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La ciencia de los alimentos saludables

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1. 3 2 The emerging role of Genomics The contribution of genetics to the science of healthy diet is well worthy of mention at this stage This discipline provides a new point of view with regard to the role of food in human physiology and biochemistry For example in spite of the fact that all human beings have to fulfil identical physiological and biochemical necessities not all persons require the same quantities of nutrients and the reaction to a de termined food product may differ from person to person There are two highly relevant factors which have a direct bearing on this circumstan ce a genotype or personal hereditary genetic functioning or genome b phenotype or cultural upbringing received For this reason it is important to take into account the contribution that genetics can make to this new branch of Bromatology It seems that a knowledge of the genomes of different living organisms including human beings opens up in teresting expectations with regard to understanding the significance that genetic variations may have in numerous problems arising from the relationship between human health and food consumption An integrated discipline in modern genetics known as genomics Which studies the DNA molecule se quencing of each individual can make an important contribution in which three important considerations should be taken into account LA CIENCIA DE LOS ALIMENTOS SALUDABLES UNA PANOR MICA ACTUAL 163 THE
2. c in the role of proteins within cells or the formation of metabolites Ars Pharm 2006 47 2 137 171 164 la dotaci n gen tica personal o genoma b el fenotipo o educaci n cultural recibida De aqu la importancia de contar en la actua lidad con la contribuci n de la Gen tica para que aporte nuevas perspectivas a esta nueva rama de la Bromatolog a Seg n parece el conocimiento de los genomas de los diversos organismos vivos incluido el del ser humano abre una expectativa interesante con vistas a la comprensi n del signi ficado que puede tener las variaciones gen ticas frente a los diversos problemas suscitados por las relaciones entre salud humana y alimentos consumidos A todo ello puede contribuir una disciplina integrada en la Gen tica moderna y conocida con el nombre de Gen mica que estu dia la secuenciaci n de las mol culas de ADN de cada individuo Se trata de evidenciar tres cuestiones importantes el orden configurado por las parejas de los nucle tidos que lo constituyen diferenciar los segmentos representativos de genes funcionales de aquellos que no lo son esclarecer las funciones de los genes identificados mediante comparaci n de sus secuencias con las almacenadas en las bases de datos para genomas En la pr ctica la complejidad biol gica de una persona no depende del n mero de genes que integra su genoma sino de la manera c mo interaccionan esos genes y regulan sus a
3. J Nutr 134 935 939 McIntosh G H 2004 Experimental studies of dietary fibre and colon cancer an overwiew Chapter 3 in Dieta ry fibre Bio active Carbohidrates for Food and Feed Ed J W van der Kamp N G Asp J Miller Jones y G Schaafsma pp 165 178 Wageningen Academic Publishers Wageningen The Netherlands Schneeman B O 2001 Dietary fibre and gastrointestinal function Chapter 14 in Advanced Dietary Fibre Tech nology ed B V McCleary and L Prosky pp 168 176 Blackwell Science Oxford Goyarzu P Malin D H Lau F C Tablialatela G Moon W D Jenings R Moy E Moy D Lippold S Shukitt Hale B y Joseph J 2004 Blueberry supplemented diet Effects on object recognition memory and nuclear factor kappa B levels in aged rats Nutr Neurosci 7 75 83 Wang Y Chang C F Chou J Chen H L Deng X Harvey B K Cadet J L y Bickford P C 2005 Dietary su pplementation with blueberries spinach or spirulina reduces ischemic brain damage Exp Neurol 193 1 75 84 Juliet P A Joyee A G Jayaraman G Mohankumar M N y Panneereselvam C 2005 Effect of L carnitine on nucleic acid status of aged rat brain Exp Neurol 191 1 33 40 Pistone G Marino A Leotta C Dell Arte S Finocchiaro G y Malaguarnera M 2003 Levocarnitine administra tion in elderly subjects with rapid muscle fatigue Effect on body composition lipid profile aand
4. Surgery 136 384 389 Ang J F y Crosby G A 2005 Formulating reduced Calorie foods with powdered cellulose Food Technol 59 3 35 38 Mokdad A H Serdula M K Dietz W H Bowman B A Marks J S y Koplan J P 1999 The spread of the obesity epidemic in the United States 1991 1998 J Amr Med Assn 282 1519 1152 Mokdad A H Marks J S Stroup D F y Gerberding J L 2004 Actual causes of death in the United States 2000 J Am Med Assn 291 1238 1245 Howarth N C Saltzman E y Roberts S B 2001 Dietary fiber weight regulation Nutr Rev 59 129 139 Liu S Willett W C Manson J E Hu F B Rosner B y Colditz G 2003 Relation between changes in intakes of dietary fiber and grain products and changes in weight and development of obesity among middle aged women Am J Clin Nutr 78 920 927 Buchholz A C y Schoeller D A 2004 Is a calorie a calorie Am J Clin Nutr 79 899S 906S Rolls B J Ello Martin J A y Tohill B C 2004 What can intervention studies tell us about the relationship between fruit and vegetable consumption and weight management Nutr Rev 62 1 17 Nakaji S Ishiguro S Iwane S Ohta M Sugawara K Sakamoto J y Fukuda S 2004 The prevention of colon carcinogenesis in rats by dietary cellulose is greater than the promotive effect of dietary lard as assessed by repeated endoscopic observation
5. momentos actuales la consecuci n de cuatro retos importantes 1 Identificar los efectos saludables de cada componente qu mico aportado por los ali mentos que integran nuestras dietas alimen ticias y poner de manifiesto las funciones dianas o respuestas del organismo frente a cada una de esas sustancias 2 Establecer en cada caso cual es el meca nismo bioqu mico y fisiol gico a trav s del cual se produce el efecto saludable 3 Establecer los m rgenes de seguridad de la ingesta alimenticias en relaci n con cada compuesto saludable aportado y siempre en funci n de cada grupo de poblaci n al que vaya destinado 4 Dise arlas condiciones que debe reunir un protocolo experimental para ser aplicado a las pruebas que han de ser realizadas para poner de manifiesto la relaci n entre la ingesta de un ingrediente espec fico y la producci n de un efecto saludable 2 4 Car cter interdisciplinar de la Ciencia de los Alimentos Saludables En la actualidad son muy diversas las sus tancias naturales participantes de la composi ci n qu mica de los alimentos a las que se les atribuyen efectos saludables potenciales con los que pueden contribuir a la prevenci n de dichas enfermedades Tabla 4 Est claro que los pro ductos saludables alcanzan cada vez una mayor presencia en la alimentaci n humana aunque 2 3 Challenges facing the new science It can be stated that the new Science of Heal th Promoting Food is cur
6. the effectiveness of metabolic processes and the way that this will effect nutrient requirements 3 to ascertain what metabolic consequences will arise from inadequate nutrition affec ted by genetics and how this will affect health LA CIENCIA DE LOS ALIMENTOS SALUDABLES UNA PANOR MICA ACTUAL 165 THE SCIENCIE OF HEALTH PROMOTING FOOD PRODUCTS A CURRENT PANORAMIC VIEW cimiento del genoma de un individuo porque el desarrollo de una enfermedad no depende solamente del manejo de un gen nico sino que resulta de la incidencia bastante compleja de unas asociaciones de genes En principio la regulaci n de la expresi n de los genes puede ser considerada como un primitivo mecanismo de adaptaci n utilizados por los organismos para sobrevivir Pueden responder a la deficiencia o al exceso de un nutriente o bien detectar la pre sencia o ausencia de un determinado metabolito incrementando o reduciendo la producci n de las prote nas celulares necesarias para llevar a cabo much simas funciones corporales Por lo com n se admite que las dietas ali menticias tienen la posibilidad de incidir en las diversas etapas del proceso propio de la expresi n de los genes de tal manera que pueden ejercer una clara influencia sobre el estado saludable de los organismos fundamentalmente en tres puntos a en el paso del ADN al ARN b en la funci n del ARN en la s ntesis de las prote nas c en el papel de las prote nas dentro de las
7. ticas Tambi n la vitamina C limpia de radicales libres los compartimentos acuosos de las c lulas as como puede contribuir a la regeneraci n de la actividad vitam nica E Diversos estudios bioqu micos y epidemiol gicos han planteado la sospecha si las ingestas inadecuadas de micronutrientes relacionados con actividades antioxidantes han de ser considerados como el posible factor responsable de ciertas situaciones negativas En este sentido se ha podido observar que la mortalidad debida a ECV resulta inversamente proporcional al denominado ndice antioxidante acumulativo 1 A A definido de acuerdo con la ecuaci n siguiente donde las concentraciones a manejar corresponden a las valoradas en el plasma sangu neo vit E vit C Betacamteno Selenio Aparte de las sustancias incluidas en la for mulaci n anterior los alimentos pueden contener otras sustancias que igualmente pueden alcanzar una significaci n nutricional en la prevenci n de las ECV por su actividad antioxidante En tre ellas cabe citar la lute na de la que se ha sugerido que puede mejorar la degeneraci n macular relacionada con la edad administrando suplementos diet ticos de 10 mg diarios durante un a o Tambi n se ha asociado la disminuci n del riesgo a padecer enfermedades cardiovascu lares por parte de mujeres cuando se consigue elevar el nivel del licopeno sangu neo mediante suplementos diet ticos As mismo los si
8. In practice these substances have been isolated or purified from natural foodstuff material and their essential characteristics stem from the properties that arise from the chemical structure that produ ces the beneficial effect on health Such effects should be scientifically demonstrated In nutritional medicine the dose of the substance concerned is higher than that encountered in the conventional food product because the aim is to achieve better therapeutic benefits than those obtained through usual diet Additionally within the context of ortomolecular therapy in what is known as complementary medicine these substances are applied in the form of nutritional supplements under the term nutriceutic substances 2 THE SCIENCE OF HEALTH PROMO TING FOODSTUFFS A NEW BRANCH IN THE FIELD OF BROMATOLOGY There is no doubt that the acceptance of new nutritional criteria depends on the of systema tisation of recent knowledge and its appropriate application to technologies that are currently used in the foodstuffs industry The new food products LA CIENCIA DE LOS ALIMENTOS SALUDABLES UNA PANOR MICA ACTUAL 145 THE SCIENCIE OF HEALTH PROMOTING FOOD PRODUCTS A CURRENT PANORAMIC VIEW y sus aplicaciones siempre vinculadas con las adecuadas tecnolog as que han de utilizar las in dustrias alimentarias En consecuencia surge unas ofertas alimenticias que pueden ser consideradas como base para el desarrollo de una nueva rama de la Bromat
9. Kikkinen A Valsta L M Virtamo J Stumpf K Adlercreitz H Y Pietinen P 2003 Intake of lignans is associated with serum enterolactone concentration in Finnish men and women J Nutr 133 1830 1833 Lampe J W 2003 Isoflavonoid and lignan phytoestrogens as dietary biomarkers J Nutr 133 Suppl 956 S 964 S Vanharanta M Voutilainen S Nurmi T Kaikkonen J Roberts L J Morrow J D Adlercreutz H y Salonen J T 2002 Association between low serum enterolactone and increased plasma F isoprostanes a mesure of lipid peroxidation Atherosclerosis 160 465 469 Ars Pharm 2006 47 2 137 171 170 BELLO J 2T 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 53 54 Arts I C W y Hollman P C H 2005 Polyphenols and disease risk in epidemiologic studies Am J Clin Nutr 81 Suppl 317 S 325 S Devaraj S Jialal I Y Vega Lopez S 2004 Plant sterol fortified orange juice effectively lowers cholesterol levels in midly hypercholesterolemic healthy individuals Arterioscler Thromb Vasc Biol 24 25e 28 Pischon T Hankinson S E Hotamisligil G S Rifai N Willet W C y Rimm E B 2003 Habitual dietary intake of n 3 and n 6 fatty acids in relation to inflammatory markers among US men and women Circulation 108 2 155 160 Curat C A Mira
10. Presentan cambios cualitativos y cuantitativos en el contenido de alg n nutriente considerado como no recomendable a los niveles aportados por los alimentos convencionales 3 Reduced food products Qualitative and quantitative changes in the content of a nutrient which is considered as not being recommendable in the amounts normally encountered in its conventional form 4 Alimentos Enriquecidos Aquellos a los que se les ha afiadido unas cantidades espec ficas de nutrientes con el fin de mejorar el contenido normal de los alimentos convencionales 4 Enriched foods Foods to which specific quantities of nutrients have been added in order to improve normal content of conventional foods 5 Alimentos Fortificados Corresponden a los que llevan adicionados cantidades extras de aquellos nutrientes que no est n presentes de manera natural en el alimento convencional 5 Fortified foods Foods to which additional extra quantities of nutrients that are not naturally present in its conventional form 6 Alimentos Funcionales Aquellos que al margen de su valor nutritivo son incluidos en las dietas alimenticias porque aportan sustancias biol gicamente activas sean o no nutrientes en cantidades lo suficientemente significativas como para producir efectos positivos sobre alguna funci n fisiol gica relacionada con el estado de salud 6 Functional foods Foods which apart from their nutritional value are included in diet because they provide
11. SCIENCIE OF HEALTH PROMOTING FOOD PRODUCTS A CURRENT PANORAMIC VIEW ar ndanos da lugar a p rdidas menores de las c lulas cerebrales as como mejora la recuperaci n de los movimientos despu s de haber ocurrido un ataque cerebral adem s se reducen los cambios neurodegenerativos en animales envejecidos Se sugiere que las sustancias antioxidantes y anti inflamatorias que se encuentran tomando parte de la composici n de frutas y verduras puede reducir de alg n modo el n mero de c lulas nerviosas da adas y muertas como consecuencia de un ataque cerebral L carnitina Se trat de un compuesto biol gico que el organismo humano sintetiza y cuya funci n pri maria es transferir los cidos grasos de cadena corta al interior de las mitocondrias celulares con el fin de que sean metabolizados para la obten ci n de energ a Algunos trabajos han puesto de manifiesto que tanto la L carnitina como su ster acetil pueden desempe ar un cierto papel en el mantenimiento de la funci n cognoscitiva En concreto suministra grupos acetilos a las c lulas nerviosas para la s ntesis de la acetilcolina y se supone que desempef a una funci n importante en el mantenimiento de la salud cerebral cuando las personas alcanzan una cierta edad El efecto neuroprotector de la L carnitina ha sido demos trado en experiencias con ratas maduras as como su suministro con la dieta de las personas ancianas reduce de manera significativa la
12. aceptable a pesar de la posible existencia de limitaciones achaques y trastornos generalmente propios de la din mica vital de las personas En tal sentido se considera como salu dable a todo producto alimenticio cuya ingesti n conlleva alg n tipo espec fico de efecto positivo sobre la salud adem s del nutritivo aunque dicho apelativo podr a corresponder sin duda a cualquier alimento cuyo consumo no implica un riesgo de ocasionar alg n tipo de patolog a No obstante hace ya bastante tiempo que esta calificaci n se reserva para aquellos productos que dentro de su composici n qu mica existen sustancias capaces de proporcionar al organismo humano alg n efecto beneficioso relacionado con su bienestar y estado saludable En respuesta al inter s manifestado por la demanda actual de la sociedad occidental la industria alimentaria comercializa desde el ltimo tercio del siglo XX unos productos alimenticios calificados de Saludables y que tanto sus elabo raciones como el planteamiento de nuevas for mulaciones ha conducido a la necesidad de unos objetivos que dan naturaleza a una nueva rama de la Bromatolog a que plantea la investigaci n de identificar todos los compuestos alimenticios capaces de aportar beneficios saludables al or ganismo que los consume aclarar cu les son los mecanismos implicados en dichos efectos c mo dise ar nuevos productos cuyo consumo proteja o promocione el bienestar y la salud de la poblac
