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Revista médica de Chile

versión impresa ISSN 0034-9887

Rev. méd. Chile v.134 n.7 Santiago jul. 2006

http://dx.doi.org/10.4067/S0034-98872006000700008 

 

Rev Méd Chile 2006; 134: 855-862

ARTÍCULO DE INVESTIGACIÓN

 

El consumo de Lycopersicum esculentum podría aumentar lipoproteínas de alta densidad (HDL) y disminuir el estrés oxidativo a corto plazo

Short-term Lycopersicum esculentum consumption may increase plasma high density lipoproteins and decrease oxidative stress

 

Eva Madrid A1, Darío Vásquez Za, Fanny Leyton Aa, Christian Mandiola2b, Jorge A Escobar F2c.

1Laboratorio de Morfología, Escuela de Medicina Universidad de Valparaíso. 2Instituto de Química, Facultad de Ciencias Básicas y Matemáticas, Pontificia Universidad Católica de Valparaíso.
aEstudiante de Medicina. Escuela de Medicina, Universidad de Valparaíso.
bBioquímico
cDoctor en Ciencias mención en Bioquímica

Dirección para correspondencia


Background: Tomato has a high antioxidant capacity due to its high content of vitamin C, vitamin E and lycopene that is a powerful free radical scavenger. However, the effects of tomato on plasma lipoproteins is not well known, and there is little evidence about the relationship between tomato consumption and oxidative state changes in humans. Aim: To assess in vivo the effects of dietary supplementation with pure concentrated tomato juice on short term changes in oxidative state and plasma lipoproteins in healthy volunteers. Subjects and methods: Seventeen healthy volunteers were studied. They received a supplement of pure tomato juice during 7 days. At baseline, at the end of the supplementarion period and eight days after the end of the supplementation, a blood sample was drawn to measure total antioxidant capacity (TRAP), enzymatic antioxidants (catalase and superoxide dismutase), non-enzimatic antioxidants (lycopene and a-tocopherol) and plasma lipoproteins. Results: Lycopene level increased early and significantly in comparison with basal levels (48%; p <0.05). TRAP, catalase and superoxide dismutase did not change significantly. HDL cholesterol increased significantly in 5.6±4.3 mg/dL (p <0.002) on the second sampling period, improving the ratio cholesterol/HDL. It returned to baseline in the third period. Conclusions: Dietary supplementation of concentrated tomato juice significantly increases lycopene levels and HDL cholesterol. Non significant changes observed in TRAP, catalase and superoxide dismutase were observed during the supplementation period.

(Key words: Free radical scavengers; Lycopersicon esculentum; Lipoproteins)


El estrés oxidativo se define como la pérdida del equilibrio entre la producción de radicales libres y la acción de los sistemas antioxidantes, a favor de los primeros1.

Los radicales libres o especies reactivas del oxígeno (ROS) y el daño oxidativo inducido por ellas, han sido implicados en la patogenia de varias enfermedades humanas2,3, incluyendo diabetes, formación de placas ateromatosas por oxidación y depósito de lipoproteínas de baja densidad (LDL) y carcinogénesis por genotoxicidad4-6.

Los sistemas antioxidantes que inactivan a radicales libres pueden clasificarse en sistemas enzimáticos de acción intracelular como catalasa (CAT), superóxido dismutasa (SOD) y glutatión peroxidasa7 y sistemas no enzimáticos, que son sustancias eliminadoras o secuestradoras de ROS como el α-tocoferol (vitamina E), ácido ascórbico, carotenos aportados por la dieta, glutatión y licopeno8-10.

Dentro de los agentes antioxidantes no enzimáticos, el licopeno es uno de los antioxidantes más potentes conocido hasta ahora, propiedad dada por su gran capacidad in vitro de secuestrar ROS11 y, en especial, por eliminar el oxígeno singlete5,12,13. Es posible encontrarlo en el plasma humano y sus propiedades químicas le confieren una potencial acción preventiva sobre enfermedades cardiovasculares, protegiendo las biomoléculas críticas como los lípidos y las lipoproteínas de baja densidad (LDL). El licopeno también tiene efecto anticarcinogénico, protegiendo las proteínas y el ADN13,14.

La mayor fuente de licopeno de la dieta occidental lo constituye el tomate (lycopersicum esculentum), que incorpora, además del licopeno, otras sustancias antioxidantes como vitamina C, ß-caroteno y α-tocoferol13.

