectroscópica y aromática de vinagres españoles con denominación de origen protegida
(2019-10-07) Ríos-Reina, Rocío; Amigo Rubio, José Manuel; Callejón Fernández, Raquel María; García-González, Diego Luis; Universidad de Sevilla. Departamento de Nutrición y Bromatología, Toxicología y Medicina Legal

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Examinando Nutrición y Bromatología, Toxicología y Medicina Legal por Título