Tesis (Nutrición y Bromatología, Toxicología y Medicina Legal)

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Cianotoxinas y sus mezclas: avances en su evaluación toxicológica y estrategias de prevención
(2026-06-26) Plata Calzado, Cristina; Jos Gallego, Ángeles Mencía; Prieto Ortega, Ana Isabel; Nutrición y Bromatología, Toxicología y Medicina Legal
Las cianotoxinas son metabolitos secundarios producidos por cianobacterias que constituyen una amenaza para la salud humana, animal y ambiental. En las últimas décadas, el aumento de la frecuencia e intensidad de las floraciones de cianobacterias como consecuencia del cambio climático y la eutrofización de las aguas ha incrementado el riesgo de exposición a estas toxinas a través del consumo de agua y alimentos contaminados. La presente Tesis Doctoral se ha centrado en avanzar en la evaluación del perfil toxicológico de distintas cianotoxinas, con especial atención en la anatoxina-a (ATXa) y la cilindrospermopsina (CYN). Para ello, se ha empleado un enfoque multidisciplinar que integra tanto estudios in vitro como in vivo con el fin de evaluar efectos mutagénicos, genotóxicos, citotóxicos, neurotóxicos e intestinales producidos por estas cianotoxinas. Las revisiones bibliográficas sobre la ATXa evidenciaron importantes lagunas de conocimiento, especialmente en relación con los efectos mutagénicos, genotóxicos, inmunotóxicos y los derivados de la exposición combinada a cianotoxinas. Además, se observó que los métodos analíticos disponibles están enfocados principalmente a matrices simples, destacando la necesidad de desarrollar técnicas para matrices alimentarias más complejas como pescados o vegetales. Asimismo, se evaluó el perfil mutagénico y genotóxico de la ATX-a sola y en combinación con la CYN mediante ensayos estandarizados de la Organización para la Cooperación y el Desarrollo Económico (OCDE) (Ames y micronúcleo). Los resultados mostraron ausencia de mutagenicidad en el test de Ames, pero sí un aumento de micronúcleos in vitro tras la exposición a ATXa sola o en combinación con CYN, evidenciando la necesidad de considerar las mezclas de cianotoxinas en la evaluación de riesgos. En estudios de citotoxicidad, la ATX-a mostró baja toxicidad en diversas líneas celulares representativas de distintos órganos y sistemas: nervioso, inmunitario, hepático y gastrointestinal, afectando significativamente solo a células inmunitarias a altas concentraciones, lo que sugiere una menor potencia tóxica de la ATX-a en comparación con la CYN y limitaciones de los modelos in vitro para la evaluación de su toxicidad. Debido a estos resultados, se realizó un estudio de toxicidad aguda oral de ATX-a en ratas utilizando el protocolo de la OCDE 425, obteniendo una DL50 situada entre 6,9 y 10,9 mg/kg p.c. En cuanto a la CYN, se investigaron sus efectos intestinales mediante organoides porcinos, observándose reducción de viabilidad y alteraciones en genes relacionados con inflamación, diferenciación y apoptosis. Por otra parte, se investigó la neurotoxicidad de la CYN y de su mezcla con microcistina-LR (MC-LR) mediante estudios in vivo en ratas expuestas por vía oral, evidenciando en ambos casos alteraciones en la actividad de la acetilcolinesterasa y estrés oxidativo en el cerebro de los animales expuestos. Además, se detectaron posibles metabolitos derivados de estas cianotoxinas en el cerebro lo que sugiere un papel relevante de los metabolitos en los efectos neurotóxicos observados. Adicionalmente, se evaluó la capacidad de cultivos de cianobacterias productoras de cianotoxinas para modular la expresión de genes nucleares implicados en procesos de destoxicación y de genes potencialmente bajo su regulación en el mejillón marino, mostrando respuestas órgano-específicas y dependientes tanto del tiempo de exposición como de la dieta administrada. En conjunto, esta Tesis Doctoral aporta nuevos datos relevantes y necesarios para la evaluación del riesgo sobre la toxicidad de la ATX-a y la CYN, integrando enfoques experimentales estandarizados y metodologías avanzadas, y pone de relieve la importancia de considerar la exposición combinada a cianotoxinas. Asimismo, propone una estrategia innovadora de prevención que podría contribuir a reducir los riesgos asociados a la exposición a estas cianotoxinas.
Infancia, ambiente y territorio: Exposición infantil a mezclas de contaminantes ambientales y perfil cognitivo en niños de Bolívar, norte de Colombia y de Sevilla, sur de España
(2026-05-06) Quintana-Mejía, María; Caballero Gallardo, Karina; Hinojosa Hidalgo, María Gracia; Moreno Navarro, Isabel María; Nutrición y Bromatología, Toxicología y Medicina Legal
La tesis doctoral “Infancia, Ambiente y Territorio” examinó los efectos de la exposición temprana a mezclas de contaminantes ambientales sobre el desarrollo cognitivo infantil, integrando un enfoque comparativo en dos contextos socioambientales distintos; Bolívar (Colombia) y Sevilla (España). La investigación contribuyó a comprender cómo las exposiciones ambientales durante etapas críticas del desarrollo pueden influir en el neurodesarrollo durante la primera infancia y la edad escolar. La investigación integró dos estudios empíricos complementarios que abordan diferentes etapas del desarrollo infantil. El primero analizó la exposición a mezclas de pesticidas y su relación con el funcionamiento cognitivo en niños en edad escolar de Bolívar. Región caracterizada por intensas dinámicas agrícolas y potenciales exposiciones ambientales asociadas. Los resultados sugieren que la exposición a mezclas de pesticidas puede estar vinculada con variaciones en los índices cognitivos. Además, resaltan la importancia de adoptar enfoques analíticos que consideren exposiciones múltiples en lugar de evaluar contaminantes de manera aislada e incorporen determinantes contextuales que modulan las exposiciones, como el nivel educativo parental. El segundo estudio abordó la exposición a mezclas de metales-metaloides en la primera infancia en Sevilla, desde un enfoque longitudinal en niños de entre 6 y 24 meses. Para ello, incorporó wl análisis de biomarcadores de exposición y la evaluación del desarrollo infantil para la detección de la presencia de elementos neurotóxicos y sus posibles relaciones con indicadores del desarrollo cognitivo y psicomotor. Los hallazgos sugieren que exposiciones a niveles relativamente bajos pueden asociarse con variaciones en indicadores del desarrollo temprano, subrayando la importancia de estrategias preventivas y de vigilancia ambiental desde los primeros años de vida. Desde un enfoque transversal, la tesis adoptó un enfoque innovador basado en el estudio de mezclas de contaminantes, reconociendo que las exposiciones ambientales reales ocurren a través de combinaciones complejas de sustancias químicas. Este enfoque, alineado con las prioridades actuales de investigación en salud ambiental y exposómica, permitió una comprensión más integral de los riesgos ambientales y de sus posibles efectos en el neurodesarrollo infantil. Para ello, la investigación combina metodologías epidemiológicas, evaluaciones neuropsicológicas análisis de biomarcadores y de los determinantes contextuales de las exposiciones. Los resultados aportan evidencia científica relevante para el desarrollo de políticas públicas orientadas a la protección de la infancia frente a contaminantes ambientales, particularmente en contextos de vulnerabilidad socioambiental. La investigación contribuye al avance del conocimiento sobre la relación entre exposiciones ambientales tempranas, desigualdades territoriales y desarrollo infantil, proporcionando bases para el diseño de estrategias preventivas, programas de vigilancia ambiental y políticas de salud pública. La tesis subraya la importancia de integrar salud ambiental, desarrollo infantil y justicia ambiental. Asimismo, aporta evidencia para promover entornos saludables y reducir desigualdades en la salud infantil a nivel global.
