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ALGAS MARINAS COMO ALTERNATIVA DE TRATAMIENTO PARA EL SÍNDROME METABÓLICO Abril Ramírez Higueraa, Lucía Quevedo Coronab, Norma Paniagua Castrob, Gérman Chamorro Cevallosc y María Eugenia Jaramillo Floresa aGraduados e Investigación en Alimentos, Escuela Nacional de Ciencias Biológicas, Instituto Politécnico Nacional, Carpio y Plan de Ayala s/n, Casco de Santo Tomas 11340, México, abrilhiguera@hotmail.com, jaramillo_flores@hotmail.com. bDepartamento de Fisiología, Escuela Nacional de Ciencias Biológicas, Instituto Politécnico Nacional, Wilfrido Massieu s/n, U. Prof Adolfo López Mateos 07738, México, quevedocorona@hotmail.com, npaniag@hotmail.com. cDepartamento de Farmacia, Escuela Nacional de Ciencias Biológicas, Instituto Politécnico Nacional, Wilfrido Massieu s/n, U. Prof Adolfo López Mateos 07738, México, gchamcev@yahoo.com.mx. RESUMEN La aplicación de las algas como suplementos, nutracéuticos y medicamentos, con efectos antioxidantes, ha sido la perspectiva recientemente explorada y con grandes alcances a futuro debido a los beneficios hacia la salud humana, es por ello que en el presente trabajo se evaluó el efecto de Lessonia trabeculata y Ulva linza en ratas Wistar a las cuales se les indujo el síndrome metabólico a través de dos dietas, una alta en carbohidratos y otra alta en lípidos. Con los modelos evaluados se lograron establecer parámetros como aumento de peso corporal, presión arterial, hipercolesterolemia, hipertrigliceridemia, hiperglucemia, resistencia a la insulina, intolerancia a la glucosa y un estado de oxidación exacerbado comprobado por los niveles de oxidación de lípidos, proteínas, ADN, la modificación de especies reactivas cuantificadas por EPR y por la actividad y expresión de genes de enzimas antioxidantes. Al respecto se demostró que las dos algas inducen la reducción de ganancia de peso, presión arterial, colesterol, triglicéridos, glucosa, también inducen la disminución de los niveles de oxidación de lípidos, proteínas y ADN, así como un importante papel en el equilibrio redox demostrado por el número de radicales tanto de oxígeno como de nitrógeno, además de la modificación en actividad y expresión de genes de las enzimas antioxidantes. Lo anterior indica que las algas en estudio podrían emplearse como tratamiento auxiliar en la atenuación de padecimientos involucrados con el síndrome metabólico a través del efecto demostrado de la disminución del estrés oxidativo. 1. INTRODUCCIÓN En los últimos años se ha incrementado el interés en la búsqueda de antioxidantes naturales que por lo general están formados por mezclas de compuestos con diversas funciones biológicas, donde inciden los organismos marinos, incluidas las algas, por ser fuentes de compuestos biológicamente activos, polifenoles, flavonoides, polisacáridos, carotenoides, cuya diversidad y complejidad química, así como sus efectos sinérgicos, (Dai et al., 2011; Echavarría et al. 2009, Vidal et al., 2009, Kumar et al., 2008, Chewa et al., 2008), los hacen perfectos para su estudio en diversos modelos donde el estrés oxidativo es el agente causal. Como consecuencia de una ingesta alta en carbohidratos, alimentos con un índice glucémico alto, fructosa, colesterol y grasas saturadas, existe en la población mexicana un aumento de enfermedades crónico degenerativas 1 donde se involucra al estrés oxidativo con el daño sistémico (Stephanie et al., 2011), como le es el síndrome metabólico. 