13. agentes causales o al menos indicadores Ars Pharm 2006 47 2 137 171 BELLO J in the Science of Health Promoting Foods On the one hand a great deal recent research work has been carried out on the prevention of chronic type diseases This work has been aimed at examining the action mechanisms of the nutraceutical substances to which health properties have been attributed and to define their possible application to food production processes On the other hand there have been a number of contributions to this new science from other disciplines In previous times no one would ever have imagined that modern genetics would bear any relationship with human diet However this discipline has opened new inroads into the production of new food products that have very concrete and advantageous dietary applications 3 1 The main nutraceutical substances that have been the object of recent research Of all the numerous and possible substances that can be considered as Nutraceutical only some have caught the attention of researchers over the last decade Various specific studies have been carried out on the possible preventative action of such substances in some chronic diseases such as cardiovascular disease cancerous tumours obesity immune system dysfunction or human conduct 3 1 1 In the field of cardiovascular disease and cancerous tumour prevention On the one hand cardiovascular disease CVD has been considered as the ma
14. c lulas o en la formaci n de metabolitos Entre otras cosas las nuevas t cnicas gen ti cas han revolucionado el proceso de localizar e identificar aquellos genes que est n implicados en ciertas enfermedades cr nicas y hasta la fecha se sit a en unos miles los genes identificados y parcialmente caracterizados que se consideran relacionados con enfermedades humanas de los que el 97 parecen ocasionar algunas de las enfermedades monog nicas como ocurre con la fenilcetonuria causada por una mutaci n en la enzima hidrolasa fenilalanina que conduce a niveles t xicos del amino cido fenilalanina No obstante la base molecular de las enfermedades cr nicas no est todav a totalmente comprendida a pesar de los m s de 600 estudios publicados hasta la fecha relacionados con el problema Aunque algunos estudios epidemiol gicos han relacionado los factores ambientales como la alimentaci n con el desarrollo de enfermedades cr nicas sin embargo resulta dif cil separar las muchas variables de la dieta que puedan causar mitigar o promover enfermedades Dentro de esta l nea se ha podido documentar la existencia de interacciones entre los tres facto Consequently a possible personal choice of food in accordance with established personal diet recommendations is important because in such a way each person will be aware of the foods that should be taken Additionally the food industry will be able to design products th
15. concentrates as additives to other food products Extractos de plantas caracterizadas por sus riquezas en algunos cidos grasos o en fitoesteroles Plant extracts characterised by their richness in some fatty acids or phytoseterols Extractos de Pinus maritimus que contienen bioflavonoides hidrosolubles conocidos como proantocianidinas de gran potencial antioxidante Pine bark extracts Pinus maritimus containing hydrosoluble bioflavonoids known as proanthocyanidins with powerful antioxidant properties Extractos de plantas eficaces que contribuyen a las defensas corporales frente a la actividad nociva de bacterias y de virus Plant extracts contributing to body defence systems against harmful bacteria and virus Formulaciones enzim ticas proteasas y peptidasas que favorecen la completa digesti n pancre tica de las prote nas y evitan respuestas inmunes inapropiadas causantes de hipersensibilidades al rgicas Enzymatic formulations proteases y peptidases which facilitate the complete pancreatic digestion of proteins preventing inappropriate immune responses that cause allergic hypersensitivity Germen de trigo que por su actividad antioxidante previene la aparici n de perturbaciones en los sistemas cardiovascular muscular o nervioso Wheat germ which through its antioxidant activity prevents the appearance of perturbations in the cardiovascular muscular or nervous systems Jalea real para fav
16. cr nica a la que se llega por tres v as diferentes la formaci n de radicales libres a partir un exceso de glucosa sangu nea oxidaci n de los l pidos s ricos tambi n en exceso para formar radicales libres tenien do en cuenta que se forman m s radicales libres a partir de cidos grasos saturados y de los insaturados con estructura trans que de los cis insaturados formaci n de ciertos tipos de citoquinas inflamatorias tales como IL 1 y IL 6 producidas por los adipocitos de la grasa abdominal El incremento de tales cito quinas se asocia con niveles m s elevados de NF kB que desemboca en una cierta resistencia a la actividad de la insulina Los niveles circulatorios de la prote na C reac tiva suelen ser considerado como un buen marcador de estos cambios particularmente permite predecir el s ndrome metab lico y la diabetes Condiciones de sobrepeso y de obesidad sue len conducir a situaciones patol gicas que han sido asociadas al desarrollo de inflamaciones cr nicas cuyas consecuencias est n vinculadas al funcionamiento del sistema inmune y pueden ser corregidas con la dieta alimenticia En tal sentido se ha manejado en los ltimos a os la posibilidad de utilizar dietas espec ficas para promover un estado de inmunidad ptimo en the formation of certain types of inflammatory cytokines such as IL 1 amp IL 6 produced by the adipocytes of abdominal fat The increase in t
17. fatigue Drugs Aging 20 761 767 Lander E S 1996 The new genomics Global views of biology Science 274 536 539 52 Jimenez Sanchez G Childs B y Valle D 2001 Human disease genes Nature 409 853 856 Hirschhorn J N Lohmueller K Byrne E y Hirschhorn K 2002 A comprehensive review of genetic association studies Genet Med 4 2 45 61 Hirsch J B y Evans D 2005 The impact of food on genes Food Technol 07 05 24 33 Ars Pharm 2006 47 2 137 171 LA CIENCIA DE LOS ALIMENTOS SALUDABLES UNA PANOR MICA ACTUAL 171 THE SCIENCIE OF HEALTH PROMOTING FOOD PRODUCTS A CURRENT PANORAMIC VIEW 55 56 57 58 59 60 61 Pegorier J P Le May C y Girard J 2004 Control of gene expression by fatty acids J Nutr 134 2444 S 2449 8 Gillies P J 2003 Nutrigenomics the rubicon of molecular nutrition J Am Dietet Assn 103 12 suppl 2 S 50 S 55 M ller M y Kersten S 2003 Nutrigenomics Goals and strategies Nature Rev 4 315 322 Fogg Johnson N Y Kaput J 2003 Nutrigenomics an emerging scientific discipline Food Technol 57 4 60 67 Kauwell G P A 2005 Emerging concepts in nutrigenomics A preview of what is to come Nutr Clin Pract 20 75 87 Robinson C 2003 Alimentos y Tecnolog a de Modificaci n Gen tica Salud y seguridad en el consumidor Bru selas International Li
18. results from such studies will have implications for the food industry concerning the design of food products to fulfil the nutritional requirements of determined individuals TABLA 6 Relaci n entre nutriente impacto sobre genes y enfermedad TABLE 6 The relationship between nutrient impact on genetic make up and disease Nutriente Impacto sobre gen Enfermedad potencial Nutrient Impact on genetic make up Potential disease cido f lico Metilaci n del ADN C ncer Folic acid DNA Methylation Cancer cidos grasos Enlace a factores de transcripci n Obesidad Fatty acids Linkage to transcription factors Obesity Vitamina D Estabilidad del mRNA Enfermedades renales Vitamin D mRNA stability Kidney disease Incremento de la s ntesis de Flavonas RN C ncer Flavons ie Cancer Increase in mRNA synthesis ii Flavinas del t Reducci n de la s ntesis de mRNA Artritis Tea flavins Reduction in mRNA synthesis Arthritis En el mbito de la alimentaci n humana el estudio de las interacciones gen ticas puede permitir abordar varios objetivos a la vez entre los que cabe destacar los siguientes 1 llegar a conocer qu ingesta de nutrientes es la necesaria para alcanzar un nivel ptimo de salud y cu l ser a el m nimo riesgo frente a padecer diversas enfermedades asociadas con la dieta 2 saber c mo influir la gen tica en la eficacia de los procesos metab licos y de qu manera repercutir este hec
19. the American Heart Association suggest that the consumption of foods of marine origin that are rich in this type of fatty acid pro tects against the risk of suffering from coronary diseases Particular reference is made to EPA amp DHA the former protects against vascular infla mmation associated with the induction of plaque formation which eventually produces a narrowing of coronary vessels in heart tissue The latter is considered as important for the heart s electrical conduction system and its intake is associated with a reduction in ventricular arrhythmias Currently the health benefits associated with the intake of EPA DHA have led to the formulation of nume rous food products containing these substances in supplement form and have been commercialised as functional food products b Child nutrition Nowadays numerous pro ducts that include PUFA o 3 or even mixtures of DHA and araquidonic acid 0 6 have been commercialised for children Both formulations are considered to play an important role in the development of brain and ocular tissue in young children Ars Pharm 2006 47 2 137 171 152 de cido graso proteja a las personas acerca del riesgo para padecer enfermedades coronarias Particularmente se hace referencia a los cidos EPA y DHA el primero protege de la inflama ci n vascular capaz de inducir la formaci n de placas que finalmente provoca el estrechamiento de los vasos coronarios en el tejido car
20. to the specific requirements of concrete physiolo gical conditions while others are concerned with the prevention of diseases or the enhancement of a person s state of health Nowadays enriched functional and supplementary foodstuffs are of special relevance because the aim of providing potential preventative or health enhancing pro perties through regular consumption make such products an outstanding alternative on the food products market Table 2 amp 3 LA CIENCIA DE LOS ALIMENTOS SALUDABLES UNA PANOR MICA ACTUAL 141 THE SCIENCIE OF HEALTH PROMOTING FOOD PRODUCTS A CURRENT PANORAMIC VIEW TABLA 1 Principales categor as de alimentos saludables TABLE 1 Main categories of healthy foods 1 Productos alimenticios destinados a una alimentaci n especial Dise ados para satisfacer los requerimientos nutritivos particulares de grupos espec ficos de poblaci n 1 Food products designed for special diets Designed to satisfy the particular nutritional requirements of specific population groups 2 Alimentos Diet ticos para uso M dico Especial Destinados a la alimentaci n especial requerida por situaciones singulares de la fisiopatolog a de una persona y es obligado que siempre se aplique bajo la supervisi n m dica 2 Dietetic food products for specific medical use Special foods required to treat an individual s particular physiopathology to be consumed only under medical supervision 3 Alimentos Aligerados
21. 137 La ciencia de los alimentos saludables una panor mica actual The Science of Health Promoting Food Products A Current Panoramic View BELLO J Catedr tico de Nutrici n y Bromatolog a Profesor Em rito de la Universidad de Navarra RESUMEN En respuesta a una demanda surgida de la preocupaci n social por relacionar su estado de salud con los alimentos que consume la industria alimentaria comercializa unos productos alimenticios que califica de Saludables Los planteamientos implicados en la elaboraci n de tales categor as de alimentos han conducido al desarrollo de una nueva rama de la Bromatolog a denominada Ciencia de los Alimentos Saludables con unos objetivos esenciales que le proporcionan su naturaleza cient fica identificaci n de los compuestos alimenticios capaces de aportar beneficios saludables aclaraci n de los mecanismos implicados en dichos efectos puesta a punto de tecnolog as capaces de dar forma comercial a las nuevas formulaciones establecidas etc En los ltimos diez a os han abundado las publicaciones cient ficas en torno a las propiedades saludables de algu nos cidos grasos funcionales antioxidantes nutricionales lignanos estilbenos fitoesteroles estanoles beta glucanos celulosa en polvo ar ndanos y L carnitina En ellas se las relaciona con la posible prevenci n de enfermedades tales como cardiovasculares tumores malignos alteraciones del sistema nervioso obesidad disfunciones del sis
22. 2 neu erbB 2 expression and synergistically enhances the growth inhibitory effects of trastuzumab in breast cancer cells with Her 2 neu oncogene amplification Annals Oncology 16 359 371 Zhao G Etherton T D Martin K R Wets S G Gillies P J y Kris Etherton P M 2004 Dietary linolenic acid reduces inflammatory and lipid cardiovascular risk factors in hypercholesterolemic men and women J Nutr 134 2991 2997 Ip C Banni S Angioni E Carta G McGinley J Thompson H J Barbano D y Bauman D E 1999 2Conjugated linoleic acid enriched butter fat akters mammary gland morphogenesi and reduces cancer risk in rats J Nutr 129 2135 2142 Wu X Beecher G R Holden J M Haytowitz D B Gebhardt S E y Prior R L 2004 Lipophilic and hydrophilic antioxidant capacities of common foods in the united States J Agric Food Chem 52 4026 4037 Desideri G Croce G Marinucci M C Masci P G Stati M Valeri L Santucci A y Ferri C 2002 Prolonged low dose alpha tocopherol therapy counteracts intercelular cell adhesion molecule 1 activation Clin Chim Acta 320 5 9 Richer S Stiles W Stakute L Pulido J Frankowski J Rudy D Pei K Tsipursky M y Nyland J 2004 Do ubled masked placebo controled randomized trial of lutein and antioxidant supplementation in the intervention of atrophic age related macular degeneration The Veterans LAST study Lutein Antioxidant Supplementation Tria
23. 98 Functional Foods The consumer the products and the evidence Cambridge The Royal Society of Chemistry Buttriss J and Saltmarsh M eds 2000 Fundamental Foods II Claims and evidence Cambridge The Royal Society of Chemistry Ashwell M 2002 Concepts of Functional Foods Bruselas International Life Sciences Institute ILSI Europe Bello J 2005 Calidad de vida Alimentos y Salud humana Fundamentos cient ficos Madrid Editorial D az de Santos Bello J 2000 Ciencia Bromatol gica Principios generales de los alimentos Madrid Editorial D az de Santos Bello J 2003 La Ciencia de los Alimentos Saludables una rama actual de la Bromatolog a Alimentaria 348 11 15 29 Hoffman D R Birch E E Castaneda Y S Fawcett S L Weahton D H Birch D G y Uauy R 2003 Visual func tion in breast fed term infants weaned to formula with of without long chain polyunsatutates at 4 to 6 months A randomized clinial trial J Pedriatics 142 669 677 Lin G P Calon F Morihara T Yang F Teter B Ubeda O Salem N jr Frautschy S A y Cole G M 2005 A diet enriched with the omega 3 fatty acids docohexaenoic acid reduces amyloid burden in an aged Alzheimer mouse model J Neurosci 25 3032 3040 Menendez J A Vellon L Colomer R Y Lupu R 2005 Oleic acid the main monounsaturated fatty acid of olive oil suppresses Her
24. DE LOS ALIMENTOS SALUDABLES UNA NUEVA RAMA DE LA BROMATOLOG A No cabe duda que la aceptaci n de los nuevos criterios nutricionales ha implicado el desarrollo de recientes planteamientos con los que llevar a efecto una sistematizaci n de tales conocimientos Ars Pharm 2006 47 2 137 171 BELLO J 1 2 The Concept of Substances Possessing Nu traceutical Properties The research carried out during the second half of the XX century has revealed the healthy properties of a series of components encounte red in raw material foodstuffs of predominately vegetable origin and have been termed as nu traceutical substances Such substances can be defined as chemical structures that have the capacity to modulate different key physiological functions and play a very favourable role in all matters concerning health and well being It is important to point out that in many publications the terms Nutraceutical substances and functional foodstuffs are dealt with as if they were synon ymous concepts However the current tendency in Europe is to clearly distinguish between the two Nutraceutical substances are natural com pounds possessing health promoting properties while Functional foods are products containing the addition of such compounds in higher quan tities than those normally found in conventional products Within a European context compounds that have a beneficial effect on health have been termed nutraceutical substances
25. The daily recommended intake should have been previously established by experts Ars Pharm 2006 47 2 137 171 140 Debe dar lugar a una mejora de la sa lud Sus pretendidos beneficios saludables deben estar adecuadamente sostenidos por una s lida investigaci n cient fica La ingesta diaria recomendada debe haber sido establecida por los expertos Cuando su ingesti n supere los niveles recomendados no debe ocasionar ning n efecto nocivo Su modo de empleo en la dieta debe co rresponder a las formas convencionales de cualquier alimento tradicional Su procedencia debe corresponder con la consideraci n de producto natural Debe figurar de modo claro la presencia cualitativa y cuantitativa del ingrediente que aporta la caracterizaci n de saludable Debe quedar bien detallada la metodolo g a anal tica que ha de aplicarse para una valoraci n cualitativa y cuantitativa de las propiedades f sicas y qu micas del ingre diente con actividad saludable 1 1 Categor as de Alimentos Saludables comer cializadas Dentro de la variedad de alimentos calificados como saludables que oferta la industria alimen taria en la actualidad cabe establecer varias categor as cada una de ellas con sus caracte r sticas espec ficas Tabla 1 Unas veces tales productos responden a las exigencias nutritivas propias de ciertas patolog as o a los requisitos espec ficos de situaciones fisiol gicas