Aplicación de hidrolizados proteicos de semillas de uva como agentes estabilizadores del color de vinos tintos de clima cálido
(2026-05-08) Mora Garrido, Ana Belén; Cejudo Bastante, María Jesús; Escudero Gilete, María Luisa; Nutrición y Bromatología, Toxicología y Medicina Legal; Ministerio de Economía, Industria y Competitividad (MINECO). España; Ministerio de Ciencia e Innovación (MICIN). España; Agencia Estatal de Investigación. España
La composición química de la uva en el momento de la vendimia condiciona en gran medida la calidad del vino elaborado. Las altas temperaturas y la escasez de lluvias acentuadas por el avance 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, desencadenando problemas de estabilidad cromática en los vinos tintos de regiones de clima cálido. Por otro lado, el interés de las industrias por reducir su impacto medioambiental es cada vez más creciente. Concretamente, la industria vitivinícola genera millones de toneladas de residuos al año susceptibles de revalorización por su composición en sustancias de interés. En este sentido, el aprovechamiento de la harina desgrasada de semilla de uva, procedente del procesado industrial del orujo, en forma de hidrolizados proteicos y fracciones peptídicas, se presenta en esta Memoria como una estrategia enológica, nueva y sostenible, para paliar los efectos del cambio climático en la calidad de los vinos tintos. Se pretende optimizar su aplicación en la vinificación en tinto (momento, tiempo, dosis) y evaluar su efecto en la calidad y estabilización del color. En este trabajo, inicialmente se ha evaluado la idoneidad, tanto de las proteínas de semilla de uva como del subproducto harina desgrasada de semilla de uva, como fuente de materia prima para la obtención de hidrolizados proteicos con características óptimas para su uso en vinificación. Los resultados mostraron que, tanto sus proteínas como sus derivados peptídicos, han presentado una alta proporción de aminoácidos capaces de establecer interacciones con los antocianos del vino y mejorar su estabilidad. Se han elaborado vinos tintos de la variedad Syrah DOP “Condado de Huelva”, y se han añadido hidrolizados proteicos de harina desgrasada de semilla de uva, a diferentes dosis (0,5, 1 y 3 g/L) y en diferentes etapas de vinificación (etapa post-fermentativa y etapa de estabilización). Los vinos con adición post-fermentativa de 0,5 y 3 g/L de hidrolizados proteicos de harina desgrasada de semilla de uva presentaron una disminución del contenido de fenoles y un incremento del porcentaje de antocianos polimerizados. Además, estos vinos adquirieron tonalidades más pardas, experimentaron una reducción de su intensidad colorimétrica y un aumento de su claridad. Por el contrario, los vinos con adición de 1 y 3 g/L de hidrolizados proteicos de harina desgrasada de semilla de uva en etapa de estabilización mostraron efectos positivos en su estabilidad cromática en el tiempo. Concretamente, la adición de 3 g/L de hidrolizados proteicos, procedentes de una hora de hidrólisis e independientemente del tipo de harina utilizada (uva tinta o blanca), mostraron valores más altos de intensidad cromática y porcentajes mayores de antocianos copigmentados a lo largo del tiempo. Por último, se aisló la fracción peptídica <5 kDa de los hidrolizados proteicos de harina desgrasada de semilla de uva. Esta fracción de péptidos se adicionó al vino a 1 y 3 g/L en su etapa de estabilización, momento de adición previamente optimizado. Con el paso del tiempo, los vinos tratados mostraron contenidos más elevados de fenoles totales y antocianos, así como mayores porcentajes de antocianos copigmentados, independientemente de la dosis utilizada. Esto se tradujo en una evolución colorimétrica más favorable, presentando un menor incremento de su claridad y tono, y una mejor estabilización de la intensidad cromática. Los resultados de este estudio evidencian el potencial de la harina desgrasada de semilla de uva como fuente proteica. Además, muestran que la aplicación en vinificación, concretamente en la fase de estabilización, de sus hidrolizados proteicos y de su fracción peptídica <5 kDa constituye una estrategia enológica prometedora para mejorar la estabilidad del color en vinos tintos elaborados en regiones de clima cálido.