Se han establecido claramente los niveles séricos de licopeno y cómo éstos varían con el consumo de un derivado de tomate. Sin embargo, sus efectos beneficiosos son significativos sólo cuando se incorpora a través del tomate y no aisladamente4,5. Esto, debido a que el tomate, además de licopeno, presenta múltiples componentes que, supuestamente, pueden actuar de manera sinérgica como antioxidantes a través de interacciones complejas15,16. Estudios observacionales han reportado recientemente la asociación positiva entre consumo de tomate y sus derivados y las concentraciones totales plasmáticas de licopenos y de HDL17.

La mayor parte de la evidencia acumulada se ha hecho en base a estudios efectuados in vitro o retrospectivos, siendo escasos y controversiales los estudios hasta ahora realizados con seres humanos. Toda esta evidencia, y la falta de estudios locales con productos nacionales, nos han llevado a estudiar el potencial antioxidante de tomates provenientes de la zona de Quillota en la Quinta Región de Chile, a través de un análisis de elementos relacionados con las defensas antioxidantes, la producción de radicales libres y lipoproteínas plasmáticas.

MATERIAL Y MÉTODO

Sujetos. Se realizó un estudio experimental longitudinal de medidas repetidas con 20 estudiantes universitarios de Valparaíso, sanos, elegidos al azar, de ambos sexos y de edades que fluctuaron entre los 20 y 25 años. Se aplicó un cuestionario referido a dieta, patologías actuales y previas, consumo de medicamentos, vitaminas, tabaco, alcohol y drogas. Se midieron niveles de presión arterial e índice de masa corporal (IMC). Se excluyeron aquellos individuos que presentaran una o más de las siguientes condiciones: patologías crónicas o agudas, consumo de fármacos o drogas, presión arterial sistólica mayor o igual a 140 mmHg o diastólica mayor o igual a 90 mmHg, IMC mayor a 25 ó menor a 20. El protocolo fue aprobado por el Comité de Ética de la Facultad de Medicina de la Universidad de Valparaíso.

Fueron seleccionados 17 voluntarios (9 hombres y 8 mujeres), los que no presentaron diferencias significativas en edad ni en IMC. Luego de ser instruidos respecto al desarrollo del ensayo, ingresaron al protocolo de investigación dando su consentimiento informado. La experiencia duró 16 días seguidos, el primer día se procedió a tomar una primera muestra de sangre venosa, en ayuno, a cada voluntario (que denominamos muestra A), a fin de establecer sus niveles plasmáticos basales de la actividad superóxido dismutasa (SOD) y catalasa sérica (CAT), medir el potencial antioxidante total (TRAP), los niveles de licopeno y alfa tocoferol plasmáticos, y perfil lipídico. Se suministró durante 7 días a cada voluntario una dosis de jugo concentrado de tomates (Lycopersicum esculentum solanum), de 4 cc/kg peso/día a una concentración de 119,9 µM de licopeno, preparados por una industria regional sin aditivos químicos.

Entre el segundo y octavo día, cada voluntario ingirió diariamente el jugo concentrado de tomates, junto con su dieta habitual, con una preparación y un horario aleatorio. Al noveno día, se tomó una segunda muestra de sangre venosa en ayuno (muestra B), para consignar variaciones de niveles plasmáticos de TRAP, licopeno, actividad de SOD, CAT y variaciones en el perfil lipídico. Al decimosexto día, se tomó una tercera muestra de sangre venosa en ayuno (muestra C), y se realizaron las mismas mediciones.

Obtención de muestra de sangre. Se obtuvo 10 mL de sangre venosa periférica; 5 mL en tubo seco para el análisis lipídico, 5 mL en tubos con citrato para el análisis de los otros marcadores. Los tubos citratados fueron centrifugados a 2.000 rpm, separando plasma de elementos figurados. El plasma fue puesto en un nuevo tubo para una segunda centrifugación. Luego fue fraccionado en muestras de 1 mL y congeladas a -80ºC para su análisis posterior.

Análisis enzimático. CAT: se midió con el método descrito por Aebi18.

SOD: se ocupó el método de epinefrina-adenocromo19.

TRAP: Corresponde a la cantidad de radicales libres que pueden ser "atrapados" por una muestra con propiedades antioxidantes. Se expresan en equivalentes de TROLOX20.

Licopeno y α-tocoferol: Se determinaron mediante Cromatografía Líquida de Alta Presión (HPLC). El equipo; una bomba isocrática M 45 (Waters), un detector UV-Visible LaChrom L-7420 (Merck Hitachi), asociado al software CSW 1.7 (DataApex Ltda. 1998). La columna de fase reversa de (250 x 4,6 mm, 5 mm, C 18) LiChrospher 100 RP-18 (Merck). La fase móvil, fue una mezcla de metanol y tetrahidrofurano estabilizado con BHT 0,1% en una proporción de 85:15. Se trabajó a temperatura ambiente con un flujo de 1 mL/min. Se detectó a una longitud de onda 290 nm.