26. University of Georgia USA has led to a variety of modifications in peanut plants which are characterised by their high stilbe ne content otherwise known as resveratrol which has been found to be 12 3 times higher than that found in red wines 0 6 ug g The preventative activity of peanuts with a reservatrol content of 8 ug g plays a key role in the reduction in the risk of suffering from cancer or heart disease This is considered true to such an extent that in the year 2000 the US F amp DA authorised the labelling of products containing esters of phytoesterols and stanols as a health promoting foods due to their effective ness in the reduction of cardiovascular risk Such substances are found to be present in the chemical compositions of soya oil fruit vegetables nuts cereals etc and are believed to block the absorption of cholesterol in diet In order to achieve such an effect a daily intake of 1 3g of phytoesterol esters or 3 4g of stanol esters is considered as necessary in order to obtain a significant control of blood cholesterol levels 3 1 2 The prevention of obesity and alterations in the immune system Obesity is usually associated with numerous negative health conditions Cardiovascular disease some types of tumour diabetes and high blood pressure are considered to bear a direct relationship with the condition while arthritis immune dys function and joint pain are considered as indirect consequences T
27. a procesos carcinog nicos por incidir en la actividad de ciertas enzimas e inhibir la formaci n de nitrosaminas Contribute to resistance to carcinogenic processes by affecting the activity of certain enzymes and inhibiting the formation of nitrosamines Prevenci n enfermedades cardiovasculares For the prevention of cardiovascular disease Pueden reducir el riesgo frente a enfermedades cardiovasculares Can help to reduce the risk of cardiovascular diseases Regulaci n de la poblaci n microbiana intestinal Est mulo del sistema inmunol gico Regulate intestinal microbial population Stimulate the immune system Activa la circulaci n Activates blood circulation Posible ayuda al sistema inmune y reducci n del riesgo frente a c nceres intestinales A possible help to the immune system and reduces the risk of intestinal cancers Previenen la coagulaci n de la sangre Posible actividad anticarcinog nica Prevent blood coagulation Possible anticarcinogenic activity Rebaja el nivel de colesterol Previene los c nceres de colon y de pulm n Reduces cholesterol Prevents colon and lung cancer Bloquean la acci n de los estr genos en sus incidencias sobre el c ncer de mama Blocks oestrogen in its activity in breast cancer Bloqueo de los receptores de algunas de las hormonas involucradas en el desarrollo de c ncer Block the receptors of some hormones involved in the development of cancer Posible reducci n de los niv
28. a que desempe an un papel muy favorable en lo que ata e al estado de salud y de bienestar Es importante se alar c mo en muchas publicaciones se hace referencia a los t rminos de Sustancias Nutrac uticas y de Alimentos Funcionales como conceptos sin nimos Sin embargo la corriente europea m s en boga los distingue perfectamente como dos cosas totalmen te diferentes los Nutrac uticos son compuestos naturales con propiedades saludables mientras que los Funcionales son productos alimenticios que incorporan tales compuestos generalmente en cantidades superiores al contenido por los alimentos convencionales De aqu que dentro del mbito europeo se las conozca de manera definitiva con la denominaci n de Sustancias Nutrac uticas En la pr ctica suelen ser sustancias que han sido aisladas o purificadas a partir de una materia alimenticia y su caracter stica esencial radica en la propiedad vinculada a su estructura qu mica de proporcionar unos efectos saludables que han debido ser demostrados de manera cient fica La medicina nutricional suele emplearlas a dosis superiores a las que se encuentran en los alimen tos convencionales con la finalidad de conseguir mejores beneficios terap uticos que el obtenido mediante la alimentaci n habitual Tambi n la denominada medicina complementaria dentro de su terapia ortomolecular las aplica como suple mento nutricional bajo el nombre de sustancias nutric uticas 2 LA CIENCIA
29. alidad de su empleo y en consonancia con su papel en la alimentaci n los alimentos pueden mostrar dos tipos de pro piedades b sicas a nutricionales cuando hacen referencia a la capacidad de contribuir al aporte alimenticio en sustancias con actividad de nutrientes b funcionales cuando determinan el compor tamiento del alimento dentro de los sistemas integrado por diversas especies qu micas al margen de su valor nutritivo Dentro de su gran variedad este tipo de propiedad puede corresponder al enfoque de tres aspectos diferentes sensoriales tecnol gicos y salu dables Ars Pharm 2006 47 2 137 171 1 INTRODUCTION Given the acquired importance of diet and health in today s society human kind has become particularly aware of the possible relationship between health and diet The attention given to the subject by the scientific community during the last quarter of the XX century has brought about important changes which will influence substantially the production of foodstuffs in the XXI century This is an evolutionary process and old nutritional concepts with a recommended intake of particular food elements aimed at inhibiting the development of deficiency diseases have been substituted by other new dietary concepts which aim to provide optimal levels of macro and micronutrients as a means to preventing the development of chronic diseases Since 1994 there have been numerous publications that have dealt
30. alorie absorption Another important effect attributed to the betaglucans is the excretion of cholesterol molecules in faeces As widely recognised diet affects blood cholesterol levels both positively or negatively in accordance with the physiologically active substances contained in their composition Diets rich in soluble oats fibre accompanied by Soya protein and phytoesterols have been demons trated to be very effective in maintaining adequate levels of cholesterol in the human organism Consequently the food industry produces functional products containing these substances as a means to achieving that aim Ars Pharm 2006 47 2 137 171 160 los individuos sanos o de mantener las defensas inmunes a niveles normales en aquellos pacientes con inmunidad deprimida mediante las aplicacio nes de dietas espec ficas Beta glucanos Compuestos correspondientes al grupo de sus tancias integradas dentro del concepto de Fibra Diet tica toman parte de la composici n qu mica de la avena y han sido objeto en los ltimos a os de bastante atenci n e inter s por parte de los investigadores Como se sabe la fibra diet tica desempe a un papel importante en el proceso de mantenimiento del peso corporal como resultado de sus efectos sobre la saciedad En cuanto al papel desempe ado por la fibra soluble hay que se alar c mo la presencia de los betaglucanos de la avena incrementa la viscosidad del contenido estomacal con u
31. at can be specifically destined for determined population groups In the IFT Expert Panel Report 2005 three new disciplines for the identification of the biological basis through which food components can promote health and well being and aid the rapid development of health food products were identified Proteomics the study of protein encoders of genes In other words the systematic study of the complete complement of proteins proteome that may be expressed within an organism Metabolomics the study of biological systems that are capable of assessing the consequences of potential changes revealed by Genomics and Proteomics When com plex systems are being studied the subject 1s usually termed as Metabonomics Nutrigenomics 1s the study of interactions between dietary components and genes In recent years important revisions and articles on the development of this functional genetic speciality have been published 3 3 New perspectives in Nutrigenomics In accordance with the previously mentioned report it can be stated that within the sphere of modern genetics a new scientific discipline has appeared termed as Nutritional Genomics or Nutrigenomics The objective of this discipline is to study the possible existing interactions bet ween the intake of nutrients in diet on the one hand and the physiology and biochemistry of the consuming individual on the other That is to say the study of how natural chem
32. between the food consumed and a person s state of health This new scope for scientific research is orientated towards solving some of the pro blems associated with the observed alterations in several important areas of human physiology and biochemistry which have led to the development of chronic diseases 2 1 The foundations of its development The main factor that can be considered as the foundation for the development of this new science is the search for compounds whose in take in daily diet can been shown to provide a beneficial effect on health corroborated at least in animal experiments or in epidemiological studies The structures concerned are extremely variable and encompass diverse groups of chemicals Of course some food components attributed with a beneficial effect have already been used for hundreds of years in oriental medicine which discovered how to successfully exploit and apply Ars Pharm 2006 47 2 137 171 146 epidemiol gicos corresponden a estructuras muy variadas con los m s diversos grupos qu micos Desde luego algunos de los componentes alimenti cios a los que se les atribuye alg n efecto saludable ya hab an sido usados desde hace cientos de a os por la medicina oriental que en todo momento supo sacar provecho de sus funciones saludables y aplicarlas con eficacia Posiblemente esta realidad haya contribuido al inter s despertado en el mundo occidental por conocer con mayor profundidad e
33. biologically active substances whether or not these are nutrients in the significantly sufficient quantities to produce beneficial effects on a physiological function related to health 7 Complementos Alimenticios Todo producto aplicado con el fin de complementar el contenido de la dieta normal en sustancias capaces de proporcionar efectos beneficiosos para la salud 7 Dietary complements Products that are added to diet in order to complement normal diet with substances that can provide beneficial effects on health Ars Pharm 2006 47 2 137 171 142 BELLO J TABLA 2 Principales alimentos comercializados con propiedades preventivas protectoras o promotoras de la salud TABLE 2 The main types of commercial foods with preventative protective or enhancing properties on health Bebidas Drinks Bebidas revitalizantes con ginseng guaran cafe na etc Revitalizing drinks with ginseng guarana caffeine etc Bebidas blandas con malato citrato c lcico y polidextrosa Soft drinks with malate calcium citrate and polydextrose Zumos enriquecidos con vitaminas A y D calcio e hierro Fruit juices enriched with vitamins A amp D calcium and iron Derivados c rnicos Meat derivatives Embutidos crudos curados enriquecidos con B fidobacterium Crude cured cold meats enriched with B fidobacterium Embutidos crudos curados con dextrinas no digeribles Crude cured c
34. ble dietary fibres appearing in the composition of different foodstuffs in different chemical formations as monomers in tea as a mixture of monomers and oligomers in broccoli as oligomers in linseed seeds The enzymatic separation of hydroxyl and me thyl groups linked to the structures of vegetable lignans convert them into the simple diphenols enterolactone and enterodiol These diphenols are known as mammal lignans because they are only encountered in this species in the animal kingdom Data on the conversion process of lignans in vegetable foods and their subsequent transforma tion into mammal lignans in the intestine is still unclear but it is expected that further research will shed more light on the subject Mammalian lignans which are usually considered as one of the chemical varieties of phytoestrogens have been demonstrated to bring about a certain number of quite significant physiological effects a Enterolactone is known to be a moderate inhibitor of estrogen synthetase aromatase and therefore causes a reduction in estrogen levels However the inhibitory activity of enterodiol is weak Nevertheless both compounds bring about an increase in levels of globulin in blood which bonds with sexual hormones This is considered to be of importance as a means to controlling the availability of androgens and estrogens in the orga nism The consumption of high levels of lignans leads to high levels of enterolactone in blo
35. blemente a su favorable incidencia sobre la inflamaci n vascular y la disfunci n endotelial cido linoleico conjugado cido graso con 18 carbonos y dos doble enlaces conjugados que suele tomar parte de los l pidos contenidos en el aceite de girasol Los resultados de algunas investigaciones permiten relacionar su ingesti n con una beneficiosa actividad previsora del pro greso de tumores cancer genos particularmente cuando se trata de algunos de los dos is meros cis 9 trans 11 y trans 10 cis 12 Se suele adicionar a yogures zumos de frutas chocolates bebidas l cteas etc of the incidence of vascular inflammation and endothelial dysfunction Conjugated linoleic acid An 18 carbon fatty acid with and two conjugated double bonds found in lipids in sunflower oil The results of some research has associated the intake of this acid with a long term beneficial effect on the progress of cancerous tumours particularly in the cases of some of the two isomers of cis 9 trans 11 y trans 10 cis 12 These are often added as supplements in yoghurts fruit juices chocolates milk drinks etc Nutritional antioxidants In recent years antioxidant substances pre senting different chemical species and making up the composition of many foods have been the object of numerous important debates Table 5 In some in vitro experiments many of these substances have been demonstrated to possess a very high ant
36. cada individuo In cluso al disponer de una metodolog a espec fica mediante empleo de herramientas moleculares permite examinar c mo los organismos utilizan sus genomas al expresar genes concretos bajo diversas situaciones o ambientes Por tanto sus resultados tendr n implicaciones en el mbito de la industria alimentaria en cuanto puede facilitar el dise o de productos alimenticios especialmente orientados para cubrir unas necesidades nutritivas individuales espec ficas y concretas Tambi n se piensa que el conocimiento de la secuencia gen mica de una persona podr a ser considerado como el inicio de una nueva v a de investigaci n en los mbitos de la elaboraci n de alimentos y de manera particular en su orientaci n hacia unos efectos preventivos y promotores de Ars Pharm 2006 47 2 137 171 BELLO J un estado saludable en la poblaci n En conse cuencia cabe esperar que una investigaci n m s profunda en torno al funcionamiento de los genes humanos podr a permitir dise ar unos productos alimenticios que incorporando ingredientes fun cionales espec ficos ser an v lidos para dietas individualizadas De este modo no solo dichos alimentos pueden satisfacer las necesidades nutri cionales de una persona sino tambi n incidir de modo positivo sobre su salud en cuanto resultado de los efectos beneficiosos de sus ingredientes biol gicamente activos reduciendo as el riesgo de padecer una enfermedad determi
37. concretas mientras que otras se sit an en el mbito de la prevenci n o promoci n del estado saludable de las personas Hoy d a presentan especial re levancia los Enriquecidos los Funcionales y los Complementos alimenticios porque la pretensi n de proporcionar mediante un consumo habitual unos potenciales efectos preventivos protectores o promotores de la salud les hace descollar en el mercado alimentario Tabla 2 y Tabla 3 Ars Pharm 2006 47 2 137 171 BELLO J When intake exceeds recommended levels no harmful effects should occur Its consumption in diet should not be different to that of conventional intake of traditional food products Its origin should correspond to that of a natural product The quantitative and qualitative presence of the ingredient that has been characterised as beneficial to health should be clearly stated The analytical methodology that should be applied in the quantitative and qualitative evaluation of the physical and chemical properties of the ingredient possessing be neficial effects on health should be clearly detailed 1 1 Categories of Health promoting food pro ducts The range of food products that are currently produced by the industry which can be described as healthy can be grouped into various categories with specific characteristics Table 1 On occa sions these products provide a response to the nutritional demands from certain pathologies or