Obtención de productos microbianos ricos en fitoeno y carotenoides maculares mediante extracciones verdes, bioaccesibilidad y evaluación de efectos biológicos en Caenorhabditis elegans
(2026-01-30) Morón Ortiz, María de los Ángeles; Mapelli Brahm, Paula; Meléndez Martínez, Antonio Jesús; Nutrición y Bromatología, Toxicología y Medicina Legal
Esta tesis se centra en el estudio de los carotenoides presentes en microalgas y bacterias carotenogénicas, tanto en sus formas silvestres como enriquecidas en fitoeno. En concreto, se trabajó con Chlorella sorokiniana, Dunaliella bardawil, Staphylococcus haemolyticus y Sphingomonas echinoides. El trabajo se ha organizado en cinco capítulos experimentales que abarcan desde la extracción de los compuestos y su optimización con métodos sostenibles, hasta la evaluación de la bioaccesibilidad mediante digestión in vitro y el análisis de efectos biológicos en el modelo de nematodo Caenorhabditis elegans. En la primera parte se estudiaron diferentes formas de extracción asistida por ultrasonidos, sola o combinada con molienda de bolas. Se observó que la eficacia dependía de la rigidez y las características de la matriz: los ultrasonidos resultaron suficientes en muestras frescas o matrices más blandas, mientras que la molienda de bolas previa fue necesaria para liberar más carotenoides en C. sorokiniana liofilizada y encapsulada, así como en bacterias Gram positivas. También se compararon distintos disolventes verdes frente a los convencionales. El 2-metiltetrahidrofurano se seleccionó como la mejor alternativa en la mayoría de casos, salvo en S. echinoides, donde el etanol fue más eficaz. Una vez identificado el disolvente adecuado para cada matriz, se aplicó la metodología de superficie de respuesta para optimizar los parámetros de extracción. Las variables más influyentes fueron la amplitud de sonicación, el tiempo y la relación disolvente/sólido, con efectos diferentes según la especie y el tipo de procesamiento. Los modelos ajustados mostraron un alto poder predictivo y permitieron definir condiciones experimentales que mejoraron de forma clara la recuperación de carotenoides, confirmando la importancia de adaptar la estrategia a cada matriz. En una segunda fase se analizó la bioaccesibilidad de los carotenoides utilizando el protocolo estandarizado INFOGEST. Los tratamientos con ultrasonidos y molienda favorecieron la incorporación de carotenoides a la fracción micelar, sobre todo en el caso de isómeros cis como el (9Z)-?-caroteno y el (15Z)-fitoeno, que fueron más bioaccesibles que sus formas trans. Además, la adición de grasa incrementó significativamente la fracción bioaccesible, lo que confirma la relevancia del entorno alimentario para la absorción de estos compuestos. Por último, se estudiaron los efectos biológicos de carotenoides puros y extractos enriquecidos en fitoeno en C. elegans. A bajas concentraciones se observaron mejoras en la resistencia al estrés oxidativo, un aumento de la mediana de vida en nematodos silvestres y efectos neuroprotectores en cepas de proteotoxicidad. En ensayos relacionados con la cutícula, algunos tratamientos favorecieron su integridad, aumentaron el número de células seam y redujeron la permeabilidad, resultados que apuntan a un papel protector en la salud cutánea. En conjunto, esta tesis demuestra que las microalgas y bacterias carotenogénicas son fuentes sostenibles y versátiles de carotenoides, y que tanto la eficiencia de la extracción como la bioaccesibilidad y los efectos biológicos dependen de la matriz y de los tratamientos aplicados. La investigación combina métodos de extracción verdes con modelos biológicos y aporta información útil para el desarrollo de ingredientes funcionales dentro de una bioeconomía más sostenible.
Nuevos estudios sobre bioaccesibilidad y biodisponibilidad de carotenoides: fuentes emergentes, tecnologías sostenibles y distribución tisular
(2025-11-26) Benítez González, Ana; Meléndez Martínez, Antonio Jesús; Stinco Scanarotti, Carla Maria; Nutrición y Bromatología, Toxicología y Medicina Legal
En esta tesis se estudian los factores que modulan la bioaccesibilidad y biodisponibilidad de carotenoides, compuestos de gran interés en nutrición, salud y cosmética. Se exploraron nuevas fuentes sostenibles, evaluando harinas de larvas de Tenebrio molitor alimentadas con subproductos agroalimentarios. Los resultados mostraron que la harina obtenida a partir de larvas alimentadas con hojas de olivo presentó el mayor contenido bioaccesible de carotenoides. Se analizó la bioaccesibilidad de carotenoides en cromoplastos de zanahoria, observándose que los carotenoides incoloros eran más accesibles que los coloreados y que sus proporciones relativas se mantenían constantes, lo que sugiere un posible mecanismo regulador intracelular. Respecto al procesado térmico, se evaluaron distintas técnicas de cocinado en zanahorias y tomates. El horneado mejoró la bioaccesibilidad en zanahoria, mientras que el microondas resultó más eficiente energéticamente. En tomate, tanto el horno convencional como la freidora de aire aumentaron la bioaccesibilidad respecto al crudo, destacando la freidora de aire por su menor consumo energético. Asimismo, se optimizaron procesos de extracción asistida por ultrasonidos y microondas para obtener aceite de maíz enriquecido en zeaxantina a partir de bayas de Goji, demostrando el potencial de esta matriz como fuente de carotenoides con actividad bioactiva. Finalmente, se desarrolló y validó un método analítico para la cuantificación de carotenoides y otros antioxidantes lipofílicos (tocoles, retinol, coenzima Q10) en tejidos animales y humanos, en colaboración con el Biobanco del Hospital Universitario Virgen del Rocío. Esta herramienta constituye un avance en el estudio de la absorción real y la distribución tisular de estos compuestos en humanos, información clave para comprender sus efectos fisiológicos y optimizar su aprovechamiento en alimentación y salud.
Avances en la caracterización del perfil toxicológico de cianotoxinas y evaluación de posibles interacciones
(2025-10-10) Casas Rodríguez, Antonio; Cameán Fernández, Ana María; Jos Gallego, Ángeles Mencía; Nutrición y Bromatología, Toxicología y Medicina Legal
La tesis doctoral "Avances en la Caracterización del Perfil Toxicológico de Cianotoxinas y Evaluación de Posibles Interacciones" de Antonio Casas Rodríguez, de la Universidad de Sevilla, aborda la creciente amenaza para la salud pública y ambiental que suponen las cianotoxinas, como la cilindrospermopsina (CYN) y las microcistinas (MCs). La proliferación de floraciones de cianobacterias, exacerbada por el cambio climático y la eutrofización, contamina fuentes de agua y alimentos, y la coexistencia de estas toxinas con otros contaminantes como los metales añade complejidad a la evaluación de riesgos. Este trabajo se ha centrado en profundizar en el perfil toxicológico de estas cianotoxinas, con especial énfasis en la CYN, mediante un enfoque multidisciplinar que aplica metodologías de nuevo enfoque (NAM), abarcando desde su estabilidad en alimentos y toxicocinética, hasta sus efectos inmunotóxicos, neurotóxicos y de disrupción endocrina, tanto de forma individual como en mezclas. Entre los principales hallazgos, se evaluó la estabilidad de CYN y MCs en lechuga y espinaca bajo refrigeración y congelación, demostrando que la estabilidad depende de la matriz vegetal, el tipo de toxina, las condiciones de almacenamiento y la presencia simultánea de otras toxinas, lo cual tiene importantes implicaciones para la seguridad alimentaria. En el área de toxicocinética, se desarrolló por primera vez un método basado en espectroscopía de masas con imagen (MALDI-MSI) para caracterizar la distribución espaciotemporal de la CYN en tejidos de rata, observándose una concentración máxima en el quimo intestinal a las 2 horas de la exposición; además, la CYN indujo alteraciones en el perfil lipídico del intestino, lo que se correlaciona con la desestabilización de membranas y el estrés oxidativo. En cuanto a la inmunotoxicidad, estudios in vitro demostraron que la CYN induce citotoxicidad en células inmunes humanas (linfocitos T Jurkat y monocitos THP-1), inhibe la diferenciación de monocitos a macrófagos, induce perfiles de muerte celular diferenciales (necrosis y apoptosis) y modula la expresión de citoquinas proinflamatorias. Respecto a la neurotoxicidad, utilizando modelos avanzados in vitro como células progenitoras neuronales (NPCs) y BrainSpheres 3D, se demostró que la CYN es citotóxica y altera la expresión de genes neuronales, de estrés oxidativo e inflamatorios, mientras que la MC-LR no mostró citotoxicidad en NPCs. En el campo de la disrupción endocrina, ensayos in vitro (según guías OCDE) revelaron que la MC-LR posee una débil actividad agonista y antagonista sobre el receptor de estrógenos (RE), mientras que la CYN actuó únicamente como antagonista del RE, sin que ninguna mostrara actividad significativa sobre el receptor de andrógenos (RA). Los ensayos in vivo (uterotrófico y Hershberger) no confirmaron una actividad estrogénica o androgénica directa, pero sí identificaron otras alteraciones endocrinas como efectos de la MC-LR sobre los niveles de progesterona y testosterona, y un potencial de ambas toxinas para alterar el sistema tiroideo. Finalmente, se estudiaron las interacciones con metales, observando que las mezclas binarias de CYN con arsénico (As) o cadmio (Cd) en células inmunes mostraron mayor citotoxicidad general, con interacciones complejas (predominantemente antagónicas) y que los efectos endocrinos de las mezclas sobre el RE fueron impulsados por la actividad individual de As y Cd. En conjunto, esta tesis doctoral aporta un conocimiento novedoso sobre el perfil toxicológico de CYN y MC-LR, identificando nuevas dianas y mecanismos de toxicidad, y subraya la complejidad de sus efectos y la importancia de evaluar las exposiciones a mezclas para una evaluación de riesgos más precisa.
