Nutrición y Bromatología, Toxicología y Medicina Legal

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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; Universidad de Sevilla. Departamento de 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; 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.
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; Universidad de Sevilla. Departamento de Química Analítica; Universidad de Sevilla. Departamento de 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; Universidad de Sevilla. Departamento de Nutrición y Bromatología, Toxicología y Medicina Legal; Universidad de Sevilla. Departamento de 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; Universidad de Sevilla. Departamento de 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; 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.
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; Universidad de Sevilla. Departamento de 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.
Estrategias analiticas para la puesta en valor de aceites de oliva extra virgenes españoles de alta calidad
(2023-06-28) Díaz Montaña, Enrique Jacobo; Aparicio Ruiz, Ramón; Morales Millán, María Teresa; Universidad de Sevilla. Departamento de Química Analítica; Universidad de Sevilla. Departamento de Nutrición y Bromatología, Toxicología y Medicina Legal
La calidad del aceite de oliva virgen se puede evaluar de múltiples formas, aunque la única recogida por las reglamentaciones se basa en la evaluación de parámetros sensoriales y fisicoquímicos. Los compuestos volátiles son los responsables del apreciado aroma del aceite de oliva virgen y los compuestos fenólicos del sabor y de las sensaciones del trigémino. La oxidación tiene lugar desde el mismo momento en que el aceite es extraído del fruto y altera cuali- y cuantitativamente el perfil volátil y fenólico del aceite de oliva virgen, haciendo así que éste se degrade y cambie de categoría, lo que produce pérdidas económicas para los productores. El objetivo de esta Tesis Doctoral fue desarrollar estrategias analíticas para la preservación y mejora de la calidad de aceites de oliva virgen extra. Este objetivo se llevó a cabo con la aplicación tanto de técnicas espectroscópicas como cromatográficas (GC-FID, GC-MS y HPLC-DAD) que permitieron la separación y cuantificación de compuestos volátiles y fenólicos. Los resultados muestran la existencia de interacciones entre componentes menores de la matriz alimentaria (fenoles y volátiles), lo que afecta a la liberación de los compuestos volátiles y, por tanto, a la percepción de los mismos. Asimismo, diferentes técnicas de preservación, como la flavorización (adición de plantas) y la congelación, han mostrado ser técnicas adecuadas para mantener la calidad original del aceite de oliva virgen extra. Aunque la oxidación es un proceso ineludible, se ha observado que en las muestras flavorizadas o congeladas la generación de los compuestos de oxidación es más lenta que en las muestras conservadas en las condiciones de almacenamiento de un supermercado. El estudio del efecto de la flavorización en el perfil fenólico de un aceite de oliva virgen extra mostró unos resultados parecidos a los obtenidos con compuestos volátiles, es decir, que la adición de plantas ralentizó el proceso oxidativo sin llegar nunca a detenerlo. Por otro lado, la evaluación luminiscente de la autoflorescencia del aceite de oliva virgen ha demostrado ser una herramienta eficaz para la evaluación del estado oxidativo de los aceites. En conclusión, los compuestos volátiles derivados del proceso oxidativo son los mismos independientemente de la variedad o procedencia, sin embargo, existen diversas técnicas capaces de ralentizar este proceso, como son la congelación y la flavorización. Además, la flavorización ha demostrado ser una técnica eficaz para evitar la degradación de los fenoles del aceite de oliva virgen. Por último, cabe destacar el impacto que tienen los fenoles en la liberación de volátiles, ya que pueden interactuar con la saliva en el procesamiento oral de los alimentos.
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.
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; Universidad de Sevilla. Departamento de 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; Universidad de Sevilla. Departamento de 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; Universidad de Sevilla. Departamento de 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; Universidad de Sevilla. Departamento de 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; Universidad de Sevilla. Departamento de 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; Universidad de Sevilla. Departamento de Nutrición y Bromatología, Toxicología y Medicina Legal; Universidad de Sevilla. Departamento de 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.