38. ctividades entre s Seg n se ha podido saber las interacciones entre los factores gen ticos y los ambientales son una de las principales incidencias determinantes de los estados saludables o patol gicos de las personas En principio los factores gen ticos son determinantes de la susceptibilidad para padecer una enfermedad determinada mientras que los factores ambientales entre los que destacan las dietas por tener cierta relevancia para la salud y el bienestar de las personas precisan el modo c mo se ven afectadas las personas gen ticamente susceptibles Es el caso de algunos individuos gen ticamente predispuestos para padecer ciertas patolog as vinculadas con la alimentaci n como son los casos de la enfermedad cel aca la obe sidad las alergias alimenticias etc No obstante todav a resulta bastante dif cil y posiblemente problem tico efectuar predicciones dentro de este mbito mediante el simple cono Ars Pharm 2006 47 2 137 171 BELLO J Among other aspects new genetic techniques have revolutionised the process of localisation and identification of the genes that are involved in certain chronic diseases Currently thousands of genes related to human diseases have been identified and partially characterised 97 of these seem to cause monogenic diseases as is the case of phenylcetonuria which is caused by a mutation of the phenylalanin hydrolase enzyme leading to toxic levels of the phenylalanin a
39. d aco el segundo es considerado importante para que en el coraz n se lleve a cabo de manera correcta la conducci n el ctrica y su ingesti n se asocia con la reducci n de las arritmias ventriculares En la actualidad se dispone de una positiva informaci n acerca de los beneficios saludables en torno a la prevenci n de enfermedades car d acas vinculados al consumo de suplementos de EPA DHA lo que ha conducido a la formulaci n de numerosos alimentos comercializados bajo el calificativo de alimentos funcionales b Nutrici n infantil Hoy d a se comerciali zan diversos alimentos destinados a la nutrici n infantil en cuyas formulaciones se incluyen AGPI 0 3 y algunos de ello ofrecen incluso mezclas de DHA con cido araquid nico w 6 conside rados ambos importantes para el desarrollo del tejido cerebral y ocular de los ni os durante su primera edad c Enfermedades del sistema nervioso No solamente los ni os se benefician del aporte diet tico de los AGPI 0 3 sino tambi n re sultan son esenciales para el desarrollo y buen funcionamiento del tejido nervioso y del sistema ocular en las personas adultas Las estructuras de los cidos EPA y DHA son esenciales para el desarrollo y crecimiento del sistema nervioso y del cerebro de aqu que un d ficit en el aporte de tales AGPI 0 3 suela correlacionarse con problemas de falta de atenci n hiperactividad dislexia agresividad depresi n y Alzheimer En este s
40. d with omega 3 polyunsaturated fatty acids may improve a child s capacity to concentrate and learn d The prevention and treatment of malignant tumours In 2004 the American Institute for Cancer Research published a study on diet in the USA in which the activity of PUFA w 3 was believed to decrease the risk of developing cancerous tumours Oleic acid Some breast cancer experiments have found that this acid found in olive oil plays an inhibitory role in the appearance of the oncogenes Her 2 neu and erB 2 It is known that one fifth of breast cancer patients present high levels of this oncogene which is associa ted with the development of highly aggressive tumours of poor prognosis Furthermore Oleic acid has been found to improve the efficiency of monoclonal antibody used to combat Her 2 neu therefore helping to prolong the life of many breast cancer patients Alfa linolenic acid This omega 3 fatty acid forms part of the lipids that are found in green leaf vegetables nuts and certain vegetable oils The human organism usually uses the structure of this acid to synthesize other superior acids from the omega 3 series Some researchers claim that this acid has beneficial effects in the treatment of cardiovascular diseases through the reduction LA CIENCIA DE LOS ALIMENTOS SALUDABLES UNA PANOR MICA ACTUAL 153 THE SCIENCIE OF HEALTH PROMOTING FOOD PRODUCTS A CURRENT PANORAMIC VIEW d Prevenci n y tratamiento
41. de tumores ma lignos En el afio 2004 public la American Institute for Cancer Research un estudio acerca de la dieta alimenticia en USA en el que se resalta la actividad de los AGPI 0 3 como agen tes atenuantes del riesgo frente al desarrollo de tumores cancer genos cido oleico Asociado com nmente con el aceite de oliva algunas experiencias llevadas a cabo sobre l neas celulares de c ncer de mama han puesto de manifiesto su papel reductor sobre los niveles del oncogene denominado Her 2 neu o tambi n erB 2 Se sabe que m s de un quinto de las pacientes con c ncer de mama presenta niveles elevados de este oncogene por lo que se le asocia con el desarrollo de tumores altamente agresivos que deparan un mal pron stico Por otra parte tambi n se ha observado que el cido oleico mejora la eficacia de un anticuerpo mono clonal cuyo objetivo diana es el gen Her 2 neu por lo que ayuda a prolongar la vida de muchas pacientes con c ncer de mama cido alfa linol nico Este cido graso omega 3 se encuentra formando parte de los l pidos integrantes de la composici n de verduras de hoja verde de algunas semillas tipo nueces y de ciertos aceites vegetales El organismo humano suele utilizar su estructura para sintetizar otros cidos superiores de la misma serie omega 3 Sus beneficios dentro del mbito de las enfermedades cardiovasculares han sido puestos de relieve por algunas investigaciones debidos posi
42. dients can also be achieved It will therefore be possible to reduce the risk of suffering from a determined disease or to treat certain chronic pathological problems In summary it can be stated that the results achieved in genetic anthropological and nutri tional studies have revealed the sudden change that different types of diet have undergone over the last 150 years in comparison with the foods that have characterised human diet for thousands of years Nowadays the science of healthy foods presents a certain tendency towards the acquirement of knowledge so as to be able to produce foods that can form part of diets that are perfectly suitable for the personal requirements of individuals based on their individual genetic make up Ars Pharm 2006 47 2 137 171 168 parte y la fisiolog a y bioqu mica del individuo consumidor por otra Es decir estudia c mo las sustancias qu micas naturales presentes en algunos alimentos pueden alterar la expresi n molecular de la informaci n gen tica en cada individuo Sus indagaciones se encuentran sustentadas por los procedimientos propios de tres metodolog as cient ficas la alimentaci n la biolog a molecular y la gen mica La integraci n de dichas disci plinas permitir identificar y comprender las diferencias o las disimilitudes en la expresi n de genes como respuesta a la dieta que puede conducir a la oferta de alimentos ajustados a las necesidades nutricionales de
43. diovasculares Hace tiempo que se relacionaba la incidencia de enfermedades cardiovasculares con los bajos niveles plasm ticos de vitamina E un hecho que parece haber sido puesto en evidencia recientemente en un estudio Ars Pharm 2006 47 2 137 171 Some research work has highlighted the im portant role carried out by certain vitamins and some mineral elements in the prevention of certain chronic diseases in accordance with their antioxi dant properties cardiovascular diseases immune system deficiency nervous system alterations or senile disorders associated with ageing Among the recent studies carried out the role of vitamins E amp C are of special interest a Cardiovascular diseases For quite some time the incidence of cardiovascular diseases has been associated with low plasmatic levels of vitamin E This hypothesis seems to have been corroborated recently by a study on the role of vitamin E in heart diseaseP Ostensibly its role is associated with the adhesion of the ICMA 1 LA CIENCIA DE LOS ALIMENTOS SALUDABLES UNA PANOR MICA ACTUAL 155 THE SCIENCIE OF HEALTH PROMOTING FOOD PRODUCTS A CURRENT PANORAMIC VIEW acerca del papel de la vitamina E en las enfer medades card acas Al parecer su papel est relacionado con la adhesi n al endotelio vascular de la mol cula ICMA 1 que se considera ser uno de los promotores m s importantes en la evolu ci n de los vasos sangu neos hacia situaciones ateroescler
44. dos a unos grupos de poblaci n determinados En el informe del IFT Expert Panel Report del a o 2005 se describen tres nuevas discipli nas que pueden contribuir al r pido desarrollo de alimentos saludables al identificar las bases biol gicas por las que los componentes de los alimentos promueven la salud y el bienestar La Prote mica que trata del estudio de las prote nas codificadoras de los genes Es decir se ocupa del complemento completo proteoma de prote nas que pueden ser expresadas dentro de un organismo La Metabol mica que se refiere al enfo que de los sistemas biol gicos capaces de evaluar las consecuencias de los cambios potenciales puestos de manifiesto por la Gen mica y la Prote mica Cuando se trabaja con sistemas complejos se suele denominar Metabon mica La Nutrigen mica que se ocupa de las interacciones entre los componentes de la dieta y los genes En los ltimos a os han sido publicados importantes revisiones y art culos sobre el desarrollo de esta espe cialidad de la Gen tica funcional 3 3 Las perspectivas abiertas por la Nutrige n mica De acuerdo con el anterior informe se puede afirmar que dentro del mbito de la Gen tica moderna ha aparecido una disciplina cient fica nueva bajo el nombre de Gen mica nutricio nal o Nutrigen mica que tiene como objeto el estudio de las posibles interacciones existentes entre los nutrientes ingeridos con la dieta de una ingre
45. eles elevados de colesterol Possibly reduce high levels of cholesterol Prevenci n de osteoporosis Osteoporosis prevention Protegen la actividad de ciertas enzimas Inhiben la producci n de colesterol Tienen actividad antioxidante protectora frente al c ncer Protect the activity of certain enzymes Inhibit the production of cholesterol Have protective antioxidant activity against cancer Reducen el nivel sangu neo de colesterol Podr an reducir el riesgo frente a enfermedades cardiovasculares Reduce blood cholesterol May reduce cardiovascular disease risk Recuperaci n de energ a Aids the recovery of energy Previenen el riesgo de tumores Modulan el envejecimiento Reduce the risk of tumours Modulate the ageing process Ars Pharm 2006 47 2 137 171 LA CIENCIA DE LOS ALIMENTOS SALUDABLES UNA PANOR MICA ACTUAL 149 THE SCIENCIE OF HEALTH PROMOTING FOOD PRODUCTS A CURRENT PANORAMIC VIEW a mejorar los actuales conocimientos acerca de los mecanismos a trav s de los cuales se ven afectadas por los componentes de los alimentos algunas funciones de los or ganismos humanos en el mbito fisiol gico y bioqu mico b aclarar cu les son las estructuras qu micas responsables de efectos saludables presentes en las fuentes alimenticias formadas por verduras y frutas una importante labor que corresponde a la Biolog a molecular c conocer la manera por la que el conjunto gen tico individual afecta a la res
46. entido ha sido observado c mo ratones alimentados con dietas ricas en DHA presentan cantidades inferiores de beta amiloide una prote na que origina placas en el cerebro de pacientes con Alzheimer reduci ndolas desde un 70 hasta un 40 3 De acuerdo con los conocimientos que se disponen a este respecto se supone que una alimentaci n enriquecida en cidos grasos poliinsaturados omega 3 puede enaltecer en los ni os la concentraci n en el estudio y la capa cidad de aprendizaje Ars Pharm 2006 47 2 137 171 BELLO J c Nervous system diseases The dietary intake of PUFA o 3 is not only considered as beneficial for children but is also considered as essential for the development and good func tioning of nervous system and ocular tissue in adults as well The chemical structures of EPA amp DHA acids are essential for the development and growth of the nervous system and brain A deficiency in PUFA 3 acids is associated with a lack of concentration hyperactivity dyslexia aggressiveness depression and Alzheimer disease In animal experiments mice fed with diets rich in DHA have been observed to present lower quantities of beta amyloids proteins which cause the formation of plaques in the brain which may be responsible for the appearance of Alzheimer disease Reductions in the formation of these proteins from 70 to 40 3 were observed under these experimental conditions It is believed that a diet enriche
47. entre la ingesta de lignano y el riesgo de padecer enfermedades cardiovasculares as como ciertos tipos de tu mores cancer genos Estilbenos fitoesteroles estanoles Investigaciones llevadas a cabo en la Uni versidad de Georgia USA han conducido a variedades modificadas de plantas de cacahuete caracterizados por su elevado contenido en el estilbeno denominado resveratrol que resulta ser unas 12 3 veces superior al ofrecido por los vinos tintos 0 6 ug g Tales cacahue tes con un contenido aproximado de 8 ug g de resveratrol representan un excelente factor clave para garantizar uno efectos preventivos frente a los riesgos de padecer c ncer o enfer medades card acas As mismo en el a o 2000 la F DA de USA autoriz la indicaci n como reclamo de producto saludable en el etiquetado de aquellos alimentos que incorporan steres de fitoesteroles y de estanoles por sus efectos reductores del riesgo de padecer enfermedades cardiovasculares Tales sustancias se encuentran integrando la composici n qu mica de aceite de soja frutas verduras frutos secos cereales etc y se piensa que act an bloqueando la absorci n Ars Pharm 2006 47 2 137 171 BELLO J c Epidemiological studies have revealed the inverse relationship between lignan intake and the risk of suffering from cardiovascular diseases and certain types of cancerous tumours Stilbenes Phytoesterols stanols Research carried out by the
48. es En este sentido adquiere un gran inter s subrayar el conocimiento de ciertos pormenores a la identificaci n de interacciones beneficiosas entre una determinada estructura qu mica aportada por los alimentos y una funci n corporal determinada Ars Pharm 2006 47 2 137 171 BELLO J their health giving functions This knowledge has possibly contributed to the interest shown by the western world in understanding in greater depth the role that foods attributed with concrete healthy effects have on health In the opinion of many experts numerous chronic diseases that seriously affect western society are very closely related to diet anaemia abnormali ties of colon function arthritis arteriosclerosis cancer neural tube defects diabetes high blood pressure obesity osteoporosis immune system dysfunction ageing human conduct etc Perhaps it is because of this that there is now a great deal interest in research into the biological activity of numerous food components possessing possible beneficial effects 2 2 Key factors that have allowed development to take place The successive contributions from this new science have provided the foodstuffs industry with appropriate and opportune criteria with which to be able to design and manufacture new food products whose consumption leads to the protec tion of health and well being of the population Data from several epidemiological studies have provided a firm basis
49. esgo frente a padecer infecciones en el tracto respiratorio superior en su mayor a relacionados con una limitaci n de la incidencia del resfriado com n En esta l nea se piensa que los bajos niveles corporales en selenio desequilibran el estado inmunol gico de las personas que encuentran mayor dificultades para combatir las actividades nocivas de los virus Incluso se ha sugerido que los efectos beneficiosos derivados de la ingesta de suplementos de selenio podr an explicarse como una potenciaci n del sistema inmune en cuanto respuesta a un incremento en la producci n del gamma interfer n y otras citoquinas En la ac tualidad se comercializan productos alimenticios Ars Pharm 2006 47 2 137 171 BELLO J damage to nerve cells A diet rich in fruit and vegetables providing abundant quantities of the se vitamins can prevent such damage A recent study suggests that foods rich in vitamin E may be effective in the prevention of the nervous sys tem related Parkinson s disease The intake of vitamin C also seems to help reduce the risk of age related mental degenerative diseases In the opinion of the authors of this paper inflammatory processes and vascular dysfunctions seem to play an important role in the pathogenesis of associa ted ageing pathologies such as Parkinson s and Alzheimer disease c Immune system dysfunctions Vitamins C amp E and the mineral elements Se amp Zn are also widely employed nut
