Las microalgas: una fuente renovable para la obtención de ácidos grasos omega-3 de cadena larga para la nutrición humana y animal / Microalgae: A renewable source for obtaining omega-3 long-chain fatty acids for human and animal nutrition

Omega-3 long-chain polyunsaturated fatty acids (omega-3 LCPUFA) EPA and DHA, are currently considered of nutritional importance due the numerous positive health effects observed from its administration both in human and animal nutrition. However, sources to provide these fatty acids for supplementation are not abundant, being mainly fish oil in the case of humans and fish meal and fish oil in the case of animals, the main nutritional sources of omega-3 LCPUFA. However, fish meal and fish oil are products that have begun to diminish its availability primarily due to overexploitation of the fish resource, which currently produces a high cost of these products. Some vegetable oils contain alpha-linolenic acid, which is also an omega-3 fatty acid and the precursor of omega-3 LCPUFA, but that does not replace EPA and DHA in their nutritional effects. More recently microalgae have emerged as a renewable alternative for obtaining of omega-3 LCPUFA, mainly for its composition of EPA and/or DHA and good extractive yielding. These microorganisms can be artificially cultivated at industrial scale and properly processed as such (lyophilized, microencapsulated) or the oil and/or phospholipids extracted from these organisms (expended as such or microencapsulated), can be used for be added to a variety of foods for humans and animals feed (pets, animal feedlots, fish farming, among others). This paper analyzes the potential for the use of microalgae as source of omega-3 LCPUFA for human and animal nutrition.

Los ácidos grasos polinsaturados omega-3 de cadena larga (AGPICL omega-3) EPA y DHA, son considerados actualmente de gran importancia nutricional debido a los numerosos efectos positivos en la salud observados a partir de su administración tanto en la nutrición humana como animal, por lo cual se sugiere su suplementación. Sin embargo, las fuentes para aportarlos como suplemento no son muchas, siendo principalmente el aceite de pescado, en el caso de los humanos, y la harina y el aceite de pescado en el caso de los animales, la principal fuente de suplementación de AGPICL omega-3. Tanto el aceite de pescado como la harina de pescado son productos que han comenzado han disminuir su disponibilidad debido, principalmente, a la sobreexplotación del recurso pesquero, con lo cual ambos productos tienen actualmente alto valor. Algunos aceites de origen vegetal contienen ácido alfa linolénico, el cual es un ácido graso omega-3 y el precursor de los AGPICL omega-3, pero que no remplaza en sus efectos nutricionales al EPA y DHA. Más recientemente, las microalgas han surgido como una alternativa renovable para la obtención de AGPICL omega-3, principalmente por su aporte de EPA y/o DHA y buen rendimiento de extracción. Estos microorganismos pueden ser cultivados artificialmente a escala industrial y debidamente procesados (liofilizados, microencapsulados, etc.) o el aceite y/o los fosfolípidos extraídos de ellos (consumidos como tal o microencapsulados), puede ser utilizados para adicionarse a una variedad de alimentos tanto para humanos como para animales (mascotas, animales de engorda, peces en cultivo, entre otros). Este trabajo analiza la potencialidad del uso de las microalgas en la nutrición humana y animal como fuentes de AGPICL omega-3.

Fosfolípidos de origen marino: una nueva alternativa para la suplementación con ácidos grasos omega-3 / Phospholipids from marine origin: a new alternative for supplementing omega-3 fatty acids

Nutritional deficit of omega-3 long-chain polyunsaturated fatty acids (omega-3 LCPUFA), mainly eicosapentaenoic acid and docosahexaenoic acid, in the western population due the low consumption of marine products is actually a matter of concern. The classical alternative is the development of products with fish oil containing triglycerides rich in omega-3 LCPUFA: fish oil as such, encapsulated, microencapsulated or nanoencapsulated. However, independently of such procedures, reversion of taste and odor is always produced, avoiding its consumption. Phospholipids from marine origin are at present a more interesting alternative and of major nutritional impact than triglycerides for supplement omega-3 LCPUFA. These natural products have high concentration of omega-3 LCPUFA, mainly docosahexaenoic acid, are also more stable to oxidation and of higher bioavailability than triglycerides, and in addition provide other nutrients having nutritional benefits. However, at present industrial alternatives to obtain marine phospholipids are limited and probably subjected to future regulations or restrictions. This work analyzes the main advantages of marine phospholipids compared to triglycerides as source of omega-3 LCPUFA, the main sources for these nutrients, such as oils obtained from crustaceous, fish meal or by-products from aquaculture, and the future alternatives to provide the pharmaceutical, nutraceutical and food industry phospholipids from marine origin rich in omega-3 LCPUFA.

