Inhibidores de la Alfa-Amilasa para el Tratamiento de la Diabetes y la Obesidad

• AUTOR : Pereira L, Pereira C, Santos C y colaboradores
• TITULO ORIGINAL : Therapeutic Action of White Beans by Changing the Digestion of Carbohydrates
• CITA : Journal of Natural Pharmaceuticals 3(1):9-16, Ene 2012
• MICRO : El extracto del poroto blanco con inhibidores de la alfa-amilasa parece promisorio en el tratamiento de la diabesidad por sus efectos sobre la pérdida de peso y la reducción de la glucemia.

Introducción

Las tasas de obesidad y diabetes son preocupantes; por ello, se requieren adyuvantes que puedan contribuir con la pérdida de peso y la disminución de la glucemia.
El inhibidor de la alfa-amilasa representa una alternativa promisoria, ya que interfiere con la digestión y la absorción de carbohidratos de la dieta, lo que resulta en la reducción de la disponibilidad de calorías y de la glucemia posprandial. El poroto blanco es la principal fuente inhibidora de la alfa-amilasa. También se halla ampliamente disponible en vegetales, cereales (trigo y cebada) y porotos, e induce saciedad, pérdida de peso y reduce la hiperglucemia posprandial.

Diabesidad: prevalencia e impacto

El sobrepeso y la obesidad son factores de riesgo para una variedad de enfermedades crónicas, como la dislipidemia, la hipertensión arterial, la diabetes mellitus tipo 2 (DBT2), la enfermedad cardiovascular, la artrosis y algunos tipos de cáncer.
Como ocurre con la obesidad, la incidencia de diabetes ha alcanzado proporciones epidémicas y, dado que ambas se interrelacionan, los expertos han acuñado el neologismo «diabesidad». El sobrepeso y la obesidad constituyen factores de riesgo modificables de la DBT2. El riesgo de diabetes aumenta en forma continua con los niveles crecientes de índice de masa corporal y con la edad. Las estrategias para la pérdida de peso y el control de la glucemia suelen incluir la combinación de modificaciones dietarias que limitan la ingesta calórica, el aumento de la actividad física, la terapia conductual, la farmacoterapia y, en casos extremos, la cirugía.

Carbohidratos

Ciertos carbohidratos, como la sacarosa y el almidón, son la base de la dieta en la mayor parte del mundo y su oxidación es la principal vía metabólica para aportar energía a las células. Pueden clasificarse en monosacáridos, disacáridos, oligosacáridos y polisacáridos.
El almidón es un homopolisacárido compuesto por cadenas de amilosa y amilopectina. La amilosa comprende cadenas lineales de unidades de glucosa unidas por uniones glucosídicas alfa-1,4, y la amilopectina forma estructuras ramificadas de unidades de glucosa con uniones alfa-1,4 y alfa-1,6. La amilopectina es degradada por la acción digestiva de la alfa-amilasa sobre las uniones alfa-1,4, lo que determina la producción de dextrinas límite, y luego por enzimas sobre las uniones alfa-1,6, con la producción de maltosa.
Respecto de su estructura química, los carbohidratos se clasifican de acuerdo con su absorción en absorbibles (monosacáridos), digeribles (disacáridos, como sacarosa y lactosa), no fermentables (se eliminan en las heces sin modificar) y fermentables. Los carbohidratos fermentables no pueden ser digeridos por las enzimas intestinales, pero en el colon son metabolizados por las bacterias mediante el proceso de fermentación, con la producción de ácidos grasos de cadena corta (acetato, propionato y butirato) y gases.
Las enzimas que actúan en la digestión de los carbohidratos están distribuidas a lo largo del tracto gastrointestinal y comprenden la alfa-amilasa salival y pancreática y las glucosidasas de las microvellosidades de los enterocitos duodenales, que actúan en forma secuencial hasta reducirlos a monosacáridos, que son absorbidos.