50. fatiga menta 3 2 Papel emergente de la Gen mica En este sentido merece todo nuestro inter s que hagamos una visi n panor mica de la contribuci n que la Gen tica puede tener en el desarrollo de la Ciencia de los Alimentos Saludables al aportar nuevos puntos de vista al papel de los alimentos en la fisiolog a y bioqu mica humanas As por ejemplo aunque todos los seres humanos tienen que atender id nticas necesidades fisiol gicas y bioqu micas sin embargo no todas las personas necesitan las mismas cantidades de nutrientes e incluso las reacciones ante un tipo determinado de producto alimenticio pueden ser diferentes Desde luego en este comportamiento inciden dos factores que sin duda tienen su reflejo sobre la salud a el genotipo o funcionamiento de the order configured by the pairs of nu cleotides that they constitute the differentiation of the representative segments of functional genes from those that are not the clarification of the functions of identi fied genes through the comparison of their sequences with those stored in genome data bases In practice the biological complexity of a person does not depend on the number of genes in his genome but rather on how these genes interact and regulate their activities among the mselves According to present knowledge the interactions between genetic and environmental factors represent one of the main determining factors concerning healthy o
51. fe Sciences Institute ILSI Europe German J B 2005 Genetic dietectics Nutrigenomics and the future of dietectics practice J Am Dietet Assn 105 530 531 Ars Pharm 2006 47 2 137 171
52. for its development which have demonstrated statistical validity in terms of a significant correlation between the intake of specific food products and the achievement of determined health benefits It is therefore of great interest to consider certain aspects of the subject in more detail a the identification of beneficial interactions between a determined chemical structure provided by the food substance in question and a determined bodily function b a safety assessment of the appropriate intake of a food product so that it provides the required ideal quantity of health compound to carry out its function in an efficient way c the determination of markers that may be relevant in the assessment of bodily functions and the detection of alterations produced by the food components LA CIENCIA DE LOS ALIMENTOS SALUDABLES UNA PANOR MICA ACTUAL 147 THE SCIENCIE OF HEALTH PROMOTING FOOD PRODUCTS A CURRENT PANORAMIC VIEW b la valoraci n de la seguridad vinculada al nivel apropiado de ingesti n de un alimento para que aporte la cantidad de compuesto saludable requerida para el id neo desem pe o de su funcionalidad c la especificaci n de marcadores que resul tan relevantes para juzgar del desarrollo de esas funciones corporales y detectar modi ficaciones producidas por los componentes alimenticios 2 3 Retos de la nueva Ciencia Puede afirmarse que la nueva Ciencia de los Alimentos Saludables tiene planteado en los
53. he explanation for this relations hip is related to the effect of obesity on chronic inflammation processes which can be described as occurring in three different ways the formation of free radicals brought about by an excess of blood glucose the oxidation of an excess of seric lipids which produce free radicals taking into account that more free radicals are formed from saturated and unsaturated fatty acids with a trans structure than from the cis unsaturated types LA CIENCIA DE LOS ALIMENTOS SALUDABLES UNA PANOR MICA ACTUAL 159 THE SCIENCIE OF HEALTH PROMOTING FOOD PRODUCTS A CURRENT PANORAMIC VIEW del colesterol aportado por la dieta alimenticia En este sentido se ha sugerido una ingesta diaria de 1 3 g de steres de fitoesteroles o de 3 4 g de steres de estanoles como la necesaria para conseguir efectos significativos en el control de los niveles del colesterol sangu neo 3 1 2 mbito de la prevenci n de la obesidad y las alteraciones del sistema inmune La obesidad suele estar asociadas con diver sas consecuencias negativas para la salud unas directamente como las enfermedades cardiovas culares algunos tipos de tumores la diabetes y la hipertensi n mientras que otras solamente de manera indirecta como la artritis la disfunci n inmune y el dolor de las articulaciones La ex plicaci n de ello hay que buscarla en el hecho de la incidencia de la obesidad sobre los procesos de inflamaci n
54. hese cytokines is associated with higher levels of NF kB which results in a certain resistance to insulin activity Circulatory levels of C reactive protein are usually considered as a reliable marker of such changes and in particular permit the prognoses of metabolic syndrome and disabetes Overweight and obesity usually lead to pa thologies associated with chronic inflammation affecting the correct functioning of the immune system However such problems can be remedied through adequate dietary measures In recent years the possibility of using specific diets to achieve optimal immune function in healthy subjects and normal immune defence in depressed immune function patients has been considered Beta glucans In recent years a great deal of attention and interest from researchers has been shown in the chemical composition of oats as a dietary fibre substance As is already known dietary fibre plays an important role in weight control be cause it carries out the function of satisfying a person s appetite The presence of betaglucans in oats compounds increases the viscosity of liquids in the stomach with continuing effect while the substance passes through the small intestine This contributes significantly to satisfying appetite and represents a very important factor in weight control The capacity to bind water molecules and develop an intense viscosity in the digestive tract is usually associated with a reduction in c
55. ho en los requerimientos nutritivos Ars Pharm 2006 47 2 137 171 It is also believed that knowledge of a person s genomic sequence may be considered as the start of a new area of research within the sphere of food production particularly in the area of di sease prevention and the enhancement of health in the general population Consequently more in depth research on the functioning of human genes is expected to allow the design of food products By incorporating specific functional ingredients customised diets could be created for specific individuals In this way not only will foods have the capacity to satisfy a person s nutritional requirements but beneficial effects on health derived from added biologically active LA CIENCIA DE LOS ALIMENTOS SALUDABLES UNA PANOR MICA ACTUAL 167 THE SCIENCIE OF HEALTH PROMOTING FOOD PRODUCTS A CURRENT PANORAMIC VIEW 3 conocer cu les ser an las consecuencias metab licas de un estado nutricional in adecuado afectado por la gen tica y c mo repercutir a en el estado de salud De este modo se subraya la importancia de una posible elecci n personalizada de los ali mentos de acuerdo con unas recomendaciones diet ticas personales establecidas porque de esta manera cada persona podr a estar al corriente de los alimentos que debe elegir As mismo se podr a orientar a la industria alimentaria de una manera m s precisa sobre los dise os de alimen tos espec ficamente dirigi
56. i n poner a punto tecnolog as que permitan dar una forma comercial a las nuevas formulaciones establecidas Apoyada en el considerable progreso experi mentado en la actualidad por los conocimientos cient ficos que ha conducido a la identificaci n y caracterizaci n de las propiedades saludables de algunos componentes qu micos contenidos en muchos alimentos la industria alimentaria produ ce alimentos capaces de optimizar las funciones corporales y de alcanzar niveles aceptables de bienestar y de buena salud Aparece as el gru po de alimentos que se conoce con el nombre de Alimentos Saludables aunque para que un producto alimenticio sea definido como tal debe cumplir una serie de caracter sticas and disorders that are generally inherent to the dynamics of a persons life In such a way a food product to be considered as healthy is one whose intake leads to a specific positive effect on health in addition to its nutritional value However undoubtedly such a definition could be attributed to any foodstuff whose consumption does not involve the risk of causing some kind of pathology However this description has been attributed for quite a long time to products whose chemical composition consists of substances that are capable of providing the human organism with a beneficial effect in terms of well being and health Since the latter part of the XX century the foodstuffs industry in response to the demand for Healthy fo
57. ianas frente al desarrollo de la enfermedad de Alzheimer Dentro de esta l nea se pueden citar los resultados de algunas investigaciones muy recientes Ar ndanos Los ar ndanos contienen sustancias antioxidan tes particularmente antocianinas a las que se le atribuyen el reporte de beneficios saludables en el mbito de la memoria y de la enfermedad de Alzheimer En experiencias llevadas a cabo con ratas se ha comprobado c mo la prote nas NF B un factor transcriptor proteico se incrementa con el envejecimiento y el estr s oxidativo La alimentaci n de las ratas con dietas que contienen Ars Pharm 2006 47 2 137 171 BELLO J L carnitin L caritin is a biological compound that is synthesised by the human organism Its main function is to transfer short chain fatty acids for metabolisation inside cells in the mytochondria in order to produce energy Some research work has revealed that both L carnitin and its acetyl ester may have a role to play in the maintenance of cognitive function This role is associated with the supply of acetyl groups to nervous system cells for the synthesis of acetylcholine which is presumed to play an important role in the maintenance of brain health in persons that have reached a certain age The neuroprotective effect of L carnitin has been demonstrated in mature rat experiments and its supply in the diet of old people has been observed to significantly reduce mental fatique
58. icaci n se ala c mo la ingesta diaria de 10 gramos de fibra procedentes de frutas y Ars Pharm 2006 47 2 137 171 BELLO J An interest has also been shown in the signifi cant inverse correlation between dietary fibre and levels of C reactive protein in blood considered as a biomarker for the existence of inflammation and a possible signal for the future development of heart disease A recent publication suggested that the daily intake of 10g of fibre from fruit and cereals reduces the risk of cardiovascular disease However the authors could not claim the same benefit in the case of fibres from vegetables Additionally some published studies claim that betaglucans from oats aid the capacity of certain human immune system cells to move to areas of the organism affected by bacterial infections The authors of this work believe that betaglucans bind with the CR3 receptors located on the surface of the neutrophils and possibly aid the defence of the organism in two ways Firstly by increasing the lethal capacity of these cells and secondly by fostering the formation of chemical agents taken from the blood stream which facilitate the emigra tion of such cells towards the area of infection Powdered cellulose Cellulose in powdered form may help combat obesity by reducing the energy content of pro ducts made with flour reducing the percentage of assimilable carbohydrate and increasing dieta ry fibre It is importa
59. ical substan ces in foods can alter the molecular expression of genetic information in each individual The research carried out in this discipline is suppor ted by procedures involved in three scientific methodologies nutrition molecular biology and genomics The involvement of these disciplines will allow differences or unsimilarities in gene Ars Pharm 2006 47 2 137 171 166 res siguientes nutriente gen y enfermedad para varias de las sustancias de frecuente presencia en los alimentos consumidos como se indica en la Tabla 6 Un mecanismo clave de acci n implicado en la interacci n nutriente gen radica en la capacidad que tienen algunos nutrientes para actuar como ligaz n con factores de trans cripci n que enlazan a secuencias espec ficas del ADN suscitando que se reprima o se enaltezca la expresi n de genes como parece que ocurre con los retinoides de la zanahoria o los cidos grasos poliinsaturados del salm n Se sabe que la relaci n de genes regulados por cidos grasos es bastante amplia BELLO J expression response to diet to be identified and understood leading to the production of foods that cater to the nutritional requirements of each individuaP By having a specific methodology involving the use of molecular tools the way in which organisms use their genomes in the expression of specific genes in a variety of si tuations or environments can even be examined Therefore the
60. ici n de diversos alimentos como mon meros en el t como una mezcla de mon meros y olig meros en los br coles como olig meros en las semillas de lino La separaci n enzim tica de los grupos hi droxilos y metilos enlazados en las estructuras de los lignanos vegetales les convierte en dos difenoles simples la enterolactona y el entero diol conocidos como lignanos de los mam feros porque solamente se encuentran en estas especies del reino animal Todav a resulta algo confuso los datos referentes a la presencia de lignanos en los alimentos vegetales y su transformaci n en lignanos de mam feros en el intestino despu s de su consumo y por tanto se espera alcanzar una adecuada aclaraci n con investigaciones futuras Los lignanos de mam feros que suelen ser considerados como una de las clases qu mi cas de fitoestr genos han demostrado ejercer un cierto n mero de efectos fisiol gicos bastante significativos most external layers Among such compounds the lignans are found which when consumed as part of a food product undergo a transformation caused by the microbiotic activity of the large intestine This process involves a relatively simple group of diphenols derived from 2 3 dibenzylbu tane as common molecular skeleton and usually possesses the same molecular origin as the more complex polymeric lignin molecules even though the biosynthetic pathways differ These substances form part of the so called solu
61. ietas alimenticias un porcentaje mayor de fibra diet tica Desde este punto de vista ya se hab a estudiado el papel desempe ado por la fibra diet tica en la regulaci n del peso corpo ral analizando sus efectos sobre la percepci n de hambre la saciedad la ingesta cal rica y la composici n corporal de las personas Se pudo observar que el incremento de ingesta por parte de la fibra diet tica implica un aumento de la sensaci n de saciedad despu s de cada comida y una disminuci n de la subsiguiente sensaci n de hambre calorie intake and body weight particularly over a reasonable period of time even though such an intake occurs in the form of a dietary supple ment There is no doubt that an increase in fruit and vegetable consumption rich in aqueous and fibrous content is an effective way of controlling weight However it has also been associated with a reduction in the risk of developing certain types of cancer including cancer of the colon This pre ventative effect has been observed in experiments with rats that were given supplements of powdered cellulose Presumably this effect is attributable to the formation of short chain fatty acids that are produced as a result of the beneficial activity of some bacteria located in the large intestine Such acids are already known particularly in the case of butyric acid to provide the primary energy source for colon cells favouring cellular growth and differentiati
62. in cause of mortality among the population in the western world At first the agents responsible or at least indicators of risk were high concentrations of blood cholesterol lipid hypothesis and subsequently cholesterol oxidation by free radicals oxidative hypothesis On the other hand fundamentally from the results obtained from various epidemiological studies it is thought that certain specific food components can modify the process of development of cancerous tumours sometimes because they alter the formation of carcinogens and at others because they modify their metabolic activation In short some specific components from food are recognised as being capable of modifying the process of cancerous tumour development on some occasions because they alter the formation of carcinogens and on others because they modify metabolic activation The most recent studies have been concerned with the following LA CIENCIA DE LOS ALIMENTOS SALUDABLES UNA PANOR MICA ACTUAL 151 THE SCIENCIE OF HEALTH PROMOTING FOOD PRODUCTS A CURRENT PANORAMIC VIEW de riesgo fueron en principio sugeridas las ele vadas concentraciones de colesterol en sangre hip tesis lip dica y posteriormente la oxidaci n del colesterol por la acci n de radicales libres hip tesis oxidante De otra parte fundamentalmente en los resulta dos obtenidos en diversos estudios epidemiol gicos se piensa que ciertos componentes espec ficos de los alimentos puede