El déficit nutricional de ácidos grasos omega-3 de cadena larga (AGPICL omega-3), especialmente de ácido eicosapentaenoico y ácido docosahexaenoico en la población occidental debido al bajo consumo de productos del mar, es motivo actual de preocupación. La alternativa más clásica es el desarrollo de productos que contengan aceite de pescado conteniendo triglicéridos con alto contenido de AGPICL omega-3 en diferentes modalidades; aceite como tal, encapsulado, microencapsulado, o nanoencapsulado. Sin embargo, en cualquiera de estas modalidades, siempre se produce la reversión del olor y sabor, impidiendo así su consumo. Actualmente, los fosfolípidos de origen marino representan una alternativa mucho más interesante y de mayor impacto nutricional para suplementar AGPICL omega-3. Estos productos naturales presentan altas concentraciones de AGPICL omega-3, principalmente de ácido docosahexaenoico, son más estables a la oxidación, de mayor biodisponibilidad que los triglicéridos y además aportan otros nutrientes derivados de su estructura, también beneficiosos para la salud. Sin embargo, las alternativas para la obtención de fosfolípidos marinos a nivel industrial son actualmente pocas y posiblemente sujetas a control o restricción futura. Este trabajo analiza las principales ventajas de los fosfolípidos marinos en relación a los triglicéridos derivados del aceite de pescado como aporte de AGPICL omega-3, las principales fuentes de estos nutrientes, como lo son algunos aceites obtenidos de crustáceos, la harina de pescado o los subproductos de la acuicultura, y las futuras alternativas de desarrollo para proveer a la industria farmacéutica, nutracéutica y de alimentos AGPICL omega-3 a partir de fosfolípidos marinos.

Ácidos grasos poliinsaturados de cadena larga ω-3 y enfermedad cardiovascular / N-3 long chain polyunsaturated fatty acids and cardiovascular disease

ω-3 Long-chain polyunsaturated fatty acids (ω-3 LCPUFA) of marine origin, such as eicosapentaenoic acid (EPA) and docosahexaenoic acid (DHA) present in fatty fish or blue fish, have different beneficial effects on human health especially at the cardiovascular level. From the late observations in the 1960s, basic, clinic and epidemiological evidence have established significant cardio protective effects for these fatty acids in reducing the morbidity and mortality from the disease. The cardiovascular benefits of ω-3 LCPUFA of marine origin are targeted on various inflammatory and metabolic pathways which are regulated by these fatty acids, particularly in the vascular endothelium, the inflammatory response and cardiac cells activity. EPA and DHA are transformed into a variety of eicosanoids and docosanoids which have strong anti-inflammatory actions antagonizing the proinflammatory actions of ω-6 LCPUFA. The different molecular mechanisms by which these fatty acids exert cardio protective effects and the clinical and epidemiological evidence demonstrating the reduction in the morbidity and mortality from cardiovascular diseases are discussed.

Los ácidos grasos poliinsaturados de cadena larga ω-3 (AGPICL ω-3) de origen marino, principalmente el ácido eicosapentaenoico (EPA) y el ácido docosahexaenoico (DHA), presentes especialmente en pescados grasos o azules, producen diversos efectos saludables en la salud humana, especialmente a nivel cardiovascular. Desde la década de 1960 han surgido múltiples evidencias básico-clínicas y epidemiológicas que establecen que estos ácidos grasos ejercen un significativo efecto cardioprotector, produciendo una disminución de la morbilidad y de la mortalidad por enfermedad cardiovascular. El EPA y el DHA son transformados eicosanoides y docosanoides que tienen poderosos efectos antiinflamatorios y que antagonizan el efecto proinflamatorio de AGPICL ω-6. Los beneficios a nivel cardiovascular atribuidos a los AGPICL ω-3 de origen marino se centran, principalmente, en la regulación de vías metabólicas de la respuesta inflamatoria en el endotelio vascular y en la actividad de las células cardíacas. Esta revisión discute las diferentes evidencias metabólicas, clínicas y epidemiológicas que demuestran como el consumo de AGPICL ω-3 de origen marino puede reducir la morbilidad y mortalidad por enfermedad cardiovascular.