Desarrollo y evaluación toxicológica de compuestos aliáceos para su aplicación en el ámbito agroalimentario
(2024-11-06) Cascajosa Lira, Antonio; Cameán Fernández, Ana María; Jos Gallego, Ángeles Mencía; Nutrición y Bromatología, Toxicología y Medicina Legal
Los compuestos organosulfurados (OSCs), presentes en el género Allium, tienen diversas propiedades biológicas (antimicrobianas, antioxidantes, antinflamatorias, etc.) y están siendo considerados como sustitutos de conservantes sintéticos en la industria alimentaria. Para su uso, se requiere una evaluación de seguridad conforme a la EFSA. Esta tesis revisa estudios de toxicidad in vitro de OSCs, destacando que el disulfuro de dialilo (DADS) es el más investigado, seguido por otros compuestos. Se concluye que hay pocos estudios in vitro y la mayoría se enfoca en la citotoxicidad con líneas celulares cancerosas. También se revisaron los efectos protectores del sulforafano (SFN), que actúa mediante la vía Nrf2 y tiene aplicaciones protectoras en órganos como el hígado y el sistema nervioso, con potencial para uso clínico, aunque se necesitan más estudios. Se realizaron pruebas de genotoxicidad de derivados del PTSO, como la S-propilmercaptocisteína (CSSP) y la S-propilmercaptoglutatión (GSSP), sin mostrar efectos adversos en células humanas ni animales. Igualmente, un bioconservante derivado de la fermentación láctea fue evaluado sin demostrar mutagenicidad ni genotoxicidad. Se desarrollaron y validaron métodos analíticos para la detección de OSCs en piensos, utilizando UPLC-MS/MS. Además, se realizaron estudios de biotransformación del PTSO en microsomas, revelando la formación de metabolitos no tóxicos. En el estudio toxicocinético en ratas se reveló que el PTSO no fue absorbido hacia el plasma ni tejidos sólidos, observándose particularmente la presencia del metabolito CSSP. Un estudió en ratas combinando el ensayo de micronúcleos y cometa en diferentes órganos esclareció que el PTS no presenta efectos genotóxicos in vivo. Finalmente, ensayos subcronicos de 90 días de exposición en ratas mostraron que ni el PTSO ni el PTS tóxicos a las dosis evaluadas, estableciendo un NOAEL en ambos de 55 mg/kg. Adicionalmente, un estudio sobre dos generaciones de ratones confirmó que el PTSO no afecta la reproducción y al desarrollo, tampoco se evidenciaron efectos teratógenos. Por último, un estudio en conejos reveló la eficacia de la suplementación con extractos de Allium mejorando el crecimiento y la salud de los conejos de granja, ampliando de esa forma su uso como aditivos en nuevas especies.
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; 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.
Estudio de biomarcadores volátiles con potencial para el diagnóstico y seguimiento de enfermedades mediante cromatografía de gases acoplada a espectrometría de masas
(2024-06-05) Rubio Sánchez, Ricardo; Ríos-Reina, Rocío; Úbeda Aguilera, Cristina; Química Analítica; Nutrición y Bromatología, Toxicología y Medicina Legal
A lo largo de la historia se ha utilizado el olor para detectar diferentes enfermedades, como es el caso de la diabetes debido a la presencia de un olor dulce y afrutado en la orina y el aliento de los pacientes. Además, se ha demostrado que algunos perros entrenados pueden identificar patologías humanas como el cáncer, por lo que se confirma la existencia de sustancias volátiles que producen olores característicos en determinadas enfermedades. En este sentido, los compuestos orgánicos volátiles (COVs) llevan años estudiándose como potenciales biomarcadores, encontrándose utilidad tanto en el diagnóstico como en el seguimiento de muchas enfermedades. La detección temprana de las enfermedades permite mejorar la calidad de vida y aumentar la tasa de supervivencia de los pacientes, por lo que es de suma importancia implementar nuevos métodos diagnósticos que superen los inconvenientes de las técnicas tradicionales y sean rápidos, confiables, no invasivos, accesibles y económicos. Por lo tanto, el objetivo principal de la presente Tesis Doctoral ha sido la búsqueda de potenciales biomarcadores volátiles, mediante el análisis de muestras biológicas no invasivas, que faciliten el diagnóstico de diferentes enfermedades o se relacionen con su progresión, empleando para su determinación la cromatografía de gases acoplada a la espectrometría de masas. Para la consecución de este objetivo se han analizado muestras de pacientes con enfermedades infecciosas y no infecciosas, organizándose esta Tesis Doctoral, por tanto, en dos grandes capítulos. Así, el primer capítulo engloba cuatro trabajos que tratan sobre la identificación de potenciales biomarcadores volátiles de microorganismos causantes de enfermedades infecciosas, utilizando para ello diferentes muestras biológicas o medio de tioglicolato. En concreto, en los estudios centrados en pacientes con tricomoniasis y otras infecciones de transmisión sexual, cabe destacar la importancia de analizar los COVs en muestras de flujo vaginal y orina para comprender el metabolismo de estos microorganismos, así como para desarrollar nuevos métodos de diagnóstico precoz que permitan interrumpir rápidamente la cadena de transmisión, lo que es especialmente interesante en pacientes asintomáticos. En el caso de los trabajos de Listeria monocytogenes destaca la identificación de diferentes patrones volátiles en los complejos clonales de esta bacteria que permite su diferenciación, así como de otras bacterias Gram positivas causantes de infecciones altamente prevalentes y de gran interés clínico. Por otro lado, el segundo capítulo está formado por dos trabajos que estudian el empleo de los COVs en muestras biológicas en el curso de enfermedades no infecciosas, como son el cáncer de pulmón y la enfermedad de Alzheimer. En el primero de ellos, los resultados han demostrado que la quimioterapia administrada a pacientes con adenocarcinoma avanzado de pulmón modifica el perfil volátil de la orina, por lo que la monitorización de la excreción urinaria de determinados COVs podría ser muy útil para detectar una respuesta adecuada al tratamiento y la detención del desarrollo del proceso oncológico. Por otro lado, con respecto al estudio de pacientes con Alzheimer, los resultados han revelado una correlación entre algunos COVs fecales y el desarrollo de la enfermedad, permitiendo la diferenciación de tres estadios según el avance del deterioro cognitivo. Los resultados obtenidos en la presente Tesis Doctoral son, sin duda, de gran interés, ya que se han podido identificar biomarcadores volátiles con un gran potencial para el diagnóstico y seguimiento de diferentes enfermedades humanas, pudiendo con ello llegar al desarrollo de métodos analíticos nuevos, más rápidos, económicos y no invasivos, los cuales tendrían ventajas importantes frente a las técnicas tradicionales.