Estilbenos como una alternativa sostenible al anhídrido sulfuroso en vinos. Evaluación de la toxicidad del extracto de estilbeno
(2021-03-05) Medrano Padial, Concepción; Pichardo Sánchez, Silvia; Puerto Rodríguez, María; Universidad de Sevilla. Departamento de Nutrición y Bromatología, Toxicología y Medicina Legal
La demanda de los consumidores por alimentos cada vez más naturales está creando una tendencia creciente en la industria alimentaria hacia el empleo de ingredientes y aditivos naturales como alternativa a los conservantes químicos. En este sentido, la búsqueda de alternativas al uso del dióxido de azufre (SO2) en la industria del vino es un campo en auge. Una de las estrategias que se ha encontrado para cubrir esta necesidad ha sido el uso de estilbenos debido a sus interesantes propiedades antimicrobianas y antioxidantes. Además, estos compuestos se encuentran de forma natural en los sarmientos de la vid, subproductos de la industria vitinícola con valor añadido nulo actualmente. La posibilidad de incrementar el valor añadido de los subproductos que se producen en las bodegas es de gran interés, ya que se estima que se generan entre 2 y 4 toneladas por hectárea de viñedo y año, según datos recientes de la Organización Mundial de la Viña y el Vino (OIV). El empleo de estas sustancias en la industria alimentaria debe ser seguro para los consumidores. En este sentido, hemos revisado la bibliografía existente relacionada con estudios de toxicidad in vitro e in vivo de tres estilbenos: piceatanol, pterostilbeno y ε-viniferina. Estos compuestos fueron escogidos debido a que se encuentran de manera abundante en la naturaleza y poseen propiedades biológicas interesantes para su uso en alimentos. Sin embargo, hasta el momento, la Autoridad Europea de Seguridad Alimentaria (EFSA) no ha publicado ninguna evaluación de estos compuestos para garantizar su seguridad como aditivos. En esta revisión, se puso de manifiesto que estos estilbenos presentan una importante citotoxicidad en líneas celulares cancerígenas y no cancerígenas. Además, el daño en el ADN inducido por estos compuestos se ha demostrado por varios métodos como un posible mecanismo de citotoxicidad. Sin embargo, el potencial genotóxico in vitro del piceatanol, pterostilbeno y la -viniferina se ha estudiado poco y no se han realizado estudios siguiendo las directrices de la EFSA. En cuanto a los efectos in vivo, no existen estudios que valoren el potencial genotóxico en modelos in vivo ya que la mayoría de los autores se han centrado en sus propiedades beneficiosas. Por lo tanto, para garantizar la seguridad del uso de piceatannol, pterostilbeno y ε-viniferina, se necesitan más estudios de acuerdo con las recomendaciones de la EFSA que evalúen los efectos genotoxicos in vitro e in vivo. Esta revisión ha dado lugar a la siguiente publicación: • TOXICOLOGICAL EVALUATION OF PICEATANNOL, PTEROSTILBENE AND ε-VINIFERIN FOR THEIR POTENTIAL USE IN THE FOOD INDUSTRY: A REVIEW (Medrano-Padial et al., 2021. Food Control (en revision). La presente tesis doctoral se engloba dentro de un proyecto coordinado con el grupo del Instituto de Formación e Investigación Agraria y Pesquera (IFAPA) de la Dra. Emma Cantos-Villar, quienes obtuvieron y caracterizaron dos extractos procedentes de subproductos de la industria vitivinícola, con una riqueza de 45.4% y 99% en estilbenos, con el fin de utilizaros como sustitutos totales o parciales del SO2 en el vino. Para garantizar la seguridad de estos extractos se llevaron a cabo los ensayos recomendados por la EFSA, siendo el primer paso la realización de distintos ensayos in vitro. Además, también se estudiaron sus estilbenos mayoritarios (trans-ε-viniferina y trans-resveratrol) y su mezcla en la misma proporción que en el extracto de mayor riqueza (1:3.9) para comprender sus mecanismos de acción en más profundad. Esta evaluación se realizó teniendo en cuenta que la vía