Desarrollo de formulaciones alimentarias basadas en chenopodium quinoa y salvia hispanica l. Con función preventivo/terapéutica de trastornos en el metabolismo de la glucosa

Resumen

El incremento de enfermedades relacionadas con alteraciones en la homeostasis de la glucosa (i.e., obesidad, diabetes, glucogenosis), ha generado un continuo interés en el consumo de productos saludables, entre los que se encuentran los elaborados con pseudocereales como la quinoa (Chenopodium quinoa) y oleaginosas como la chía (Salvia hispanica L.) debido a su valor nutricional, propiedades saludables y tecno-funcionales. Es por ello que, en la presente tesis, se ha estudiado en un primer objetivo el almidón de quinoa comparado con otros almidones comerciales (i.e., patata, arroz, trigo, maíz), donde se ha determinado sus propiedades térmicas y de pasta y el efecto del tratamiento hidrotérmico en sus cinéticas de liberación de glucosa. Además, se ha evaluado el efecto de añadir harina de chía desgrasada en los flujos de glucosa, así como en la respuesta metabólica en células hepáticas de origen humano (HepG2). Como segundo objetivo de la tesis, se ha estudiado el efecto de remplazar harina de trigo por harina de quinoa roja (25 %), quinoa blanca (25 %), chía (20 %) y chía semidesgrasada (20 %) en formulaciones de pan. Se han administrado los diferentes productos a ratones para observar el impacto fisiológico de estos ingredientes en combinación con una dieta alta en grasa. Se han establecido tres modelos murinos (hiperglucemia, predisposición transgeneracional al acúmulo lipídico hepático y deficiencia en hierro), centrándonos en la contribución inmunonutricional del eje enterohepático sobre el control de la homeostasis de la glucosa. El almidón de quinoa mostró parámetros tecnológicos (como valores bajos de temperatura de inicio de gelatinización y de pasta, así como un alto pico de viscosidad) obteniendo una mayor susceptibilidad a la gelatinización y correlacionándose con su mayor digestibilidad comparada con otros almidones. La incorporación de harina de chía desgrasada no afectó significativamente al cálculo del coeficiente de difusión de glucosa, si bien, disminuyó la respuesta metabólica mitocondrial, en presencia de insulina, en los cultivos de células HepG2. En relación con los ensayos preclínicos in vivo con ratones, la administración de los panes con quinoa y chía a ratones hiperglucémicos redujo la resistencia a la insulina (HOMAir) en comparación con el pan de trigo. Sin embargo, en aquellos animales que se administró el pan con harina de chía semidesgrasada se determinaron niveles similares de peroxidación lipídica hepática a aquellos que recibieron el pan de trigo. Este efecto se asocia con el aporte de componentes bioactivos como los inhibidores de proteasa (STPIs), moduladores de la inmunidad innata, más que con el perfil nutricional (cantidad de almidón/omega-3). En animales con tendencia al acúmulo lipídico hepático, la administración de panes con quinoa blanca y chía (sin desgrasar) también mejoró el índice HOMAir respecto al trigo, acompañado de una modulación de la expresión (ARNm) de biomarcadores lipogénicos hepáticos. Estos cambios se asociaron con una variación positiva de la población mieloide en el torrente circulatorio periférico. Esta misma tendencia en las células mieloides también se observó en un modelo de deficiencia en hierro entre los grupos administrados con las formulaciones a base de quinoa y chía (sin desgrasar). Estos grupos de tratamiento mantuvieron normalizados los niveles de glucosa, similares al grupo deficiente en hierro, previniendo el aumento de la glucemia después de la ingesta de dieta alta en grasa, a contraposición de lo que ocurrió con el pan de trigo. Atendiendo a los resultados obtenidos, se concluye que la quinoa y la chía poseen propiedades beneficiosas a través del control inmunonutricional favoreciendo la prevención o la atenuación en el desarrollo de enfermedades metabólicas a través del control de la homeostasis de la glucosa en modelos metabólicos muridos.