Determinación de grasa trans en productos alimentarios en España por aplicación de la espectrofotometría infrarroja por transformadas de Fourier y reflexión total atenuada de segunda derivada (ART-FTIR (-2D))
(2024-05-31) Galvín Leyton, Sara; Paz Báñez, María Violante de; Guzmán Chozas, Matías; Nutrición y Bromatología, Toxicología y Medicina Legal; Química Orgánica y Farmacéutica
Los ácidos grasos trans son más perjudiciales desde el punto de vista nutricional que los ácidos grasos saturados. Una ingesta excesiva de grasa trans afecta principalmente al sistema cardiovascular, aumentando la incidencia de cáncer y otras patologías. En 2004, Dinamarca y Canadá lideraron la limitación de su contenido en alimentos al 2% sobre grasa total. Otra medida adoptada fue la obligatoriedad de incluir información sobre grasa trans en el etiquetado, propuesta por la Food and Drug Administration (FDA) de EE. UU. a partir de 2006. En 2015, La FDA prohibió uso de aceites parcialmente hidrogenados, principal fuente de los ácidos grasos trans de origen industrial. En 2019, la Comisión Europea finalmente restringió el contenido de grasa trans de origen industrial en alimentos del 2%, sobre grasa total. Aún existen regiones en países del Este Europeo, antiguas repúblicas soviéticas, zonas asiáticas (India y Pakistán) y gran parte de África donde se detectan cifras muy altas y preocupantes de grasa trans en alimentos procesados, debido a la falta de regulaciones efectivas. La Organización Mundial de la Salud (OMS) está implementando el programa REPLACE para eliminar el uso de la grasa trans a nivel mundial. En este trabajo se analizaron margarinas españolas reformuladas (“cero trans”) que presentaban niveles de grasa trans inferiores al 0,5%, sobre grasa total. Se empleó el método de análisis de infrarrojos ATR-FTIR (-2D) de segunda derivada, el cual se demostró ser más rápido, eficaz y sencillo que el método de cromatografía de gases. Antes de las reformulaciones, la carga de grasa trans en margarinas era muy alta en países como Canadá, Estados Unidos o Países Bajos. Se evaluaron también varios productos tradicionalmente ricos en grasa trans (dónuts, galletas, snacks, palomitas de maíz, sopas deshidratadas y alimentos de comida rápida), encontrando que los niveles de grasa trans eran inferiores al 1% sobre la grasa total, excepto en los casos de las palomitas de maíz y las patatas fritas de McDonald's, que oscilaron entre el 1,1% y el 2%. En ningún caso se superó el límite legal del 2%. De las 23 muestras de aceites vegetales comestibles analizadas (oliva, girasol, maíz), sólo 7 proporcionaban información sobre los índices de calidad y autenticidad (índices de acidez, peróxidos, refracción, extinciones específicas en el UV), sin hacer mención específica a los ácidos grasos trans. Algunas muestras mostraban índices de estar oxidados. En los aceites refinados, los niveles de grasa trans oscilaban entre el 1% y del 2%. Mantener estos niveles por debajo del 1% resulta difícil y poco realista, especialmente en el caso de la refinación física, si la temperatura supera los 240?C. El meta-análisis de los estudios caso-control de los últimos años sobre la asociación entre el consumo excesivo de grasa trans y el riesgo de incidencia de cáncer de mama indicó un incremento del riesgo de hasta un 41% (“odds ratio”=1,41). Se han analizado las fortalezas, limitaciones y conclusiones acerca de estos estudios caso-control.