Alfa-amilasa e inhibidores

La alfa-amilasa es una endoamilasa que hidroliza el almidón en las regiones internas hasta formar azúcares simples como maltosa, malotriosa y glucosa. Actúa sobre las uniones glucosídicas alfa-1,4. La inhibición de la alfa-amilasa humana afecta la digestión de carbohidratos complejos, lo que conduce a la reducción de la absorción, con menor disponibilidad de calorías derivadas de los carbohidratos, con la promoción de la pérdida de peso y reducción de la glucemia posprandial.
Se han identificado inhibidores de la alfa-amilasa en varias especies de plantas, que se clasifican en 6 tipos de acuerdo con su estructura terciaria. Uno de ellos, del tipo lectina, está típicamente representado por el inhibidor hallado en porotos (Phaseolus vulgaris); se describen 3 isoformas: la isoforma más caracterizada, la alfa-AI1, fue identificada como un inhibidor de la alfa-amilasa homólogo a la fitohemaglutinina (PHA). La segunda variante de alfa-AI, denominada alfa-AI2, se halla en algunos tipos de porotos salvajes. Estas dos variantes alélicas presentan diferentes especificidades de inhibición: alfa-AI1 inhibe la alfa-amilasa de mamíferos, así como la alfa-amilasa de C. maculatus y C. chinensis, pero no inhibe las alfa-amilasas de Z. subfasciatus; por el contrario, alfa-AI2 no inhibe las tres amilasas mencionadas en primera instancia, pero sí Z. subfasciatus.
A principios de la década del 80 se utilizaron extractos de porotos comunes in vivo que contenían inhibidores de la alfa-amilasa tipo lectina para el control glucémico en individuos con diabetes y obesidad. Estos intentos tempranos no resultaron eficaces debido a la presencia no deseada de PHA e inhibidores de las proteasas en el extracto. Posteriormente, la administración de alfa-AI purificada condujo a resultados más promisorios. En los porotos, alfa-AI1 se acumula en el germen y representa el 9% a 11% de las proteínas totales.
Diversos datos experimentales sugieren que los extractos o derivados de los porotos P. vulgaris pueden reducir la ingestión alimentaria, el depósito de lípidos corporales y la glucemia. El empleo de alfa-AI1 también ha demostrado reducir sustancialmente las concentraciones posprandiales de glucosa e insulina. Más aún, cuando se administró en forma conjunta con los alimentos, alfa-AI demostró ser eficaz para reducir la absorción gastrointestinal de carbohidratos, sin provocar malestar.
Recientemente se ha realizado una serie de experimentos para caracterizar los efectos anorexígenos del extracto desecado de P. vulgaris. Su administración a corto y a largo plazo redujo la ingestión alimentaria en ratas y ratones en forma dependiente de la dosis. Este extracto resultó eficaz para reducir el consumo de alimentos y bebidas muy apetitosos, incluidas galletitas y leche chocolatada, y alimentos regulares o enriquecidos con almidón, lo que sugiere que los derivados de P. vulgaris pueden reducir en forma selectiva el apetito para el consumo de estos productos. Esto podría deberse a mecanismos adicionales a la inhibición de la alfa-amilasa luminal, con la participación de lectinas, que se unen a las microvellosidades intestinales y estimulan la secreción de colecistoquinina y péptidos similares al glucagón que modulan la regulación central de la saciedad, el apetito y la ingesta alimentaria.

Antinutrientes y porotos blancos

Además de alfa-AI, los porotos contienen sustancias antinutricionales potencialmente tóxicas asociadas con la reducción de la eficiencia para alimentarse, con cambios histopatológicos y muerte en animales de laboratorio. Los porotos comunes contienen sustancias no deseables como fitatos, compuestos fenólicos, inhibidores enzimáticos, lectinas y alérgenos, que deben ser eliminados para su empleo eficaz.
En los seres humanos, el consumo de porotos crudos o mal cocidos se ha asociado con malestar gastrointestinal intenso. Estos efectos han sido atribuidos en gran parte a la PHA, cuyo contenido depende de la variedad de los porotos. Además de las lectinas, también incluyen inhibidores de las proteasas, como los inhibidores de la tripsina. Estos últimos son sustancias proteicas que interfieren con la actividad de los sistemas enzimáticos del tracto digestivo. Las proteasas son enzimas que hidrolizan uniones peptídicas como paso inicial para la digestión de proteínas. El inhibidor de las proteasas más abundante en los porotos es Bowman-Birk (BBI), que inhibe tanto la tripsina como la quimotripsina. Actualmente, el interés en esta clase de inhibidores de las proteasas se basa principalmente en hallazgos que señalan que los porotos BBI pueden actuar en la prevención del cáncer in vivo e in vitro. El inhibidor BBI también muestra actividad antiinflamatoria por inhibición de las proteasas involucradas en la respuesta inflamatoria.

Perspectivas de estudios de porotos blancos alfa-AI

Se ha demostrado que el butirato reduce la incidencia de cáncer de colon, posiblemente mediante una respuesta apoptoica al daño del ADN causado por carcinogénesis en el colon distal de ratas, promoviendo la remoción de clones mutantes que evolucionan a malignidad. El aumento de la actividad microbiana en el tracto gastrointestinal que resulta del consumo de alfa-AI1 puede incrementar la fermentación del almidón, con aumento de los niveles de ácido butírico. Más aún, la presencia de alfa-AI1 en el tracto gastrointestinal provoca una acción similar al almidón resistente, que tiene un efecto prebiótico, con mayor concentración de almidón no digerido para fermentar, con la producción de butirato.

Comentarios finales

El extracto del poroto blanco alfa-AI1 parece promisorio para el tratamiento de la diabesidad. Existen varios aspectos que requieren más estudios, como la dosis óptima y la seguridad del empleo de este inhibidor, así como los efectos a largo plazo derivados de la modificación de la digestión de carbohidratos. Más aún, los autores destacan que es necesario arribar a una mayor comprensión del mecanismo de la inhibición de la alfa-amilasa, que puede constituir la base para los inhibidores sintéticos. Por último, alfa-AI1 presenta buenas perspectivas para la prevención del cáncer colorrectal.

Ref : ENDO, CLMED, NUTRI.

Especialidad: Bibliografía - Clínica Médica - Endocrinología - Nutrición