Licopeno estándar de tomate 90% a 95% (Sigma-Aldrich, St. Louis, MO, USA), se preparó en tetrahidrofurano con BHT al 0,1% en atmósfera de nitrógeno, protegido de la luz y almacenado a -80ºC. El estándar de α-tocoferol (Sigma-Aldrich, St. Louis, MO, USA) se almacenó en oscuridad a -80ºC. De la muestra, se tomaron 250 mL de plasma, se agregaron 500 mL de metanol, se agitó y agregó 3 mL de hexano, se agitó vigorosamente y se centrifugó a 1.800 rpm por 8 min. Se separó el hexano, evaporando por sequedad con N2. El producto obtenido se resuspendió en 250 mL de fase móvil. Las muestras se mantuvieron protegidas de la luz durante todo el proceso de extracción. La detección se realizó mediante kit de detección de licopeno (Sigma-Aldrich, St. Louis, MO, USA).

Análisis de perfil lipídico. El perfil lipídico se determinó en suero con el método CHOD/PAP (Fenol) -GPO/PAP (4 -Clorofenol).

Estadística: Debido al tamaño muestral obtenido y a que los datos no presentaron una distribución normal, se utilizaron pruebas de hipótesis para variables no paramétricas. Análisis de varianza fue usado para enzimas, α-tocoferol y licopeno. Wilcoxon Aldrich para análisis de los valores de lipoproteínas. Se usó el software Stata 8.0 (Stata company, USA). Se consideró significativo un valor de p menor de 0,05.

RESULTADOS

Durante la experiencia dos voluntarios abandonaron el protocolo, ambos por intolerancia al jugo concentrado de tomates (dispepsia). Del total de individuos que completaron el protocolo, a tres no se les tomó sangre el día 16 (muestra C) debido al incumplimiento del ayuno.

Los valores promedio de las siete variables de estudio en las tres mediciones temporales (A, B y C) se muestran en la Tablas 1 y 2. Luego de 7 días de suplementación dietaria con jugo concentrado de tomates, el nivel de HDL y de licopeno aumentaron 9,47% [5,6 mg/dL (p = 0,002)] y 48,27% [0,014 µg/mL (p = 0,023)], respectivamente. Este rápido y significativo efecto se revirtió luego de 7 días de dieta habitual no suplementada, retornando a valores comparables al basal.


Luego de 7 días de suplementación dietaria, la relación colesterol total/HDL y la concentración plasmática de α-tocoferol disminuyeron 4,97% [0,174 (p = 0,042)] y 62,9% [262,6 µg/mL (p = 0,015)], respectivamente, presentando un curso reversible, al igual que HDL y licopeno, luego de siete días de dieta habitual no suplementada.

Figura 1. Concentración de HDL plasmática en mg/dL. HDL1= muestra A (día 0), HDL2 = muestra B (día 7), HLD3= muestra C (día 14).


Figura 2. Índice Colesterol total/ HDL. Indice 1= muestra A (día 0); indice 2= muestra B (día 7); indice 3= muestra C (día 14).


Figura 3. Capacidad antioxidante total en plasma (TRAP) en equivalentes Trolox. Trap 1= muestra A (día 0); Trap 2= muestra B (día 7); Trap 3= muestra C (día 14).

No se observaron variaciones significativas de colesterol total, triglicéridos, LDL o VLDL. Así mismo, los niveles de TRAP, actividad SOD y actividad CAT en el total de individuos no varió significativamente en ninguna de las mediciones respecto al basal grupal e individual (Tabla 1 y Tabla 2).

DISCUSIÓN

El estrés oxidativo ha sido involucrado en múltiples estudios, tanto en la génesis, como en el transcurso de diversas enfermedades humanas9, además, ha logrado ser medido a través de distintas técnicas, una de ellas es el análisis de la actividad de ciertas enzimas en sangre y de la capacidad antioxidante total del plasma21. Hay evidencia publicada que este estrés oxidativo puede ser modificado a través de la ingesta de ciertos alimentos25,26. Dentro de ellos, el tomate y sus derivados tienen gran importancia27. Al respecto, y contrario a lo reportado en estudios in vitro, la actividad de antioxidantes plasmáticos enzimáticos en este estudio no sufren modificaciones significativas con el suministro de jugo concentrado de tomates. Esta situación puede deberse a que el tiempo de exposición al jugo de tomates fue corto y los efectos en la capacidad antioxidante total y en la actividad enzimática final no alcanzan a verificarse, debido a que estas enzimas pueden requerir un mayor tiempo para su inducción a nivel intracelular.