Globulinas de semilla de uva como moduladores del color de antocianos. Aproximación in silico molecular y colorimétrica a las interacciones proteína-pigmento
(2024-04-05) Chamizo González, Francisco; Gordillo Arrobas, Belén; Heredia Mira, Francisco José; Nutrición y Bromatología, Toxicología y Medicina Legal
La estabilización química de los pigmentos del vino, y por tanto del color, constituye una de las líneas de investigación más importantes en el campo de la enología y, en particular, es uno de los principales problemas con los que sigue enfrentándose el sector enológico, especialmente en climas cálidos. Un mecanismo de particular interés para la estabilización de los pigmentos antociánicos son las interacciones que estos establecen con una gran variedad de compuestos orgánicos como las proteínas. El estudio de las interacciones proteína-antociáno y sus bases moleculares es crucial en el desarrollo de estrategias enológicas para compensar las deficiencias de estabilidad de color de vinos tintos, basadas en la aplicación de agentes estabilizadores de naturaleza proteica. En esta Tesis Doctoral, se propone abordar este desafío científico-tecnológico, mediante el aprovechamiento de un subproducto de la propia industria enológica, la semilla de uva, como fuente natural y sostenible de proteínas con potenciales propiedades estabilizadoras de los pigmentos del vino y su color. El principal objetivo ha sido comprender los mecanismos moleculares implicados en las interacciones entre proteínas de semilla de uva (globulinas) y el pigmento antociánico mayoritario del vino, la malvidina-3-O-gluco sido (mv3glc), así como evaluar su impacto en el color, por aplicación de metodologías computacionales, proteo micos, espectroscópicos y colorimétricos. Ha sido posible, por primera vez, modelizar y caracterizar las estructuras tridimensionales (3D) de las globulinas 7S y 11S de semilla de uva, mediante técnicas computacionales de modelado por homología. Los modelos construidos, validados y optimizados, confirmaron que las globulinas 7S y 11S de semilla de uva, de similar peso molecular, difieren en su punto isoeléctrico y son ricas en α hélices y la minas β estabilizadas por puentes disulfuro. A su vez, los estudios de docking han permitido esclarecer los tipos de interacciones (fuerzas hidrofóbicas y puentes de hidrógeno, principalmente), así como las distancias que se establecen en los complejos moleculares formados entre estas globulinas y la mv3glc. En los estudios experimentales, se caracterizó la fracción de globulinas 11S de semilla de uva aplicando distintas condiciones de extracción, así como el estudio de las interacciones moleculares entre estas y los antociános del vino en disoluciones modelo, y su efecto en el color. La extracción con tampón fosfato salino a pH 7, combinado con diálisis a 14 kDa, permitió obtener una fracción de globulinas de mayor riqueza proteica. Por su parte, los estudios de fluorescencia confirmaron que la globulina 11S interacciona con la mv3glc mediante un mecanismo esta tico cuya KS fue de 8.5×104 M, dando como resultado un efecto colorimétrico visualmente apreciable en el pigmento, dependiente de la concentración de proteína. Con un enfoque metodológico, se ha desarrollado una técnica de “Colorimetría Triestímulo in silico”, mediante cálculos mecánico-cuánticos aplicados a las estructuras modelizadas, para la predicción de cambios de color producidos en la mv3glc debido a variaciones estructurales, como puede ser la modificación del ángulo diedro del anillo B, y a la interacción establecida con un péptido de semilla de uva.
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; Bioquímica y Biología Molecular; 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.
Caracterización y evaluación toxicológica de derivados de grafeno como potenciales materiales en contacto con alimentos
(2023-11-24) Cebadero Domínguez, Óscar; Jos Gallego, Ángeles Mencía; Puerto Rodríguez, María; Nutrición y Bromatología, Toxicología y Medicina Legal
En la presente Tesis Doctoral, se investigó la toxicidad de diferentes materiales derivados de grafeno, como el óxido de grafeno (OG), el óxido de grafeno reducido (OGr) y sus derivados funcionalizados con dodecil amina (DA) y cloruro de [2-(metacriloiloxi) etil] trimetilamonio (MTAC), para su uso en la industria alimentaria en el área de envasado alimentario. Para garantizar la seguridad de estos materiales en contacto con alimentos, se llevaron a cabo extensos estudios toxicológicos. Como paso previo al estudio de su seguridad se realizó una exhaustiva revisión bibliográfica sobre la toxicidad de los materiales de grafeno en el marco del riesgo alimentario, publicados en la literatura científica hasta la actualidad. Con el fin de determinar las diferentes propiedades fisicoquímicas y así conocer la identidad de cada uno de los derivados de estudio, se llevó a cabo una caracterización fisicoquímica y morfológica de los derivados de grafeno elegidos. Los resultados revelaron diferente contenido atómico y diferente carga, además de la aglomeración de las partículas. La evaluación toxicológica se centró modelos posibles diana de una exposición oral. Se realizaron ensayos in vitro utilizando líneas celulares representativas del sistema digestivo (Caco-2) y el hígado (HepG2). Se observó la internalización de los materiales en estas células, y se detectó citotoxicidad y estrés oxidativo, especialmente a las concentraciones más altas. Se llevó a cabo una digestión gastrointestinal in vitro para simular las condiciones del tracto digestivo y evaluar cómo afectaba a la toxicidad de los materiales. Se encontraron cambios en la morfología de las partículas y en la toxicidad después de la digestión, con disminución de la toxicidad en el caso de OGr pero aumento en los derivados funcionalizados. Para la posible comercialización de estos compuestos y antes de su incorporación a los envases alimentarios, se debe llevar a cabo una evaluación del potencial mutagénico y genotóxico (EFSA, 2021). Se observó actividad mutagénica del OGr a las concentraciones más altas mediante el ensayo de linfoma de ratón (MLA), mientras que los otros materiales no mostraron efectos mutagénicos. Además, no se observaron daños en el ADN tras la exposición a OG y OGr. Finalmente, se evaluó la inmunotoxicidad en líneas celulares representativas del sistema immune (THP-1 y Jurkat). Todos los derivados mostraron citotoxicidad, sin embargo, en el caso del proceso de diferenciación de monocitos a macrófagos, solo el OGr produjo cambios significativos. Los derivados produjeron cambios en la expresión génica y en el caso del OGr-MTAC en la liberación de citoquinas.
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; 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.
Diferentes aplicaciones del estudio del perfil volátil y aromático en productos de calidad y característicos de la gastronomía andaluza
(2022-10-28) Segura Borrego, María del Pilar; Callejón Fernández, Raquel María; Morales Gómez, María Lourdes; Nutrición y Bromatología, Toxicología y Medicina Legal
Andalucía cuenta con una infinidad de productos alimenticios reconocidos en todo el mundo gracias a sus características únicas y calidad diferenciada. Todo ello, unido a la creciente demanda por parte de los consumidores hacia productos saludables, respetuosos con el medio ambiente e innovadores, ha dado lugar a que la industria agroalimentaria de prioridad a estas demandas, adaptándose a los nuevos gustos, estilos de vida y preferencias con el fin de mantener su competitividad en el mercado, dirigiendo sus esfuerzos en producir productos alimenticios con las mejores propiedades organolépticas. En este contexto, el objetivo general de la Tesis Doctoral que aquí se presenta es caracterizar el perfil volátil y aromático de diferentes productos de calidad, típicos de la gastronomía andaluza, donde el aroma juega un papel fundamental por ser uno de los atributos más influyentes en la calidad y en las características únicas de los alimentos y por ende en la aceptación por parte de los consumidores. La composición volátil puede proporcionar información sobre la autenticidad de los alimentos llegando a evitar fraudes, permite caracterizar productos innovadores e incluso, optimizar procesos de producción. Así en esta Tesis Doctoral se ha evaluado la composición volátil y aromática, mediante el empleo de diferentes técnicas analíticas, técnicas de extracción de compuestos volátiles y técnicas de análisis sensorial que han dado lugar a resultados que han demostrado la idoneidad de estas metodologías para el alcance de los objetivos propuestos. Los resultados han permitido diferenciar productos típicos de la gastronomía andaluza (aceite de oliva virgen extra y jamón Ibérico) en función de la materia prima de procedencia, estableciéndose posibles marcadores de autenticidad, conocer la estabilidad de un producto listo para el consumo (jamón Ibérico envasado al vacío), caracterizar productos innovadores (vinagres de vino macerados con higo) y conocer la influencia de diferentes condiciones en los procesos de elaboración de estos productos típicos de calidad de la gastronomía andaluza (aceite de oliva virgen extra ecológico y jamón Ibérico), así como conocer el efecto del aroma sobre la potenciación del sabor salado (especias).