2. TEORÍA El síndrome metabólico es un conjunto de trastornos metabólicos, tales como resistencia a la insulina, hiperinsulinemia, obesidad abdominal, deterioro en la tolerancia a la glucosa, dislipidemia, hipertensión, estado proinflamatorio y protrombótico. Es una causa común del desarrollo de la enfermedad vascular aterosclerótica y la diabetes tipo 2 (Paul, 2009; Rinki et al., 2013). Dado los antecedentes del aumento de síndrome metabólico es de importancia buscar alternativas terapéuticas no farmacológicas como el uso de algas marinas. En el presente trabajo se propone el estudio y aplicación de dos de ellas. Ulva linza es una macroalga verde (Enteromorpha linza, Chlorophyceae) que constituye un recurso natural renovable presente en grandes cantidades en la costa del Pacífico, sin embargo, no se ha explotado o explorado a fondo, presentando una amplia posibilidad de ser aplicada como nueva fuente de alimentos saludables por sus productos secundarios tales como flavonoides, terpenoides, alcaloides, así como pigmentos clorofila a, b, y carotenoides que le confieren actividad antioxidante, antimicrobiana, antineoplásica, y acción antiviral (Sanaa et al., 2011). Un estudio evaluó el extracto de algas marinas dentro de ellas el género Ulva, los resultados indicaron que los extractos acuosos y etanólicos del alga redujeron significativamente los niveles plasmáticos de triglicéridos y colesterol total y mantuvieron los niveles de HDL óptimos. La extrapolación de estos resultados para el consumo humano indica que su empleo podría prevenir un gran número de enfermedades crónicas como la aterosclerosis y la enfermedad cardiovascular (Viedma, 2005). Lessonia trabeculata es un alga parda, Clase Phaeophyceae en especial correspondiente al orden Laminariales, Familia Lessoniaceae., las algas pardas poseen diversas moléculas bioactivas como polifenoles, enzimas, polisacáridos, ácidos grasos insaturados (Lynn et al., 2010, Zubia et al., 2009) pero sobre todo son fuente de un carotenoide denominado fucoxantina sobresaliente por su potencial efecto anti-obesidad (Park et al., 2011) 3. PARTE EXPERIMENTAL El tratamiento, eutanasia y manejo de animales se realizó de acuerdo a lo estipulado por el comité de ética de la Escuela Nacional de Ciencias Biológicas (ENCB) y por la guía de cuidado de animales en el laboratorio aprobado por el cuidado de animales de la ciudad de México (NOM-062ZOO-1999) y las normas internacionales (AVMA, 2001). Los animales se mantuvieron en cajas metálicas, con cama sanitaria estéril, bajo condiciones controladas de temperatura, humedad y ciclo de luz-oscuridad de 12h (9am-9pm). Se emplearon ratas Wistar macho de 250 ± 20 g. Los animales de experimentación fueron distribuidos en 9 grupos (n=5), Grupo 1: Dieta estándar (ND), Grupo 2: Dieta estándar mas Lessonia trabeculata (NDT), Grupo 3: Dieta estándar más Ulva linza (NDUL), Grupo 4: Dieta alta en carbohidratos (CD), Grupo 5: Dieta alta en carbohidratos mas Lessonia trabeculata (CDT), Grupo 6: Dieta alta en carbohidratos más Ulva linza (CDUL). Grupo 7: Dieta hiperlipídica (LD), Grupo 8: Dieta hiperlipídica más Lessonia trabeculata (LDT), Grupo 9: Dieta hiperlipídica más Ulva linza (LDUL).La composición de las dietas se muestra en la Tabla 1. 2 Componentes Tabla 1. Composición de las dietas Dieta Dieta alta estándar en carbohidratos g/100g Dieta hiperlipídica Proteínas 22.00 21.70 17.80 Carbohidratos 49.00 56.21 43.66 Grasa 4.00 7.10 22.30 Colesterol 1.00 1.00 Colato 0.50 0.50 Fibra 5.00 2.71 2.95 Minerales 7.00 3.78 4.13 Vitaminas 1.00 0.56 0.59 Humedad Contenido energético kJ/g 12.00 6.44 7.08 13.39 15.71 18.57 Las algas secas y pulverizadas fueron administradas vía intragástrica en una emulsión agua/tween 80 en relación 1:9, a una dosis de 400 mg/Kg durante 8 semanas, el grupo control solo recibió el vehículo (agua/ tween), el agua y alimento fue proporcionado ad libitum. A los animales con dieta alta en carbohidratos también se les administró fructosa al 60% (1 ml por 100 g de peso) vía intragástrica una hora después de la administración del alga. Al término de las 8 semanas se determinaron parámetros fisiológicos y bioquímicos para comprobar la inducción de síndrome metabólico. Como resultados los modelos provocaron hipertensión, aumento de peso corporal, en el tejido adiposo visceral, resistencia a la insulina, intolerancia a la glucosa, hipercolesterolemia, hipertrigliceridemia, daño al ADN y oxidación de lípidos y proteínas, con una notable mejoría al administrar Lessonia trabeculata y Ulva linza como se puedo observar en la figura 1. 