63. io namiento correcto del sistema nervioso central hasta el punto que sus carencias tienen como consecuencia da os funcionales y estructurales en las c lulas nerviosas que se evitan con una alimentaci n rica en frutas y verduras que aportan cantidades abundantes de estas vitaminas Un estudio reciente sugiere que los alimentos ricos en vitamina E pueden ser eficaces para la preven ci n de la enfermedad de Parkinson enfermedad relacionada con el sistema nervioso Tambi n la ingesti n de vitamina C parece que ayuda a reducir los riesgos de padecer desequilibrios mentales vinculados con la edad En opini n de estos autores los procesos inflamatorios y las disfunciones vasculares parecen desempe ar un papel importante en la patog nesis de las patolo g as asociadas con el envejecimiento como son las enfermedades de Parkison y Alzheimer c Disfunciones del sistema inmune Por otra parte las vitaminas C y E as como los elementos minerales Se y Zn son sustan cias nutrac uticas empleadas ampliamente en la elaboraci n de productos destinados a enaltecer el sistema inmune porque sus propiedades an tioxidantes permiten el secuestro de radicales libres y mejoran los aspectos inflamatorios que afecta a las c lulas As por ejemplo han sido demostrado los efectos beneficiosos de suple mentos diet ticos con vitamina E y Se cuando se aplican a personas ancianas al haberse puesto de manifiesto una reducci n del ri
64. ions will make reliable data available with regard to the following Ars Pharm 2006 47 2 137 171 148 BELLO J para que la industria alimentaria pueda trabajar en este mbito de productos con propiedades saludables sobre unas bases bien seguras todav a quedan numerosos problemas por resolver No cabe duda que resulta bien patente la necesidad de mejorar los conocimientos disponibles acerca de las relaciones entre la alimentaci n recibida y el estado saludable que se disfruta Y para ello se hace imprescindible acudir a la ayuda de otras Ciencias biol gicas cuyas contribuciones permitan disponer de datos fiables con los que proceder en consecuencia TABLA 4 Principales compuestos qu micos a los que se les atribuyen efectos saludables potenciales TABLE 4 Main chemical compounds to which potential health benefits are attributed cidos fen licos Phenolic acids cidos grasos 0 3 0 3 fatty acids B glucanos B glucans Bacterias acidol cticas y B fidobacterias Acidolactic bacteria and Bifidobacteria Cafe na Caffeine Catequinas Catechins Cumarinas Coumarins Fibra diet tica Dietetic fibre Fitoesteroles Phytoesterols Flavonoides Flavonoids Isoflavonas Isoflavones Minerales Ca Mg Minerals Ca Mg Monoterpenos Monoterpenes Oligosac ridos Oligosaccharides Taurina Taurine Vitaminas antioxidantes Antioxidant vitamins Contribuci n a la resistencia frente
65. ioxidant capacity the magnitude of which is usually associated with the capacity to neutralise free radicals Ars Pharm 2006 47 2 137 171 154 Antioxidantes nutricionales En los ltimos a os ha sido objeto de al gunos debates importantes diversas sustancias antioxidantes que integran la composici n de muchos alimentos y corresponden a diferentes especies qu micas Tabla 5 Muchas de estas sustancias han demostrado tener una capacidad antioxidante muy elevada seg n ha podido ser comprobada en algunas experiencias in vitro en las que su magnitud suele estar de acuerdo con la facultad que presentan para neutralizar los radicales libres BELLO J TABLA 5 Principales sustancias antioxidantes y sus fuentes alimenticias m s importantes de origen vegetal TABLE 5 Main antioxidant substances and their most common vegetable source origins Acido asc rbico Ascorbic acid Carotenos rojos zanahorias Carotenes Cobre Copper Compuestos Sulphated organic compounds garlic onions leeks Flavonoides Flavonoids Licopeno tomates uvas tintas Lycopenes tomatoes red grapes Manganeso Manganese Tocoferoles Tocopherols Ubiquinonas Ubiquinones ajos alubias espinacas habas calabazas c tricos coles de Bruselas fresas kiwis patatas nuevas pasas pimientos verdes pumpkins citric fruits Brussels sprouts strawberries kiwis new po
66. ipal factor que puede ser considerado como fundamento para el desarrollo de esta nueva Ciencia hay que buscarlo en el descubrimiento de compuestos cuya ingesti n con la dieta ali menticia ha puesto de manifiesto alg n tipo de beneficio saludable al menos en lo que respecta a experimentaciones con animales o a estudios that have become available can be considered as the basis for the development of a new branch of Bromatology the science of Health Promoting Foods and can be defined as the science that is based on the study design and commercialisation of all foodstuffs that have the capacity to afford beneficial effects on health 5 Like all sciences this new branch should achieve some essential objectives which can be summarised into three specific areas a the research into compounds encountered in foods that are potentially capable of producing beneficial effects to health and to corroborate such effects in a scientifically valid way b the design of new food products which contain some of these substances at the required levels so as to achieve an impro vement in health and well being c the development of the appropriate tech nologies to be able to incorporate such health giving substances into products in a commercially viable way The progress that this new science has made is hardly surprising and its development has been linked to a large extent to the concern shown by western society for the relationship
67. l Optometry 75 4 216 230 Sesso H D Buring J E Norkus E P y Gaziano J M 2004 Plasma lycopene other carotenoids and retinol and the risk of cardiobvascular disease in women Am J Clin Nutr 79 47 53 Zhang S M Hernan M A Chen H Spieglman D Willett W C y Ascherio A 2002 Intakes of vitamins E and c carotenoids vitamin supplements and PD risk Neurology 59 1161 1169 Martin A Youdim K Szprengiel A Shukitt Hale B y Joseph J 2002 Roles of vitamins E and C on neurode generative diseases and cognitive perfomance Nutr Rev 60 10 Pt 1 308 326 Meydane S N Leka L S Fine B C Dallal G E Keusch G T Singh M F y Hamer D H 2004 Vitamin E and respiratory tract infections in elderly mursing home residents A randomized controlled trial J Am Med Assn 292 828 836 Glitso L V Mazur W M Adlercreutz H Wahala K Makela T Sandstrom B y Bach Knudsen K E 2000 In testinal metabolism of rye lignans in pigs Brit J Nutr 84 429 437 Tham D T Gardner C D y Haskell W L 1998 Potential health benefits of dietary phytoestrogens A review of the clinical epidemiological and mechanistic evidence J Clin Endocrinol Metab 83 2223 2235 Makela T H Wahala K T y Hase T A 2000 Synthesis of enterolactone and enterodiol precursors as potential inhibitors of human estrogen synthetase aromatase Steroida 65 437 441
68. l papel de aquellos alimentos que potencialmente podr an aportar unos efectos saludables concretados en una acci n promotora de la salud En opini n de muchos expertos diversas enfermedades cr nicas que afligen de manera grave a la sociedad occidental se relacionan de un modo muy estrecho con la dieta alimenticia recibida anemias anormal funcionamiento del colon artritis ateroesclerosis c ncer defectos en los t bulos neuronales diabetes hipertensi n obesidad osteoporosis disfunci n del sistema inmune envejecimiento conducta humana etc Tal vez por ello hayan sido planteadas nume rosas investigaciones acerca de las actividades biol gicas de diversos componentes alimenticios cuyos posibles efectos resultan beneficiosos para la salud humana 2 2 Las claves que han permitido su desarro llo Los sucesivos conocimientos aportados por esta nueva Ciencia han permitido que la industria alimentaria disponga de unos criterios adecuados y oportunos con los que poder dise ar y elaborar los nuevos productos alimenticios cuyo consumo conlleva la protecci n de la salud y el bienestar de la poblaci n Las claves que explican su de sarrollo hay que buscarlas en los datos aportados por diversos estudios epidemiol gicos las cu les han demostrado una validez estad stica al encon trar una correlaci n significativa entre la ingesta alimenticia espec fica individual y la consecuci n de unos determinados beneficios saludabl
69. m both the perspective of providing a complete balance of nutrients required in the development growth and maintenance of the organism and the need for a safe diet However the current growing interest in the concept of optimum diet has led to a prefe rence for foods which provide the organism with the capacity to carry out for itself functions that lead to health and well being There is no doubt that the food industry has successfully taken on these new challenges and has managed to supply the market with a diverse range of products to which major health benefits can be attributed Along these lines it should be pointed out that there are important aspects which will from a scientific point of view be remarkably interesting Ars Pharm 2006 47 2 137 171 150 consumir alimentos que proporcionen al organismo cierta capacidad para suscitar en el mismo unas funciones promotoras de la salud y del bienestar No cabe duda que la industria alimentaria ha sabido asumir estos nuevos planteamientos y conseguido en el mercado una oferta de alimentos bastante diversa a los que se les atribuye importantes beneficios saludables En tal sentido cabe destacar hoy d a impor tantes aspectos que van a permitir una proyecci n cient fica extraordinariamente interesante en el campo de la Ciencia de los Alimentos Saludables De una parte se dispone de recientes y numerosas investigaciones que han sido llevadas a cabo en el mbito de la preve
70. mino acid However the molecular basis of chronic disease is not yet fully understood in spite of the more than 600 published studies on the subject Although some epidemiological studies have associated environmental factors such as diet with the development of chronic diseases it is still difficult to distinguish between the many variables in diet that can cause mitigate or promote diseases Along these lines the existence of interactions between the following three factors has been do cumented nutrient gene and disease for various substances that are frequently encountered in food products as shown in Table 6 One of the key action mechanisms involved in the nutrient gene interaction involves the capacity that some nu trients possess to act as a link with transcription factors that connect specific DNA sequences giving rise to the repression or enhancement of gene expression This process seems to occur with carrot retinoids or the polyunsaturated fatty acids found in salmon The regulation of genes by fatty acids is known to be quite extensive In human diet the study of genetic interactions may allow numerous objectives to be achieved at the same time among which the following are highly relevant 1 to discover the necessary intake of nutrients required to achieve an optimal level of heal th and to determine the minimum risk of suffering from diet associated diseases 2 to determine how genetics influence in
71. n efecto que persiste en su paso por el intestino delgado La viscosidad resulta ser un valioso factor que incide en la sensaci n de saciedad un hecho verdaderamente importante para el control del peso corporal Estos com puestos tienen la capacidad de fijar mol culas de agua y desarrollar una intensa viscosidad en el tracto digestivo que se suele asociar con una reducci n de la absorci n cal rica De igual modo los betaglucanos de la ave na contribuyen a la excreci n de mol culas de colesterol con las heces Como es bien sabido la alimentaci n incide tanto de manera negativa como positiva sobre los niveles sangu neos de colesterol en funci n de las sustancias fisiol gi camente activas que incorporen En este sentido se ha demostrado que dietas ricas en fibra solu ble de avena acompa ada de prote na de soja y fitoesteroles son muy eficaces para mantener en el organismo humano niveles adecuado de coles terol En consecuencia la industria alimentaria ofrece alimentos funcionales con tales sustancias entre sus componentes con la finalidad de ayudar al control del colesterol sangu neo Igualmente se ha llamado la atenci n acerca de una significativa correlaci n inversa entre el contenido en fibra por parte de las dietas y los niveles sangu neos de la prote na C reactiva considerada como un biomarcador de la exis tencia de inflamaciones y posible se al para predecir una futura enfermedad card aca Una reciente publ
72. n modificar el proceso de desarrollo de tumores cancerosos unas veces porque alteran la formaci n de carcin genos y otras porque modifican su activaci n metab lica En definitiva se admite que algunos componentes espec ficos de los alimentos pueden modificar el proceso de desarrollo de tumores cancerosos unas veces porque alteran la formaci n de carcin genos otras porque modifican su activaci n metab lica Veamos los estudios m s actuales Acidos grasos funcionales Son varios los cidos grasos conocidos como funcionales por las propiedades saludables que presentan al prevenir o mejorar diversas enfer medades cr nicas bien en cuanto grupo o bien como compuestos nutrac uticos individuales cidos grasos poliinsaturados omega 3 AGPI 0 3 Forman un grupo de estructuras de cidos grasos de cadena larga con m s de un doble enlace Dentro de este grupo qu mico destacan algunas estructuras especialmente beneficiosas tales como el cido eicosapentaenoico EPA y el cido docosahexaenoico DHA Resulta impor tante subrayar los efectos espec ficos vinculados a la ingesti n de estos dos cidos EPA y DHA cuyos efectos saludables no lo presentan otros cidos grasos de la misma serie omega 3 Entre los efectos saludables que han sido objetos de estudios recientes se pueden se alar los cuatro siguientes a Enfermedades cardiovasculares Existe un claro convencimiento acerca de los beneficios saludables q
73. n the previous formula foodstuffs may contain other nutritionally significant substances with regard to CVD prevention attributable to antioxidant activity It has been suggested that one of such substances lutein may improve macular degeneration in the ageing process when daily dietary supplements of 10mg per are taken for a period of one year s Similarly a decrease in the risk of suffering from cardiovascular disease in women has also been associated with an increase in levels of lycopene in blood through dietary supplements The enzymatic systems associated with antioxi dation require as co factors certain food substances in the form of trace elements these being sele nium for glutathione peroxydase copper zinc and manganese for superoxide dismutase iron for catalase Consequently an inadequate intake of these trace elements may reduce the efficiency of biological mechanisms in antioxidant defence and this may be of particular relevance for the elderly population b Nervous system diseases Numerous tests have corroborated that vitamins C amp E are essential for the correct functioning of the central nervous system This has been seen to occur to such an extent that a lack of these vitamins can produce functional and structural Ars Pharm 2006 47 2 137 171 156 b Enfermedades dependientes del sistema nervioso Numerosas pruebas corroboran que las vita minas C y E resultan esenciales para el func
74. nada o bien permitiendo corregir unos problemas patol gicos de tipo cr nico En definitiva puede afirmarse que los resulta dos aportados por un conjunto de estudios gen ticos antropol gicos y nutricionales han puesto de manifiesto el s bito cambio que en los ltimos 150 a os han experimentado los tipos de dietas alimenticias que han caracterizado la alimentaci n humana durante miles de a os En la actualidad la Ciencia de los Alimentos Saludables presenta una cierta tendencia hacia la adquisici n de los conocimientos adecuados para poder elaborar productos alimenticios orientados a tomar parte de unas dietas que se adecuen perfectamente a las necesidades personales precisadas por la gen tica individual LA CIENCIA DE LOS ALIMENTOS SALUDABLES UNA PANOR MICA ACTUAL 169 THE SCIENCIE OF HEALTH PROMOTING FOOD PRODUCTS A CURRENT PANORAMIC VIEW 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 BIBLIOGRAF A BIBLIOGRAPHY Goldberg I ed 1994 Functional Foods Designer Foods Pharmafoods Nutraceuticals New York and London Chapman amp Hall Mazza G ed 1998 Functional Foods Biochemical amp Processing Aspects Lancaster Pennsylvania Technomic Publishing Company Inc Versi n castellana 2000 Alimentos funcionales Aspectos bioqu micos y de proceso Zaragoza Editorial Acribia Sadler M J and Saltmarsh M 19
75. nci n de enfermedades de tipo cr nico con el objetivo de profundizar en los mecanismos de acci n de las denominadas sustancias nutrac uticas a las que se les atribuyen propiedades saludables y concretar sus posibles aplicaciones alimenticias De otra parte se tienen las aportaciones recibidas por esta nueva Ciencia de otras disciplinas que nunca se pens en otros tiempos pudieran tener relaci n alguna con la alimentaci n humana como ocurre con algunas ramas de la Gen tica moderna que abren nuevos caminos para la elaboraci n de nuevos alimentos orientados a unas aplicaciones alimenticias muy concretas y ventajosas 3 1 Principales sustancias nutrac uticas objeto de recientes investigaciones De todas las numerosas y posibles sustancias que pueden ser calificadas como Nutrac uticas solamente algunas han recabado inter s de los investigadores en la ltima d cada y las han hecho objetos de diversos estudios espec ficos sobre sus posibles efectos preventivos de algunas enferme dades cr nicas principalmente las enfermedades cardiovasculares los tumores cancer genos la obesidad las disfunciones del sistema inmunitario o la conducta humana 3 1 1 mbito de la prevenci n de enfermedades cardiovasculares y de tumores cancer genos De una parte hace muchos a os que las enfermedades cardiovasculares ECV son con sideradas como una de las principales causas de mortalidad entre la poblaci n humana occidental Como