Factores que influyen sobre la producción de hidroxitirosol durante la fermentación alcohólica
(2022-07-20) Rebollo Romero, Inmaculada; Cerezo López, Ana Belén; García Parrilla, María del Carmen; Nutrición y Bromatología, Toxicología y Medicina Legal
Los compuestos bioactivos son capaces de regular ciertas funciones metabólicas aportando beneficios para la salud. Entre ellos se encuentran la melatonina, serotonina, ácido 3-indolacético, triptofol, ácido γ-aminobutírio (GABA), glutatión (GSH), tirosol e hidroxitirosol (HT). Pueden ser producidos por diferentes microorganismos durante el proceso de fermentación, a partir de diferentes aminoácidos Estos aminoácidos se encuentran en el mosto de uva y de cerveza, y durante la fermentación alcohólica (FA), las levaduras, los metabolizan dando lugar a estos bioactivos en bebidas fermentadas como el vino y la cerveza. La presente Tesis Doctoral tiene por objetivo evaluar diferentes condiciones de fermentación que pueden llevar a un aumento de la producción del HT, con el fin de obtener vinos más ricos en este bioactivo. El capítulo 1 se centra en la producción de HT, en mosto sintético, por diferentes cepas de levaduras (6 S. cerevisiae comerciales, 2 S. cerevisiae autóctonas y 2 no S. cerevisiae) para determinar si la cepa es un factor que influye en la producción de este compuesto y para seleccionar la más productora. El segundo capítulo se dirige a evaluar la producción de HT, en mosto sintético, por la cepa seleccionada, a partir de diferentes concentraciones iniciales de su aminoácido precursor, tirosina (10 mg/L y 60 mg/L), para determinar si la concentración de tirosina inicial influye en la producción de HT. El tercer capítulo se dedica a la monitorización de la síntesis de HT, por la cepa seleccionada, en mostos de uva natural Chardonnay y Palomino Fino, al objeto de verificar si el tipo de mosto (sintético vs natural) es un factor que determina la producción de HT. El capítulo 4 tiene como objetivo el seguimiento durante la fermentación alcohólica de la producción de HT y tirosol, por la cepa seleccionada, en mostos de uva natural Pedro Ximénez, Tempranillo y Palomino Fino, analizando si la esterilización del mosto y la temperatura de fermentación son dos factores que influyen en la producción de HT. Para la consecución de estos objetivos, primero se elaboraron los mostos, luego se llevaron a cabo la preinoculación y la inoculación con la levadura correspondiente, seguidamente tuvieron lugar las FA, después se tomaron muestras, a continuación, se trataron las muestras y, por último, se cuantificaron los compuestos en el UHPLC/HRMS. El HT fue producido por todas las cepas de levaduras, siendo las S. cerevisiae comerciales las que mayores concentraciones sintetizaron, concretamente, la cepa de levadura S. cerevisiae Red Fruit (6.12 ng/mL). La concentración inicial de tirosina en el mosto no mostró tener un efecto en la síntesis de HT ya que, aunque se incrementó seis veces la concentración del aminoácido precursor, las concentraciones de HT no aumentaron en la misma proporción. El HT se cuantificó tanto en el medio extra como intracelular siendo su concentración superior en el compartimento extracelular. El tipo de mosto pareció tener un efecto en la producción de HT ya que las concentraciones fueron 2.6–4.4 veces superiores en los mostos de uva naturales. Además, la variedad de uva también influyó en la producción de HT, siendo el mosto natural Chardonnay, seguido del Pedro Ximénez, en el que se obtuvieron mayores concentraciones de HT. En las variedades Tempranillo y Palomino Fino las mayores concentraciones de HT tuvieron lugar con la temperatura de 25ºC y en la variedad Pedro Ximénez con la temperatura de 18ºC. Por otro lado, las concentraciones más elevadas en dos de los mostos aparecieron en las condiciones de no esterilización. Estos resultados aportan información crucial sobre las condiciones de fermentación que conducen a una mayor síntesis de HT (S. cerevisiae Red Fruit, mostos de las variedades Chardonnay y Pedro Ximénez, y no esterilización de los mostos) por las levaduras durante la fermentación alcohólica, al objeto de incrementar su producción y obtener vinos más ricos en este compuesto bioactivo
Toxicological evaluation of the neurotoxic properties of cylindrospermopsin and its potential interactions with cyanotoxins and chemical pollutants present in food
(2021-07-15) Hinojosa Hidalgo, María Gracia; Prieto Ortega, Ana Isabel; Gutiérrez Praena, Daniel; Nutrición y Bromatología, Toxicología y Medicina Legal
Cyanobacteria are prokaryotic microorganism present in many aquatic and terrestrial environmental samples worldwide able to produce some toxic compounds known as cyanotoxins. Among them, microcystins, in special microcystin-LR (MC-LR) and CYN are some of the most common ones. Both are produced by several species of cyanobacteria. Cylindrospermopsin (CYN) is a cyanotoxin produced by several species of cyanobacteria. Their incidence is increasing in the last decades due to anthropogenic activities and climate change. These hepatotoxin and cytotoxin, respectively, are able to cause intoxication cases in the food chain from fish to humans, as they can also be bioaccumulated. The main mechanisms of action for MC-LR are the the inhibition of protein phosphatases, oxidative stress generation and effects on DNA repair, among others. Furthermore, MC-LR has demonstrated to exert neurotoxicity by irreversible inhibition of Serine/Threonine protein phosphatases 1 and 2A (PP1 and PP2A), Tau hyperphosphorylation, oxidative stress and modifications in neurotransmitters such as ACh, DA and GABA. Concerning the mechanisms of action for CYN, the most important ones are the protein-synthesis inhibition, oxidative stress generation and apoptosis. Furthermore, its metabolite has demonstrated also to be able to cause genotoxicity. Despite being the liver and the kidneys its main targets, the nervous system has recently been studied as a possible target as well. The studies performed in this regard point out a possible effect on the production of oxidative stress and alterations in the acetylcholinesterase activity both in vitro and in vivo. However, the studies in this aspect are scarce.