Los antioxidantes no enzimáticos (licopeno y α-tocoferol) sí sufren una modificación manifiesta con el suministro de jugo de tomate. Esto, junto con la mantención de la capacidad antioxidante total del plasma, parece ser expresión de un equilibrio oxidativo compensatorio fisiológico, debido a que la homeostasis de las sustancias oxidantes del organismo se obtiene mediante un control enzimático y la participación de los antioxidantes de los alimentos22.

Las variaciones de antioxidantes no enzimáticos se producen de manera rápida y significativa durante el período de suplementación, retornando a los valores iniciales una semana después. Estas modificaciones resultan altamente sensibles, pero poco permanentes. Estos hallazgos presentan similitudes a lo reportado por Porrini et al, encontrándose aumento de niveles de licopeno posterior a la suplementación con jugo de tomates, sin un aumento concomitante de α-tocoferol. Sin embargo, en ese estudio, la concentración plasmática de α-tocoferol se mantiene en niveles cercanos al basal23. Los niveles de α-tocoferol disminuyen, probablemente, como consecuencia de su acción antioxidante precoz, sin embargo, hay que considerar que ambos antioxidantes no enzimáticos son liposolubles, por lo que el contenido plasmático medido representa solo una pequeña fracción del α-tocoferol y licopeno total inserto en las membranas lipídicas. Además, la diferencia verificada entre los estudios puede tener explicación en la distinta biodisponibilidad de carotenoides en los derivados del tomate que se utilizan en ellos.

La variación del valor de α-tocoferol plasmático, que disminuye en 62,9%, se puede atribuir a las propiedades farmacocinéticas en la absorción y transporte del licopeno, ya que éste estaría utilizando parte de la misma maquinaria de absorción y distribución de carotenoides y vitaminas esenciales que el tocoferol. El licopeno, al presentar una mejor afinidad para asociarse a quilomicrones y algunas otras lipoproteínas, competiría con el α-tocoferol por estos sitios de unión, haciendo que baje su concentración plasmática24. Dado que ambos carotenoides son liposolubles, a partir de estos valores plasmáticos de α-tocoferol no podemos hacer deducciones respecto de la concentración tisular.

La elevación de los valores plasmáticos de HDL resulta rápida y significativa, siendo uno de los aspectos de mayor relevancia en este estudio, ya que presenta una potencial capacidad terapéutica en pacientes con dislipidemias. Estos hallazgos contrastan con lo reportado por Böhm en un estudio de biodisponibilidad de licopeno con 22 mujeres adultas. Sin embargo, son compatibles con reportes recientes de un estudio de tipo observacional en 1.687 adultos mayores del Reino Unido que presenta una asociación positiva entre concentración de licopenos y de HDL17. Parece ser que estos hallazgos resultan sensibles respecto al tamaño muestral del estudio y a la posible interacción de variables confundentes no controladas que modifican el perfil lipídico. En este sentido, el número limitado de individuos de este ensayo podría generar datos que subestimen el efecto de la suplementacion de jugo de tomates en las lipoproteínas plasmáticas. Junto con esto, la importancia del tema nos lleva a postular la necesidad de mayor investigación en este campo.

Futuros estudios han de buscar determinar el grado de óxido reducción de lipoproteínas in vivo, elemento demostrado como precursor de enfermedades cardiovasculares y, probablemente, algunos tipos de cáncer.

 

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Agradecimientos

Al Instituto de Bioquímica de la Pontificia Universidad Católica de Valparaíso, Chile, por la participación en el procesamiento de muestras y uso de equipamientos.

A Conservas Centauro por la preparación de concentrados de tomates de producción limpia.

 

Correspondencia a: Dra. Eva Madrid Arís. Escuela de Medicina, Universidad de Valparaíso. Hontaneda 2653, Valparaíso, Chile. Teléfono: 56 32 507356. Fax: 56 32 507321. E mail: eva.madrid@uv.cl

Recibido el 30 de junio, 2005. Aceptado el 28 de diciembre, 2005.

Declaración de ayuda financiera: Proyecto financiado por Dirección de Proyectos de la Universidad de Valparaíso (DIPUV). Esta institución no tuvo influencia en el diseño del estudio, recolección, análisis o interpretación de los datos, ni en la preparación, revisión o aprobación del manuscrito.