oral será la preferente para estos extractos puesto que la exposición ocurrirá a través del vino. Así pues, se escogieron dos líneas celulares del aparato digestivo: las células de hepatocarcinoma humano HepG2, ya que el hígado es el principal órgano de biotransformación, y las células de adenocarcinoma de colon humano Caco-2, por ser el intestino el órgano que se ocupa de la absorción y donde existe mayor tiempo de contacto con las sustancias ingeridas. En primer lugar, el estudio de los efectos de ambos extractos, sus compuestos mayoritarios y su mezcla se llevó a cabo mediante ensayos de citotoxicidad y análisis de la morfología celular. Los ensayos de citotoxicidad se realizaron evaluando la afectación de tres biomarcadores (ensayo de la sal de tetrazolio (3- [4,5, dimetiltiazol-2-il]-5-[3-carboximetoxi-fenil]-2-[4-sulfofenil]-2H-tetrazolio) (MTS), ensayo del rojo neutro (RN) y contenido proteico (PT)) y nos permitieron conocer la concentración efectiva media (EC50) tras 24 y 48 h de exposición. Además, los efectos ultraestructurales causados en las células por estos compuestos se evaluaron observando su morfología. Los resultados obtenidos indicaron que ambos extractos y la mezcla de sus compuestos mayoritarios poseen una citotoxicidad parecida en ambas líneas celulares dando lugar a vacuolas de lípidos, núcleos apoptóticos y aberraciones mitóticas. Sin embargo, la trans-ε-viniferina produjo la muerte celular de manera más potente y a concentraciones más bajas que los demás compuestos ensayados. Por último, el trans-resveratrol tan sólo produjo una leve citotoxicidad tras 48 h de exposición. Por otro lado, una vez analizada la citotoxicidad y los cambios morfológicos producidos por estos compuestos, realizamos un estudio de isobologramas con el fin de conocer el tipo de interacción entre la trans-ε-viniferina y el trans-resveratrol. Según la bibliografía disponible, es la primera vez que se ha usado este ensayo para estudiar la interacción entre estos dos compuestos. Los resultados indicaron que estos compuestos presentan un efecto antagónico. Por otra parte, debido a que los estilbenos poseen una gran actividad antioxidante, se realizó un estudio del estrés oxidativo de las células HepG2 y Caco-2 tras la exposición de estos compuestos, ya que las sustancias antioxidantes pueden tener un carácter prooxidante dependiendo de la línea celular estudiada, concentración y condiciones de exposición. Para ello, evaluamos el contenido en especies reactivas de oxígeno (ERO) y el contenido en glutation (GSH) de ambas líneas celulares expuestas a ambos extractos, trans-ε-viniferina, trans-resveratrol y su mezcla. Además, para completar estos resultados, se estudió la capacidad de estos compuestos tanto para proteger como para revertir el daño producido por un agente oxidante. Los datos obtenidos en estos ensayos indican que ambos extractos, la trans-ε-viniferina y su mezcla con trans-resveratrol poseen interesante actividad antioxidante, mientras que el trans-resveratrol de manera individual no fue capaz de modular el estrés oxidativo en estas células. Esta batería de ensayos in vitro dio lugar a las siguientes publicaciones: • IN VITRO TOXICITY ASSESSMENT OF STILBENE EXTRACT FOR ITS POTENTIAL USE AS ANTIOXIDANT IN THE WINE INDUSTRY (Medrano-Padial et al., 2019; Antioxidants, 8, 467). RESUMEN TESEO • CYTOTOXICITY STUDIES OF A STILBENE EXTRACT AND ITS MAIN COMPONENTS INTENDED TO BE USED AS PRESERVATIVE IN THE WINE INDUSTRY (Medrano-Padial et al., 2020; Food Research International, 137, 109738). • PROTECTION AND REVERSION ROLE OF A PURE STILBENE EXTRACT FROM GRAPEVINE SHOOT AND ITS MAJOR COMPOUNDS AGAINST AN INDUCED OXIDATIVE STRESS (Medrano-Padial et al., 2020; Journal of Functional Foods (en revision). A continuación, siguiendo las recomendaciones de la EFSA para la evaluación de sustancias para su posible uso como aditivos, el siguiente paso es la realización de