3 Figura 1. Resultados de presión arterial. Letras diferentes indican diferencia significativa (p ≤ 0.05). ANOVA SNK (Student-Newman-Keuls). ND: Dieta estándar, NDT: Dieta estándar más Lessonia trabeculata, NDUL: Dieta estándar más Ulva linza, CD: Dieta alta en carbohidratos, CDT: Dieta alta en carbohidratos más Lessonia trabeculata, CDUL: Dieta alta en carbohidratos más Ulva linza, LD: Dieta hiperlipídica, LDT: Dieta hiperlipídica más Lessonia trabeculata, LDUL: Dieta hiperlipídica más Ulva linza 4. CONCLUSIONES Se hace evidente, que cuando se analiza la actividad antioxidante de las algas completas sus efectos pueden ser explicados por la presencia de una o varias moléculas, existiendo un posible efecto aditivo o sinérgico entre ellas, este hecho explicaría los diferentes mecanismos por los cuales las dos algas estudiadas hacen frente al estrés oxidativo pudiendo emplearse como alternativa para el tratamiento del síndrome metabólico BIBLIOGRAFÍA 1. H.N. Dai, W. Isuru, S.V. Thanh, V.T Quang, K.K. Se. “Marine food-derived functional ingredients as potential antioxidants in the food industry”, An overview, Food Res. Int., Vol. 44, 2, 2011, pp. 523-529. 2. B. Echavarría, A. Franco, A. Martínez. “Evaluación de la actividad antioxidante y determinación del contenido de compuestos fenólicos en extractos de macroalgas del caribe colombiano”, Vitae, Vol. 16, 1, 2009, pp. 126-131. 3. A. Vidal, A.W Silva, E.R. Silva, A.M. Pavan, R. Lima, A. Fallarero, A. Batista, F.J. Mancini, “Actividad antioxidante y polifenoles de las algas marinas Halimeda opuntia y Halimeda monile”, Ars. Pharm., Vol. 50, 1, 2009, pp. 24-31. 4 4. S.C. Kumar, O.P. Ganesan, N. Bhaskar. “ In vitro antioxidant activities of three selected brown seaweeds of India”, Food Chem., Vol. 107, 2008, pp. 707–713. 5. Y.L. Chewa, Y.Y. Lima, M. Omara, K.S Khoob. “Antioxidant activity of three edible seaweeds from two areas in South East Asia”. Food Sci. Technol., Vol. 41, 2008, pp. 1067– 1072. 6. S. Stephanie, W. Glyn, M. Luca. “Is the metabolic syndrome caused by a high fructose, and relatively low fat, low cholesterol diet? ”, Arch. Med. Sci., Vol 7,1, 2011, pp. 8-20. 7. L.H. Paul, “A comprehensive definition for metabolic syndrome”, Dis. Model. Mech., Vol. 2, 2009, pp. 231-237. 8. M. Rinki, W.C. Richard, D.K. Jeremy. “Pathogenesis of the Metabolic Syndrome: Insights from Monogenic Disorders”. Mediat. Inflamm., 2013, Article ID 920214. 15 pages. http://dx.doi.org/10.1155/2013/920214. 9. M.M. Sanaa, E.A Shanab, A. Eman, F. El. “Enteromorpha compressa Exhibits Potent Antioxidant Activity”, J Biomed and Biotechnol., 2011, Article ID 726405, 11 pages doi:10.1155/2011/726405. 10. O. Viedma, J. Araya, P. Robert, N. Romero, L. Masson. “Efecto hipocolesterolémico de extractos de algas D. antarctica y Ulva lactuca”, Nutr. Hosp., Vol. 20, 2005, pp. 139-149. 11. M.C Lynn, D.J. Garbary, “Antioxidants from macroalgae: potential applications in human health and nutrition”, Algae, Vol 25, 4, 2010, pp. 155-17. 12. M. Zubia, M.S. Fabre, V. Kerjean, L.K Le, P.V. Stiger, M. Fauchon, E. Deslandes, “Antioxidant and antitumor activities of some Phaeophyta from Brittany Coasts”, Food Chem.,116, 2009, pp. 693-701. 13. H. Park, M. Lee, Y. Park, Y. Shin, M. Choi. “Beneficial effects of Undaria pinnatifida ethanol extract on diet-induced-insulin resistance in C57BL/6J mice”, Food Chem. Toxicol., Vol 49, 2011, pp. 727–733. 5