Potenciación de las propiedades saludables de los vinos
(2013-04-26) Fernández Marín, Mª Isabel; Cantos Villar, Emma; Puertas García, Belén; García Parrilla, María del Carmen; Nutrición y Bromatología, Toxicología y Medicina Legal
En la relación alimentación-salud, la presencia de compuestos con actividad biológica en alimentos cobra especial relevancia. Cada vez más la evidencia científica avala los beneficios del consumo de alimentos con compuestos con actividad biológica. En este sentido existen numerosos alimentos que han sido enriquecidos en sustancia bioactivas, lo que les confiere un valor añadido. Los vinos enriquecidos en estilbenos, y más concretamente en resveratrol, son un nuevo producto de gran interés debido a las numerosas propiedades saludables de este compuesto. En este trabajo se han estudiado tanto factores que afectan a la síntesis de estilbenos en uva, tales como la variedad o zona de cultivo, como tratamientos capaces de aumentar la concentración basal de estos compuestos. Así, se han estudiado tratamientos precosecha, postcosecha, y la combinación de ambos tipos buscando posibles sinergias. Una vez optimizados factores y tratamientos para conseguir la máxima concentración de estilbenos en uva, se procedió a la elaboración del vino. El proceso de vinificación también estaba optimizado para minimizar las pérdidas de estilbenos, manteniendo la máxima la calidad. Aunando lo anterior, uvas de la variedad Syrah cultivadas en Jerez de la Frontera fueron tratadas con metil jasmonato. Tras vendimiarlas fueron tratadas con ultravioleta C, y posteriormente vinificadas. El vino resultante contenía doble cantidad de estilbenos (piceatanol, trans-resveratrol y ε-viniferina), mayor concentración de antocianos y taninos, mejores parámetros de color (intensidad colorante, CieLAB) y mayor puntación en el análisis sensorial que el respectivo testigo.
Implicaciones en seguridad alimentaria derivadas de la exposición a cilindrospermopsina y microcistinas: evaluación toxicológica
(2021-04-20) Díez-Quijada Jiménez, Leticia; Cameán Fernández, Ana María; Jos Gallego, Ángeles Mencía; Nutrición y Bromatología, Toxicología y Medicina Legal
En la actualidad, como consecuencia del cambio climático, la eutrofización de las aguas y el desarrollo de actividades antropogénicas, se está produciendo un aumento en la frecuencia y presencia de floraciones de cianobacterias productoras de cianotoxinas a nivel mundial. El hombre puede estar expuesto a estas toxinas mediante diferentes vías de exposición, siendo la oral a través del consumo de agua y alimentos contaminados la principal. Por ello, es necesario realizar una correcta caracterización del perfil toxicológico de estas toxinas, y en concreto, de las mezclas de cianotoxinas, al ser el escenario de exposición más posible, al encontrarse de manera simultánea en la naturaleza. Conocer más detalladamente la toxicidad de las combinaciones de cianotoxinas permitiría realizar una evaluación de riesgos más realista y fiable. Uno de los aspectos principales para poder llevar a cabo una correcta caracterización del peligro de las cianotoxinas es determinar su presencia, su capacidad de acumulación y su toxicidad. Por ello, con el fin de establecer y describir el estado del arte sobre las cianotoxinas, y en concreto de las Microcistinas (MCs), nos pareció necesario revisar la información existente en la literatura científica sobre la presencia, concentración y toxicidad de los congéneres de MCs diferentes de MC-LR, ya que aunque esta variante es la más estudiada por su toxicidad, ubicuidad y prevalencia, existen otras muchas que van cobrando cada vez más importancia. En primer lugar, nos centramos en el análisis de la bibliografía publicada sobre MC-RR, al ser el congénere más estudiado tras MC-LR. MC-RR es la variante más detectada en aguas del continente asiático, y está presente en alimentos de consumo humano (peces, bivalvos, vegetales, etc.), y su toxicidad ha sido observada tanto in vitro como in vivo. Sin embargo, son escasos los estudios que evalúan de modo específico sus propiedades toxicológicas, siendo necesarios para determinar los riesgos asociados a su exposición, tanto en el hombre como en el medioambiente. Posteriormente, se realizó una revisión de la literatura científica sobre congéneres minoritarios de MCs. En relación con su incidencia, Europa fue el continente donde más se detectó la presencia de dichas variantes de MCs, siendo MC-YR una de los principales congéneres identificados tanto en aguas como en alimentos de consumo humano. Sin embargo, a pesar del gran número de congéneres de MCs identificados hasta la fecha, son escasas las investigaciones sobre su toxicidad, siendo necesarios más estudios toxicológicos, como es el caso de MC-LF o las combinaciones de estas cianotoxinas.
Evaluación de la influencia de la exposición laboral a fitosanitarios en mujeres que recogen verduras: posibles consecuencias sobre su salud
(2021-04-14) Martín Reina, José; Moreno Navarro, Isabel María; Bautista Palomas, Juan Dionisio; Nutrición y Bromatología, Toxicología y Medicina Legal; Bioquímica y Biología Molecular
Una de las misiones fundamentales de la figura del Técnico Superior de Prevención de Riesgos Laborales es preguntarse si, en ambientes laborales donde la exposición a distintos tipos de productos es indirecta, dicha exposición está controlada y, lo más importante, si esta exposición indirecta no afecta a la salud de los trabajadores. Situaciones donde hacernos esta pregunta las encontramos en diferentes campos, como en el caso del presente estudio donde nos hemos centrado en la exposición laboral indirecta a plaguicidas. Conocedores de la amplia normativa y documentación que ya existe sobre la peligrosidad de la exposición directa a plaguicidas, relativa principalmente a los trabajadores que los aplican, hemos querido extender el estudio a los posibles efectos adversos de la exposición indirecta a plaguicidas en una población de mujeres agrícolas que recogen verduras en el campo, a “cielo abierto”. El objetivo principal de este estudio ha sido el de comprobar si las trabajadoras que recogen verduras y frutas en el campo a “cielo abierto” ven alterados sus parámetros biológicos, y en consecuencia su estado de salud, a consecuencia de la aplicación previa de fitosanitarios en los productos recogidos. Para conseguir este objetivo principal nos hemos apoyado en varios objetivos secundarios (hemos realizado un análisis sobre los mecanismos tóxicos de los plaguicidas, hemos comprobado, en qué estado se encontraban los valores clínicos, valores renales y estrés oxidativo de las trabajadoras con las que hemos llevado a cabo el estudio, hemos validado un método para determinar glifosato en orina, hemos determinado valores de glifosato en orina y metales en sangre). Entre los resultados obtenidos, cabría destacar que, las transaminasas y las colinesterasas no se ven afectadas, sin embargo sí resultan afectados otros marcadores como son los de estrés oxidativo, daño renal temprano y hormonas relacionadas con la reproducción, y, es por esto que, consideramos que la normativa y protocolos españoles, son insuficientes para garantizar la salud de las trabajadoras, así como también son insuficientes para garantizar una fertilidad y desarrollo adecuado de la descendencia de las trabajadoras.

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