ensayos de mutagenicidad y genotoxicidad. Para ello, decidimos escoger el extracto con mayor riqueza en estilbenos (ST-99) ya que presentó el mejor perfil toxicológico y tecnológico. Además, se demostró que el uso de este extracto no modificó las propiedades sensoriales ni alteró la calidad del vino tinto. Los ensayos recomendamos por la EFSA son dos: el test de Ames y el ensayo de micronúcleos (MN). En el test de Ames evaluamos el potencial mutagénico del extracto en cinco cepas de Salmonella typhimurium en concentraciones desde 48 a 5000 μg/placa. En este ensayo, no se observaron diferencias significativas a ninguna de las concentraciones ensayadas, en presencia o en ausencia de la fracción microsómica S9. Por otro lado, el ensayo de MN en células L5178Y TK+/- nos permitió conocer el potencial de este extracto para producir MN que contengan fragmentos o cromosomas enteros. Los resultados indicaron que en ausencia de S9 ninguna de las concentraciones del extracto ST-99 ensayadas (4-64 μg/mL) produjo un aumento en la frecuencia de células binucleadas con MN (CBMN). Sin embargo, sí se observó un aumento de CBMN en presencia de S9 después de la exposición a la concentración más alta estudiada (3.45-60 μg/mL). Para completar esta evaluación, decidimos realizar el ensayo cometa estándar y modificado con la enzima formamidopirimidina glicosilasa (FPG). Esta técnica nos permitió conocer que el extracto ST-99 no produce rotura directa de la hebra de ADN ni oxidación de las bases purinas. Además, evaluamos la capacidad del extracto para proteger y revertir el daño oxidativo producido en el ADN por H2O2 y Ro19-8022. Los resultados indican que este efecto fue contrarrestado a las concentraciones más altas ensayadas en las células HepG2 y Caco-2 (EC50). Los datos obtenidos en estos tres ensayados fueron incluidos en el siguiente trabajo: • MUTAGENIC AND GENOTOXIC POTENTIAL ASSESSMENT OF A PURE STILBENE EXTRACT BY IN VITRO STUDIES (Medrano-Padial et al., 2021. Food and Chemical toxicology (en revision). Posteriormente, teniendo en cuenta los resultados contradictorios de genotoxicidad del extracto ST-99 in vitro, siguiendo las recomendaciones de la EFSA, se procedió al estudio del potencial genotóxico in vivo del extracto. Para ello, realizamos un estudio combinando el ensayo de MN en médula ósea y el ensayo cometa en hígado, estómago y sangre, tanto estándar como modificado con las enzimas FPG y Endonucleasa III (Endo-III). Los resultados obtenidos indican que el extracto no causa rotura ni oxidación en el ADN en ninguno de los tejidos estudiados. Por otro lado, en el ensayo de MN, tanto la relación entre eritrocritos policromáticos y normocromáitcos como el número de MN en eritrocitos policromáticos fueron similares en las ratas control y las tratadas, indicando que nuestro extracto no produce daño a nivel de médula ósea. Además, para completar estos resultados, se realizó un estudio histopatológico de la afectación del hígado y estómago, indicándose que tan sólo a la concentración más alta ensayada, la cual es 100 veces superior a la dosis que llegaría al consumidor (360 μg/mL), se detectaron leves daños. Además, según las recomendaciones de la OCDE, la ausencia de toxicidad debe ser corroborada con algún método que confirme que los tejidos diana han sido expuestos a la sustancia de estudio (OCDE 474 y OCDE 489). Por ello, llevamos a cabo una cromatografía líquida de ultra alta presión acoplada a un espectrómetro de masas (UPLC-HESI-MS) como técnica para demostrar presencia de los estilbenos y sus derivados en muestras biológicas. Los resultados indican que tanto la trans-ε-viniferina como el trans-resveratrol y sus derivados están presentes en sangre. Estos datos se recogen en la siguiente publicación: • IN VIVO GENOTOXICITY OF STILBENE EXTRACT INTENDED TO BE USED AS NATURAL ADDITIVE: A COMBINATION OF THE MICRONUCLEUS TEST AND THE COMET ASSAY (título provisional).