Ácido docosahexaenoico (DHA), un ácido graso esencial a nivel cerebral / Docosahexaenoic acid (DHA), an essential fatty acid at the brain

Docosahexaenoic acid (C22: 6 -3, DHA) is a long-chain polyun-saturated fatty acid of marine origin essential for the formation and function of the nervous system, particularly the brain and the retina of humans. It has been proposed a remarkable role of DHA during the human evolution, mainly on the growth and development of the brain, effect that allowed the emergence of the first cognitive skills that differentiated our specie from other animals. Currently, DHA is considered a critical nutrient during pregnancy and breastfeeding due to it active participation at both, the structural and functional development of the nervous system in early life. DHA and specifically one of its derivatives known as neuroprotectin D-1 (NPD-1), has neuroprotective properties against brain aging, neurodegenerative diseases and injury caused by the damage generated during brain ischemia-reperfusion episodes. This paper reviews and discusses the importance of DHA in the human brain given the importance of this fatty acid in the development of the tissue and as neuroprotective agent. It also includes a critical view about the use of this noble fatty acid in the population.

El ácido docosahexaenoico (C22:6 ω-3, DHA) es un ácido graso poliinsaturado de cadena larga de origen marino fundamental para la formación y funcionalidad del sistema nervioso, especialmente para el cerebro y la retina de los humanos. Es destacable el rol trascendental que se propone tuvo este ácido graso en la evolución humana, principalmente en el crecimiento y desarrollo cerebral, efecto que permitió el surgimiento de las primeras habilidades cognitivas y de inteligencia que diferenciaron a nuestra especie de otros animales. Actualmente se considera al DHA como un nutriente crítico durante el embarazo y la lactancia debido a su activa participación en el desarrollo del sistema nervioso tanto a nivel estructural como funcional en los primeros años de vida. DHA y específicamente uno de sus derivados conocidos como neuroprotectina D-1 (NPD-1), presenta propiedades neuroprotectoras frente al envejecimiento cerebral, algunas enfermedades neurodegenerativas y a la injuria causada por el daño durante episodios de isquemia-reperfusión cerebral. En este trabajo se revisa y discute la relevancia del DHA a nivel cerebral, considerando la importancia de este ácido graso tanto en el desarrollo cerebral como en los efectos neuroprotectores que presenta. Se incluye, además, una visión crítica sobre el consumo de este noble ácido graso en la población.

Aceites de origen marino; su importancia en la nutrición y en la ciencia de alimentos / Marine oils; nutritional and food science relevance

Marine oils are today valuable products with widely nutritional and food applications because of their high content of long-chain omega-3 fatty acids. Originally, marine oils were by-products from the manufacture of fish meal. However, research in the last years has demonstrated important health benefits of long-chain omega-3 fatty acids for both humans and animals. The present work reviews the health and nutritional effects of the most important omega-3 marine oils fatty acids (eicosapentaenoic acid [EPA] and docosahexaenoic acid fDHAJ), the nutritional bioavailabitity of these fatty acids, the technological alternatives to include them into different foods, and the actual great valorization of DHA. Also, it discusses the incorporation of these fatty acids to public nutritional and health policies, and the technological challenge that must be encouraged by the fish oil producers to incorporate into their manufacture practices to the requirements of the new nutritional utilization of these valuable products.

Los aceites de origen marino son hoy en día valiosos productos con gran aplicación nutricional y alimentaria por su alto contenido de ácidos grasos omega-3 de cadena larga. Originalmente estos aceites eran solo un sub-producto de la fabricación de harina de pescado. Sin embargo, la investigación en los últimos años ha demostrado sus importantes beneficios en la salud tanto humana como animal. El presente trabajo analiza los efectos en la salud y en la nutrición de los principales ácidos grasos omega-3 de origen marino (eicosapentaenoico, EPA y docosahexaenoico, DHA), la biodisponibilidad nutritional de estos ácidos grasos, las alternativas tecnológicas para incorporarlos a diferentes alimentos, la gran valorización actual del DHA, la incorporación de los ácidos grasos omega-3 a las políticas públicas de salud y nutrición, y el desafío tecnológico que significa para las actuales empresas productoras de aceite de pescado el incorporarse a esta nueva modalidad de utilización nutricional de este valioso producto.

Estructuración de lípidos y sustitutos de grasas, ¿lípidos del futuro? / Structured lipids and fat substitutes, the future lipids?