76. nt to note that in western society obesity has been on the increase and in some countries such as the USA it is consi dered as the main cause of death In response to this problem the Working Group for Obesity set up by the Food and Drug Administration has established a series of recommendations whose aim is to reverse such a negative tendency in the health of the population One of the most easily applicable solutions to the problem is to lower calorie intake through the addition of a higher percentage of fibre in diet The decision to apply such a measure is based on studies concerning the role of dietary fibre in the regulation of body weight with regard to its effects on the perception of hunger the satisfaction of appetite calorie intake and the physical make up of the persons concerned An increase in dietary fibre intake was observed to increase the feeling of appetite satisfaction and reduce the sensation of hunger after every meal Consequently a higher consumption of fibre in both soluble and insoluble form helps reduce LA CIENCIA DE LOS ALIMENTOS SALUDABLES UNA PANOR MICA ACTUAL 161 THE SCIENCIE OF HEALTH PROMOTING FOOD PRODUCTS A CURRENT PANORAMIC VIEW de cereales reducen el riesgo de enfermedades cardiovasculares circunstancia favorable que los autores no obtuvieron con fibras procedentes de verduras Por otra parte algunos estudios publicados ponen de manifiesto que los betaglucanos de la avena enal
77. nville A Sengenes C Diehl M Tonus C Busse R Y Bouloumie 2004 From blood monocytes to adipose tissue resident macrophages Induction of diapedesis by human mature adipocytes Diabetes 53 1285 1292 Dandona P Ajada A y Bandyopadhyay A 2004 Inflammation The link between insulin resistance obesity and diabetes Trends Immunol 25 4 7 Finley J W 2004 Phenolic antioxidants and prevention of chronic inflammation Food Technol 58 11 42 46 Marlett J A McBumey M I y Slavin J L 2002 Position of the American Dietetic Association Health implications of dietary fiber J Am Dietet Assn 102 993 1000 Jenkins D J A Kendal C W C Marchie A Faulkner D A Wong J M W de Souza R Emam A Parker At L Vidgen E Lapsley K G Trautwein E A Josse R G Leiter L A y Connelly P W 2003 Effects of dietary portfolio of cholesterol lowering foods vs Lovastatin on serum lipids and C reactive protein J Am Med Assn 290 502 510 Pereira M A O Relly E Augustsson K Fraser G E Goldbourt U Heitmann B L Hallmans G Knekt P Liu S Pietinen P Spiegelman D Stevens J Virtamo J Willet W C y Ascherio A 2004 Dietary fiber and risk of coronary heart disease A pooled analysis of cohort studies Arch Intern Med 164 370 376 Tsikitis V L Albina J E y Reichner J S 2004 Beta glucan affects leukocyte navigation in a complex chemotactic gradient
78. od which can be considered as a biomarker in fibre rich diets of fruit vegetables and seeds b They have also been found to be effective antioxidant agents that are capable of inhibiting lipid peroxydation Enterolactone has been observed to reduce plasmatic levels of F isoprostanes which represents a measure of lipid peroxidation Ars Pharm 2006 47 2 137 171 158 a Se sabe que la enterolactona es un moderado inhibidor de la sintetasa estr geno aromatasa y por consiguiente provoca una reducci n de los niveles de estr genos mientras que la actividad inhibitoria del enterodiol resulta ser d bil Sin embargo ambos compuestos incrementan los ni veles sangu neos de la globulina que enlaza con las hormonas sexuales un hecho que se estima importante por servir de control de la disponibili dad de andr genos y estr genos en el organismo El consumo de niveles elevados de lignanos se traduce en elevados niveles sangu neos de ente rolactona que pueden ser considerados como biomarcadores de dietas ricas en fibras aportadas por frutas verduras y semillas integrales b Tambi n resultan eficaces como agentes antioxidantes capaces de inhibir la peroxidaci n de los l pidos En este sentido se ha observado c mo la enterolactona reduce los niveles plas m ticos de F isoprostanos una medida de la peroxidaci n lip dica c Estudios epidemiol gicos han puesto de manifiesto una asociaci n inversa
79. od products in western society has increased its attempts to meet such a demand Both the manufacturing process and the crea tion of new formulations has led to the need to establish objectives which in turn have given rise to a new branch of Bromatology This new area concerns the identification of all the nutri tional compounds that are capable of providing beneficial effects to the health of the organism the determination of the mechanisms involved the design of new products whose consumption protects or promotes well being and the health of the population and to create technologies that allow newly established formulations to be incorporated into commercial products With the support of the scientific community considerable progress in the field has been made which has led to the identification and characte risation of the health properties of some of the chemical components contained in many food products The foodstuffs industry now produces products that can optimise bodily functions achieving acceptable levels of well being and good health Consequently a group of foodstuffs which can be termed as Health Promoting Food Products can be clearly differentiated However in order for a product to be defined as such a series of characteristics should be fulfilled t should give rise to an improvement in health The claimed benefits to health should be appropriately substantiated by solid scientific research
80. old meats with non digestible dextrins Salchichas de ave ricas en cidos grasos 0 3 Poultry sausages rich in 0 3 fatty acids Derivados de cereales Cereal derivatives Cereales para desayuno de avena ma z arroz etc fortificados con fibra hierro calcio cidos omega 3 etc panes enriquecidos con cido f lico Breakfast cereals of oats corn rice etc fortified with fibre iron calcium omega 3 acids etc breads enriched with folic acid Derivados de frutas Fruit derivatives Mermeladas ricas en fibra diet tica minerales y vitaminas Jams rich in dietetic fibre minerals and vitamins Derivados l cteos Dairy derivatives Leches infantiles enriquecidas con cidos grasos 3 vitaminas y minerales Infant milks enriched with 3 fatty acids vitamins and minerals Yogures que incluyen agentes probi ticos y est n enriquecidos con calcio f sforo zinc vitaminas A y D cido f lico y cidos omega 3 Yoghurts which include probiotic agents and enriched with calcium phosphorus zinc vitamins A amp D folic acid and omega 3 acids Yogures adicionados de sustancias prebi ticas como lactosacarosa Yoghurts with added prebiotic substances such as lactosucrose Huevos Eggs Huevos de gallina ricos en cidos grasos 0 3 y tocoferoles Chicken eggs rich in 0 3 fatty acids and tochopherols Productos edulcorados Sweet prod
81. olog a la Ciencia de los Alimentos Saludables que puede ser definida como la Ciencia que se centra en el estudio dise o y comercializaci n de todo alimento con capacidad de ofertar unos beneficios saludables Al igual que toda Ciencia esta novedosa rama se propone alcanzar unos objetivos pri mordiales que pueden ser concretados en los tres siguientes a la investigaci n de aquellos compuestos que aportados por los alimentos son capaces de ejercer efectos saludables potenciales as como conseguir su corroboraci n cien t fica b el dise o de nuevos productos alimenticios que contengan algunas de tales sustancias a los niveles requeridos para conseguir una mejora del estado de salud y bienestar de las personas c el desarrollo de las tecnolog as apropiadas para dar forma comercial a las formulaciones de los nuevos productos saludables No puede extra ar el progreso experimenta do por esta nueva Ciencia que poco a poco se ha ido desarrollando al hilo de la preocupaci n manifestada por la sociedad occidental acerca de las relaciones entre los alimentos que consume y su estado de salud Con ella se abre una v a cient fica orientada a la resoluci n de algunos problemas relacionados con las alteraciones observadas en diversas reas importantes de la fisiolog a y de la bioqu mica humana las cuales se traducen en el desarrollo de enfermedades de tipo cr nico 2 1 Fundamento de su desarrollo El princ
82. on 3 1 3 The prevention and treatment of human behavioural alterations Nowadays some ingredients in food are re cognised as possessing a positive effect on mental development while others act as protective agents in the neurodegenerative processes associated with ageing Without doubt such food components can aid in cognitive function and learning in young people and afford a certain degree of protection in the old against the development of Alzheimer disease Along these lines the results of some recent research is worthy of mention Blueberries Blueberries contain antioxidant substances in particular anthocyanins to which beneficial effects on memory and Alzheimer disease have been attributed In experiments carried out on rats NF B proteins protein transcriptor factor increases on ageing and in oxidative stress In rats diets containing blueberries lead to a lower loss of brain cells and an increase in the recovery of movement after a cerebral event Furthermore neurodegenerative alterations in aged animals were reduced This suggests that the antioxidant and anti inflammatory substances found in the composition of fruit and vegetables may in some way reduce the nervous system cell damage and death arising from cerebral events Ars Pharm 2006 47 2 137 171 162 Por tanto el consumo de una mayor cantidad de fibra tanto soluble como insoluble ayuda a reducir la ingesta cal rica y el peso corporal pa
83. orecer el crecimiento infantil solucionar situaciones de inapetencia dar vigor a personas ancianas recuperar situaciones de sobreesfuerzos intelectual o f sico etc Royal jelly favours infant growth lack of appetite invigorates elderly people and aids recovery from intellectual or physical overexertion Levadura de cerveza destinada a personas con intensa actividad f sica o intelectual Beer yeast for people that have to carry out intense physical or intellectual activity Mezclas vitam nicas en altas dosis para contrarrestar la incapacidad de aprender o para mejorar el estado general saludable Vitamin mixtures at high dosages to combat the incapacity to learn or to improve general state of health Polen que tiene la propiedad de vigorizar la capacidad intelectual as como mejora la funci n de diversos rganos corporales Pollen has the capacity to invigorate intellectual capacity and to improve diverse body organ functions Ars Pharm 2006 47 2 137 171 144 1 2 Concepto de Sustancia Nutrac utica Las investigaciones llevadas a cabo en la segunda mitad del siglo XX han revelado las propiedades saludables de una serie de compo nentes de las materias primas alimenticias casi siempre de origen vegetal que reciben el nombre de sustancias nutrac uticas y se pueden definir como aquellas estructuras qu micas que tienen la capacidad de modular diferentes funciones fisiol gicas claves por l
84. ounds that are capable of producing health benefits the determination of the mechanisms involved in producing such effects the optimisation of technologies that are capable of giving a commercial form to newly established formulations etc Over the last ten years there has been a proliferation of scientific publications on the health giving properties of some functional fatty acids nutritional antioxidants lignans stilbenes phytoesterols stanols beta glucans powdered cellulose blueberries and L carnitin These substances have been related to the possible prevention of diseases such as cardiovascular disease malignant tumours nervous system alterations obesity immune system dysfunction and human behaviour Due to the interdisciplinary nature of this new science contributions from other disciplines involved in human nutrition such as Biochemistry Food Technology and Modern Genetics are required In accordance with the techniques inherent Ars Pharm 2006 47 2 137 171 138 BELLO J to functional genomics nutritional Genomics may play a key role in the better understanding of both the beneficial and detrimental effects of food consumption in human health In practice it is believed that new developments in genetic knowledge may elucidate upon the genetic factors that are related to the ethiology of diseases associated with diet Furthermore on the basis of such knowledge the possibilty of establishing personal dietary recommenda
85. puesta del organismo a las actividades de las estructuras aportadas por las dietas alimenticias Con ello se podr an detectar las predisposiciones gen ticas individuales frente a enfermedades relacionadas con los alimentos como es el caso de algunas personas que metabolizan las grasas de la dieta con menos eficacia que otras y por tanto pueden estar m s predispuestas a sufrir enfermedades coro narias En definitiva para que las innovaciones tecnol gicas aplicadas al desarrollo de nuevos alimentos saludables tengan xito resulta esencial contar con la colaboraci n o de la aportaci n de otras disciplinas que redundar a en beneficio de la producci n de alimentos con propiedades saludables as como se facilitar a la resoluci n de problemas tecnol gicos implicados en dicha elaboraci n Fundamentalmente hay que resaltar las aportaciones de cuatro de ellas Fisiolog a Bioqu mica Biolog a molecular y Gen tica 3 DIN MICA ACTUAL DE LA CIENCIA DE LOS ALIMENTOS SALUDABLES Durante muchos a os ha prevalecido la ten dencia en nutrici n humana por consumir dietas consideradas como id neas tanto por el aporte ntegro de nutrientes exigidos por las necesidades implicadas en los procesos propios de desarrollo crecimiento y mantenimiento del organismo como por responder plenamente a los criterios relacionados con la seguridad alimentaria Sin embargo el inter s que se ha despertado en la poca actual por el concep
86. r pathological states In principle genetic factors determine susceptibi lity to determined diseases while environmental factors among which diet is important due to its relevance with regard to health and well being indicates how genetically susceptible persons will be affected This is precisely the case of some genetically predisposed individuals to some pa thologies associated with diet as is the case of celiac disease obesity food allergies etc However it is still quite difficult and possibly problematic to carry out predictions based on the simple knowledge of an individuals genome be cause the development of a disease does not only depend on the activity of any one single gene but rather is the result of a complex association among them In principle the regulation of gene expression may be considered as a primitive me chanism of adaptation used by organisms in order to survive Genes can respond to the deficiency or excess of a nutrient or detect the presence or absence of a determined metabolite increasing or reducing the production of the necessary cellular proteins in order to carry out a great number of bodily functions In general diet is considered as a possible influence in the numerous stages in the gene expression process itself Genes can exert a clear influence on the health of an organism through the following processes a the change from DNA to RNA b the RNA function in the synthesis of proteins
87. raceutical substances in the preparation of products desig ned to boost the immune system because their antioxidant properties permit the capture of free radicals and improve the inflammation affecting cells For example the beneficial effects of dietetic supplements of vitamin E and Se in elderly people has been observed These patients were found to present a decrease in the risk of suffering from infections in the upper respiratory tract which in most cases was manifest in a lower incidence of the common cold Along these lines it is thoug ht that low corporal levels of selenium led to a disequilibrium in immunological state impairing capacity to combat the harmful activity of the virus It has even been suggested that the bene ficial effects derived from the intake of selenium supplements could be attributed to a boost of the immune system s response through a resulting increase in the production of gamma interferon and other cytokines Currently food products such as cereals teas soups and juices etc aimed at boosting the capacity of the immune system are being commercialised Lignans Among the chemical compounds contained in soluble dietary fibre the lignans are of great inter est Plants usually synthesis chemical substances which act as protective agents against attack from insects microorganisms and other negative events Therefore it is hardly surprising that this type of compound is usually associated