Evaluación de las constantes de acidez de algunas bases de Schiff derivadas del Glioxal, Metilglioxal, Biacetilo y Biacetilmonoxima. Aplicaciones analíticas cualitativas
(1985-06-14) Jiménez Trillo, José Luis; García Asuero, Agustín; Universidad de Sevilla. Departamento de Nutrición y Bromatología, Toxicología y Medicina Legal
Evaluación de impacto en salud de políticas públicas: el plan de calidad del aire en la zona industrial bahía de Algeciras
(2020-12-11) Rodríguez Rasero, Francisco Javier; Prieto Ortega, Ana Isabel; Jos Gallego, Ángeles Mencía; Sánchez de la Campa Verdona, Ana; Universidad de Sevilla. Departamento de Nutrición y Bromatología, Toxicología y Medicina Legal
Introducción: El objetivo de esta tesis doctoral es analizar las ganancias globales en salud que pueden derivarse de la implantación de las medidas contenidas en el Plan de Mejora de Calidad del Aire de la Zona Industrial Bahía de Algeciras de forma que sea posible estimar la relación coste-beneficio de esta política pública. Para ello, se va a realizar una Evaluación de Impacto en Salud de los principales ejes del plan, ya que su metodología proporciona unos beneficios adicionales a otras evaluaciones tradicionales como la evaluación de impacto ambiental. Entre ellas, destaca la posibilidad de optimizar y priorizar las medidas en función de las especiales características del proyecto, como son la distribución espacial y demográfica de la población potencialmente afectada, la ubicación y características de las principales fuentes de contaminación del aire existentes y las especiales condiciones ambientales del Campo de Gibraltar. Existe un renovado interés en este tipo de análisis como parte del nuevo modelo de salud adoptado en los países desarrollados en estas últimas décadas (Estrategia de Salud en Todas las Políticas), que postula que una buena parte de los factores que influencian en la salud individual y colectiva en realidad quedan fuera del control de la administración sanitaria. Dentro de estos factores, denominados determinantes de la salud, uno de los grupos más importantes son los ambientales y, de acuerdo con la mejor evidencia científica actual, el mayor impacto sobre la salud es causado por la contaminación atmosférica. De ahí la importancia de este trabajo, que se entronca en una estrategia europea de reducción de la contaminación ambiental y que obliga a tomar medidas para reducir los niveles de contaminación hasta niveles de riesgo que se consideren aceptables para la población. El ámbito de actuación resulta también idóneo ya que se trata de un área muy poblada y con elevados niveles históricos de contaminación ambiental, lo que ha generado una importante preocupación ciudadana ante la cual debe responderse con la mayor transparencia y exhaustividad de datos. Materiales y métodos: El abordaje del proyecto ha requerido la combinación de las metodologías de evaluación de impacto en salud, la evaluación de riesgos y la valoración económica de dichos riesgos, así como la recopilación y tratamiento de datos sanitarios y ambientales. De forma secuencial se realizaron las siguientes actividades: • Describir y valorar la eficacia de las medidas propuestas a la hora de disminuir la contaminación • Identificar y caracterizar la población potencialmente afectada • Describir y priorizar los impactos sobre la calidad del aire y otros determinantes de la salud, usando AirQ+ en particular para los datos de aire • Evaluar la exposición a que se ve sometida la población • Calcular las variaciones en morbimortalidad asociados a la exposición a partículas (PM10) • Evaluar económicamente las ganancias en salud asociadas Finalmente, se realizan dos estudios adicionales que se refieren a la influencia de las condiciones ambientales particulares de la zona sobre los impactos agudos en salud en años recientes. Las condiciones estudiadas se refieren al régimen de vientos característico del estrecho de Gibraltar y a la intrusión de masas de aire procedentes del norte de África. La primera es relevante ya que el estudio de los vientos muestra que los mismos poseen intensidades más elevadas de lo normal, así como direcciones preferentes muy marcadas. La segunda lo es por el transporte de material particulado del desierto del Sáhara, que supone una aportación de partículas significativa que no puede modificarse con ninguna de las medidas previstas en el plan. Resultados: Los contaminantes más relevantes de cara a sus impactos en salud son el material particulado (se superaron los valore límite anual para PM10 en los años 2005, 2006 y 2007) y los valores límite horario o diario de SO2 en los años 2005 y 2006. Las PM10 presentan además niveles altos de material crustal y componentes inorgánicos secundarios. El Plan de Actuación consta de 45 medidas, algunas de las cuales se mantienen de planes anteriores. Se han identificado como más relevantes de cara a la protección de la salud las que se refieren al abatimiento de emisiones industriales (13% menos) y a la reducción del tráfico en la zona (9% menos). La población total es de 230.203 habitantes y se ha mantenido estable en los últimos años. Se trata de una población relativamente joven y con escasa inmigración. Existen diversas zonas desfavorecidas que, como suele ser habitual, se encuentran en zonas de peor calidad de aire. Los datos económicos son buenos, en general, por el empleo generado por la industria y el puerto de Algeciras, aunque existe mucha economía irregular. En la zona existe una sobremortalidad histórica, especialmente en La Línea de la Concepción y zonas cercanas al núcleo industrial, que alimenta la preocupación ciudadana en el área. En toda la zona de estudio, la ejecución y puesta en marcha de las medidas del PMCA supondría salvar unas 23 vidas al año (IC 95%: 15; 30), debido a la reducción de los niveles de partículas en el aire ambiente. Si esta reducción fuese mayor y los niveles de partículas alcanzasen los niveles guía de la OMS, se salvarían unas 148 vidas anuales (IC 95%: 98; 195). Los beneficios estimados por la mejora en salud por la implementación efectiva del PMCA alcanzarían los 54,6 millones de euros al año (IC 95%: 35,7; 72,1). Si los objetivos hubieran sido más ambiciosos y se lograra que los niveles de partículas alcanzasen los valores guía de la OMS, los beneficios en salud alcanzarían los 365,8 millones de euros anuales (IC 95%: 240,9; 480,3). Discusión: La ejecución de las medidas tendrá un impacto muy positivo en la ciudadanía. La mejora principal en salud sería la reducción de la mortalidad, principalmente por causas pulmonares y cardiovasculares asociada a la exposición a largo plazo a partículas, y esta mejora en salud implicaría un beneficio económico considerable, muy superior a los costes de la ejecución de las medidas. Los resultados obtenidos en la ERS-CA y en la valoración económica de los impactos en salud son coherentes con el estado actual de conocimientos. Las principales incertidumbres detectadas en el proceso se refieren a la eficacia y el grado de cumplimiento real del plan, la validez y representatividad de los datos empleados, la posible interferencia causada por potenciales efectos sinérgicos con otros contaminantes o con la composición del material particulado y la eliminación de las exposiciones laborales. Esta evaluación es muy novedosa en España, contándose tan solo con experiencias puntuales similares como proyectos de regeneración urbana. Sí que se han hecho algún otro estudio de coste-beneficio, como el del carril-bici de Sevilla, o de los costes económicos por los efectos en la salud de la contaminación atmosférica, como en el marco del proyecto Aphekom o en un estudio de la contaminación en Barcelona, si bien no se ha hecho de modo integral, en el marco de un plan o programa. Se estima que realizar este tipo de evaluaciones con carácter previo o simultánea a la elaboración de los planes tendrían numerosas ventajas, pues las predicciones de los impactos se realizan de acuerdo con el estado actual de las pruebas científicas, lo que confiere fiabilidad a las estimaciones, y transparencia y credibilidad a todo el proceso. Ello podría ayudar al compromiso de las administraciones y a la aceptación