88. rently faced with four major challenges 1 To identify the healthy effects of each chemical component provided by the foods that make up our diets and to show the target functions or responses of the organism to each of these substances 2 To establish in each case the biochemical and physiological mechanism through which a healthy effect can be achieved 3 To establish the margins of safety involved associated with the intake of each healthy compound and the population group to which it is destined 4 To establish an experimental protocol to be applied in tests aimed at showing the relationship between the intake of a specific ingredient and the production of a healthy effect 2 4 The interdisciplinary nature of Health Pro moting Food Science Currently there are a great number of natural substances found in the chemical composition of foods to which potential health effects and the prevention of diseases may be attributable Table 4 It is clear that healthy products are gaining more and more presence in human diet although in order for the food industry to be able to work on their production in accordance with solid foundations there are still numerous problems to be solved Undoubtedly there is a patent necessity to improve knowledge concerning the relationship between the diet followed and health condition In order to achieve this aim it is essential to obtain help from other biological sciences whose contribut
89. rticularmente cuando se lleva a cabo durante un periodo de tiempo razonable aunque sea como suplemento diet tico No cabe duda que un consumo superior de frutas y verduras ricas en contenido acuoso y fibra resulta un modo acer tado de controlar el peso corporal As mismo una mayor consumo de fibra diet tica tambi n se ha asociado con una reducci n del riesgo para desarrollar ciertos tipos de c ncer incluyendo el de colon como ha sido comprobado para el efecto protector preventivo de suplementos de celulosa en polvo en experiencias con ratas Presumiblemente tales efectos saludables sean debidos a la formaci n de cidos grasos de ca dena corta que se produce gracias a la actividad beneficiosa de algunas bacterias ubicada en el intestino grueso Ya se sab a que tales cidos y particularmente el cido but rico representan la fuente primaria de energ a para las c lulas del colon favoreciendo el crecimiento celular y su diferenciaci n 3 1 3 mbito de prevenci n y tratamiento de las alteraciones del comportamiento humano En la actualidad se admite que algunos ingredientes de los alimentos enaltecen el desa rrollo mental mientras que otros act an como protectores frente a los procesos neurodegene rativos vinculados al envejecimiento Sin duda tales componentes alimenticios pueden ayudar a las funciones cognoscitivas y de aprendizaje en personas j venes as como ofrecer una cierta protecci n en las anc
90. stemas enzim ticos rela cionados con la antioxidaci n requieren como cofactores ciertos elementos que se encuentran en los alimentos en cantidades trazas selenio para la glutation peroxidasa cobre zinc y manganeso para la super xido dismutasa el hierro para la catalasa Por tanto una ingesti n inadecuada de estos elementos trazas puede comprometer la eficacia de los mecanismos biol gicos de la defensa antioxidante Esta circunstancia puede resultar particularmente relevante para el grupo de personas de la tercera edad molecule to the vascular endothelium which is considered as being one of the most important promoters of the evolution of blood vessels in aterosclerotic processes Vitamin C has also been observed to expel free radicals from the aqueous compartments of cells and in so doing contribute to a regeneration of vitamin E activity Numerous biochemical and epidemiological studies have considered the idea that inadequate intakes of micronutrients possessing antioxidant activity should be considered as a factor that is possibly responsible for certain negative health situations In mortality attributed to CVD an in verse relationship with the so called antioxidant index AOI has been observed to exist Such a relationship has been defined by the following equation which expresses concentrations present in blood plasma vit E vit C Eeta camotene Seleniurn In addition to the substances included i
91. tatoes sultanas green peppers achicorias albaricoques batatas calabazas col rizada espinacas melones pimientos chicory apricots sweet potatoes pumpkins curly kale spinach melons red peppers carrots aceitunas calabazas ciruelas esp rragos hongos kiwis legumbres pasas patatas pl tanos uvas Olives pumpkins prunes asparagus mushrooms kiwis pulses sultanas potatoes bananas grapes rgano sulfurados ajos cebollas puerros cacahuetes cebollas c tricos fresas habas manzanas t s uvas peanuts onions citric fruits strawberries broad beans apples teas grapes espinacas legumbres pasas pi as pl tanos remolachas Spinach pulses sultanas pineapples bananas beetroot br coles col rizada esp rragos espinacas legumbres salvado de arroz tomates broccoli curly kale asparagus spinach pulses whole grain rice tomatoes garlic haricot beans spinach broad beans Son numerosas las investigaciones que han resaltado el importante papel desempe ado por ciertas vitaminas y algunos elementos minerales en la prevenci n de ciertas enfermedades de tipo cr nico en virtud de sus propiedades antioxidan tes enfermedades cardiovasculares deficiencia del sistema inmune alteraciones del sistema nervioso o los trastornos seniles vinculados al envejecimiento Entre los estudios recientes cabe destacar los centrados en el papel de las vitaminas E y C a Enfermedades car
92. tecen la capacidad para desplazarse hacia las zonas del organismo donde se produce una infecci n bacteriana de ciertas c lulas del sistema inmune humano Seg n interpretan estos autores los betaglucanos se enlazan a los receptores CR3 localizados en la superficie de los neutr filos por lo que pueden favorecer las defensas del organismo por dos caminos al in crementar la capacidad letal de estas c lulas y provocar la formaci n de agentes qu micos que las atraen del torrente circulatorio facilitando con ello la emigraci n de estas c lulas hacia las zonas de infecci n Celulosa en polvo La celulosa en polvo puede ayudar a combatir la obesidad al reducir el contenido energ tico de los productos elaborados con harina disminuyen do el porcentaje de carbohidratos asimilables y elevando el nivel de fibra diet tica Es impor tante subrayar como en la sociedad occidental se incrementa la incidencia de la obesidad e incluso en algunos pa ses como USA se la considera la principal enfermedad responsable de muertes Como consecuencia de esta realidad el Grupo de Trabajo sobre la Obesidad instituido por la Food and Drug Administration de USA ha establecido una serie de recomendaciones cuya pr ctica tiene por objeto conseguir una inversi n de esa tendencia tan negativa para la salud de la poblaci n Entre las soluciones m s f ciles de aplicar se propone la modificaci n de la ingesta cal rica a adiendo a las d
93. tema inmune y comportamiento humano Su car cter interdisciplinar hace que la nueva Ciencia de los Alimentos Saludables necesite de la aportaci n de otras disciplinas implicadas en la nutrici n humana tales como la Bioqu mica la Tecnolog a de Alimentos y la Gen tica moderna Basadas en las t cnicas propias de la Gen mica funcional la contribuci n de la Gen mica nutricional puede resultar clave para lograr una mejor interpretaci n de las incidencias tanto positivas como negativas de los alimentos sobre la salud humana En la pr ctica se piensa que los nuevos conocimientos gen ticos pueden aclarar los factores gen ticos relacionados con las etiolog as de enfermedades vinculadas a las dietas alimenticias As mis mo se podr a pensar en la posibilidad de establecer recomendaciones diet ticas personales y llegar a una posible elecci n personalizada de los alimentos PALABRAS CLAVE Alimentos saludables Nueva rama de la bromatolog a ABSTRACT In response to an ever increasing social awareness of the relationship between food consumption and health the foods tuffs industry has begun to commercialise food products that may be considered as healthy The considerations involved in the manufacture of this product category have led to the development of a new branch of Bromatology known as the Science of health promoting foods whose essential objectives based on scientific principles are as follows the identification of food comp
94. tions with a personalised choice of foods could be contemplated KEYWORDS Health promoting food products Food science 1 INTRODUCCI N Debido a la importancia adquirida por el bi nomio Alimentaci n Salud en la sociedad actual el ser humano ha desarrollado una particular sensibilidad frente a la posible relaci n entre su estado de salud y los alimentos que consume En consecuencia los planteamientos cient ficos relacionados con la nutrici n humana inician en el ltimo cuarto del siglo XX unos cambios im portantes que van a incidir de manera llamativa en la producci n de alimentos del siglo XXI Dentro de esta evoluci n los antiguos conceptos que aconsejan ofrecer una alimentaci n cuyas dietas se ajusten a los niveles diet ticos reco mendados y de ese modo impedir el desarrollo de enfermedades carenciales son sustituidos por otros conceptos novedosos sugeridores de una oferta alimenticia con unos niveles ptimos de macro y micronutrientes para impedir el desarro llo de enfermedades de tipo cr nico Son varias las publicaciones que desde 1994 han tratado el tema de los Alimentos Saludables con cierta profundidad Hasta hace pocos a os el objetivo primordial de la Ciencia de los Alimentos era la obtenci n de alimentos nutritivos sanos seguros y con una propiedades sensoriales apetecibles siempre bajo tales condiciones que todas esas cualidades se mantengan hasta el momento de su consumo De acuerdo con la fin
95. to de alimentaci n ptima ha conducido a ciertas preferencias por a to improve current knowledge on the me chanisms through which human organism functions in physiological and biochemical terms are affected by food components b to clarify which chemical structures are res ponsible for the beneficial effects on health in food sources of fruit and vegetable origin This is important work that corresponds to the field of Molecular Biology c to discover the way in which the gene tic make up of an individual affects the organism s response to the activity of the chemical structures provided through diet In this way individual genetic predispo sition towards food related diseases can be detected as in the case of people that metabolise dietary fats less efficiently than others and are therefore more likely to suffer form coronary diseases In short in order for technological innovations to be applied successfully to the development of new health promoting foods it is essential to gain the collaboration or contributions form other disciplines This would assist production proces ses and help solve the technological problems involved in such a production Fundamentally the four most important fields are as follows Physiology Biochemistry Molecular Biology and Genetics 3 THE CURRENT DYNAMICS OF HEALTH PROMOTING FOOD SCIENCE In human nutrition for many years there has been a tendency to consider diets as ideal fro
96. ucts Chocolates con xilosa oligosac ridos Chocolates with xylose oligosaccharides Chocolates con maltitol palatinosa y polifenoles de t verde Chocolates with malitol palatinose and green tea polyphenols Productos grasos Fatty products Margarinas enriquecidas con fitoesteroles Margarines enriched with phytoesterols Ars Pharm 2006 47 2 137 171 LA CIENCIA DE LOS ALIMENTOS SALUDABLES UNA PANOR MICA ACTUAL 143 THE SCIENCIE OF HEALTH PROMOTING FOOD PRODUCTS A CURRENT PANORAMIC VIEW TABLA 3 Ejemplos de ingredientes con propiedades saludables aplicados como complementos alimenticios TABLE 3 Examples of ingredients with health giving properties applied as food complements Aceites con alto contenido en cidos grasos esenciales borraja pepita de uvas pescados indicados para los casos de disfunci n hep tica las situaciones estresantes o de intensa actividad f sica Oils with a high content of essential fatty acids borage grape pips fish suitable in cases of hepatic dysfunction stress or intense physical activity Acido asc rbico en dosis elevada para prevenir el c ncer Ascorbic acid at high dosages to prevent cancer Alquilgliceroles de h gado de tibur n que facilita la absorci n intestinal Alkoxyglicerols from shark liver oils facilitate intestinal absorption Concentrados de isoflavonas de soja para a adir a otros alimentos Soy isoflavones
97. ue los AGPI 3 presentan en la prevenci n y tratamiento de las enfermedades cardiovasculares y en esta l nea se dispone de resultados experimentales que los avalan As por ejemplo los estudios epidemiol gicos llevados a cabo en gran escala permiten que la American Heart Association sugiera que el consumo de alimentos de origen marino ricos en este tipo Functional fatty acids There are numerous fatty acids that are consi dered as functional due to the healthy properties that they present through the prevention or im provement of several chronic diseases considered either as a group or as individual nutraceutical compounds Poly unsaturated fatty acids omega 3 PUFA m 3 These are a group of long chain fatty acid structures with more than one double bond Within this chemical group there are some especially beneficial structures such as eicosapentaenoic acid EPA and docosahexaenoic acid DHA It is important to point out that the beneficial effects on health are more associated with the specific intake of EPA and DHA rather than with other omega 3 series fatty acids Recent studies on the subject have been carried out in the following four health areas a Cardiovascular diseases There is a very clear believe that PUFA 3 help in the prevention and treatment of cardiovascular disease and there are experimental results that corroborate such a hypothesis The large scale epidemiological studies carried out by
98. with the cellular walls of vegetables and in particular with its LA CIENCIA DE LOS ALIMENTOS SALUDABLES UNA PANOR MICA ACTUAL 157 THE SCIENCIE OF HEALTH PROMOTING FOOD PRODUCTS A CURRENT PANORAMIC VIEW tales como cereales t sopas zumos etc que tienen la pretensi n de enaltecer las capacidades del sistema inmunitario Lignanos Entre los compuestos qu micos que pueden integrar la fibra diet tica calificada de soluble destacan hoy por su inter s los lignanos Las plantas suelen sintetizar sustancias qu micas que han de actuar como protectoras frente al ataque de insectos microorganismos y otros eventos negativos Por ello no sorprende que este tipo de compuestos suelan estar asociados con las paredes celulares de los vegetales y en particu lar con sus capas m s externas Entre ellos se tienen a los lignanos vegetales que cuando son consumidos tomando parte de los alimentos de las dietas alimenticias pueden experimentar una transformaci n provocada por la actividad propia de la microbi tica del intestino grueso Se trata de un grupo de difenoles relativamente simples derivados del 2 3 dibencil butano como esqueleto molecular com n y que suelen tener el mismo origen molecular que las mol culas complejas de las ligninas polim ricas aunque difieran los caminos de sus bios ntesis Son integrantes de las denominadas fibras diet ticas solubles que bajo diversas formas qu micas suelen tomar parte de la compos
99. with the subject of Healthy Diet in certain depth Until a few years ago the fundamental ob jective of Nutritional Science was to obtain safe healthy and nutritious foodstuffs with sensorially appetizing properties and to maintain all such qualities right up until the moment of their con sumption In accordance with the purpose of their use and their role in diet foodstuffs can present two types of basic properties a nutritional in reference to the capacity of the product to provide substances that posses nutrient activity b functional when these independently of their nutritional value determine the behaviour of the foodstuff within systems made up of numerous chemical species These types of properties can be associated with three different aspects sensorial technological and health The latter of these considerations should be emphasised because of its contribution to the maintenance of what is understood as being a healthy state all that in which a person maintains the capacity to live in an acceptable way in spite of the possible existence of limitations ailments LA CIENCIA DE LOS ALIMENTOS SALUDABLES UNA PANOR MICA ACTUAL 139 THE SCIENCIE OF HEALTH PROMOTING FOOD PRODUCTS A CURRENT PANORAMIC VIEW De todos ellos cabe destacar los ltimos por su contribuci n al mantenimiento de lo que se entiende por estado saludable todo aqu l en el que una persona dispone todav a de capacidad para vivir de modo

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