y apoyo de la población afectada. La identificación de poblaciones vulnerables puede ayudar a priorizar y optimizar las medidas que se deben implantar. Conclusiones: 1. La conclusión principal de la valoración del impacto en salud del Plan de Mejora de la Calidad del Aire de la Zona Industrial Bahía de Algeciras es que la ejecución de las medidas tendrá un impacto muy positivo en la ciudadanía. La mejora principal en salud sería la reducción de la mortalidad, principalmente por causas pulmonares y cardiovasculares asociada a la exposición a largo plazo a partículas, y esta mejora en salud implicaría un beneficio económico considerable, muy superior a los costes de la ejecución de las medidas. 2. Se ha estimado que la ejecución de las medidas del plan en la zona de estudio supondría que se evitasen una media de veintitrés muertes prematuras al año, con un beneficio económico total por reducción de la morbimortalidad de 54,6 millones de euros anuales. Si los objetivos del PMCA hubieran sido más ambiciosos y los niveles de partículas alcanzasen los valores guía de la OMS, se evitarían unas 148 muertes anuales prematuras y tendríamos unos beneficios en salud por reducción de la morbimortalidad que alcanzarían los 365,8 millones de euros anuales. 3. Se recomienda que todos los futuros planes de mejora de calidad del aire: • Caractericen correctamente la población afectada y, dentro de ella, la población vulnerable. Dentro de la población vulnerable tiene especial interés identificar y caracterizar la población desfavorecida por razón socioeconómica, ya que se ubica en una zona delimitada que pudiera implicar la existencia de inequidades potenciales en salud. • Orienten todas las medidas que sean posibles a la población vulnerable, especialmente aquellas que padezcan enfermedades respiratorias y a poblaciones desfavorecidas. Por ejemplo, si se ha identificado y caracterizado ésta última, se pueden priorizar la implementación de medidas relacionadas con el tráfico, con la accesibilidad a servicios o con el transporte en las áreas donde se localice población desfavorecida. También las medidas de sensibilización podrían tener en cuenta en primer lugar estas poblaciones. • Incluyan medidas para aumentar la concienciación efectiva entre la ciudadanía sobre la importancia de los sectores institucional, comercial y doméstico. Para ello, se recomienda el uso de procesos participativos desde el principio del proceso de elaboración del Plan. El Manual de proyectos incluye un anexo en el que se indican algunas técnicas que podrían resultar de utilidad. • Realicen un análisis coste-beneficio, incluyendo en la parte de beneficios los resultantes de las ganancias en salud por la mejora de la calidad del aire. 4. Como conclusión final, se demuestra que la evaluación de impacto en salud puede ser una herramienta muy útil para evaluar políticas públicas.
Regulación de la lipolisis en el tejido adiposo durante el ayuno
(1979-11-12) Ruiz Álvarez, Guadalupe; Goberna Ortíz, Raimundo; Sobrino, F.; Universidad de Sevilla. Departamento de Nutrición y Bromatología, Toxicología y Medicina Legal
Se ha estudiado el efecto de la adrenalina sobre adipocitos aislados y tejido adiposo de ratas alimentadas y sometidas a ayuno durante 24 horas 48 y 96 incubadas en presencia y en ausencia de glucosa así como el efecto de inhibidores de la glucólisis y de la fosforilación oxidativa en relación a: los niveles de camp la actividad de la proteína quinasa dependiente de camp y los niveles de glicerol liberados al medio de incubación. Se observa que el ayuno provoca un bloqueo de la actividad lipolítica de la adrenalina que se pone de manifiesto también en los niveles de camp y en la actividad de la proteína quinasa. En presencia de glucosa el tejido adiposo procedente de ratas sometidas a ayuno recupera su capacidad de respuesta a la adrenalina. Es posible que la glucosa sea al menos in vitro un factor importante en el control de la lipólisis inducida por catecolaminas.
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

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