Structured lipids and fat substitutes are technological innovations of the chemistry of fats that may have major future nutritional and technological impact. Structured lipids is referred to the development of different procedures for modifying triacylglycerides in order to provide, or not provide, specific fatty acids of nutritional impact. Fat substitutes are products derived either from triacylglycerides or other raw materials, such as proteins and carbohydrates, aiming to provide zero or very low calories. Both innovative technologies are based and utilize the present knowledge on the biochemistry and physiology of lipids in the human body, particularly referred to the digestion and absorption of fatty acids. Although both technologies are not absolutely consolidated, these fat processes may have the best perspectives in the future from the technological, nutritional, and probably economic point of view. This work reviews the most relevant aspects of both technologies.

La estructuración de los lípidos y los sustitutos de grasas son una de las innovaciones tecnológicas de la química de materias grasas que pueden tener mayor trascendencia en el futuro tanto nutricional como industrial. La estructuración de los lípidos se refiere al desarrollo de triacilglicéridos modificados mediante diferentes procedimientos, químicos o enzimáticos, y cuya estructura es diseñada para aportar, o no aportar, ácidos grasos específicos desde el punto de vista nutricional. Los sustitutos de grasas son productos derivados de triacilglicéridos o de otras materias primas como proteínas y carbohidratos cuyo aporte calórico es cero o muy bajo. Ambas son tecnologías innovadoras que aprovechan, y que utilizan, el conocimiento que tenemos actualmente sobre la bioquímica y la fisiología de los lípidos en el cuerpo humano, particularmente sobre la digestión y la absorción de los ácidos grasos. Si bien, algunas aún no son tecnologías absolutamente consolidadas, son los procesos referidos a materias grasas que muestran mejores perspectivas en el futuro desde el punto de vista tecnológico, nutricional, y posiblemente comercial. En este trabajo, se abordarán en forma independiente los aspectos más relevantes de ambos desarrollos tecnológicos.

Receptores nucleares y regulacion de la expresion génica por acidos grasos poliinsaturados: algo mas que produccion de energía y esencialidad / Nuclear receptors and regulation of gene expression by polyunsaturated fatty acids: something more than energy production and essentiality

Regulation of gene expression is controlled by many molecules which acting in concert may activate o repress a gene or a group of genes. The regulation requires of different nuclear receptors which as homodimers or heterodimers interact with DNA trough the so called DNA interaction domains. The DNA-receptor binding is determined by the presence of specific ligands. The final action of this complex is the activation or repression of gene expression. A number of molecules may act as ligands of nuclear receptors, being fatty acids and their derivatives one of the most important ligands of nutritional origin. Polyunsaturated fatty acids, acting as ligands of nuclear receptors may modulate a wide variety of molecular responses, such as adipocite differentiation, modifying insulin resistance, regulating vascular pressure, inducing apoptosis of tumor cells, modifying carbohydrate metabolism, etc. This new function of fatty acids as important modulators of gene expression goes beyond to the production of energy and essentiality. This work reviews the structure and function of nuclear receptors and the regulatory role of fatty acids in gene expression.

La regulación de la expresión de los genes está determinada por una serie de moléculas que en su conjunto modulan la activación o la represión de un gen o de un grupo de genes. Esta regulación requiere de diferentes receptores nucleares, que en la forma de homodímeros o heterodímeros interactúan con el DNA en lugares específicos denominados dominios de interacción del DNA. La unión del receptor al DNA es determinada por la presencia de ligandos específicos. El resultado final de este complejo proceso produce la activación o la represión de la expresión de un gen. Numerosas moléculas actúan como ligandos de receptores nucleares, siendo los ácidos grasos y sus derivados uno de los ligandos de origen nutricional más importantes. Los ácidos grasos poliinsaturados, al actuar como ligandos de receptores nucleares desencadenan una gran variedad de respuestas celulares; inducen la diferenciación de adipocitos, modifican la resistencia a la insulina, regulan la presión vascular, inducen la apoptósis de células tumorales, modifican el metabolismo de los carbohidratos, etc. Esta nueva función de los ácidos grasos los identifica como importantes reguladores de los genes, con lo cual actualmente se les relaciona con algo más que la producción de energía y la esencialidad. Este trabajo revisa la estructura y función de los receptores nucleares y el rol regulador de los ácidos grasos en la expresión de los genes.

Acido linoleico conjugado: un ácido graso con isomeria trans potencialmente beneficioso / Conjugated linoleic acid: a trans isomer fatty acid potentially beneficial

El ácido linoleico conjugado (ALC) es un ácido graso que presenta un tipo de isomeria trans, y que tiene variados efectos beneficiosos para la salud. La estructura de ALC más común que existe en la naturaleza, corresponde a la configuración de isómero 9c (cis), 11t (trans). El ALC se encuentra normalmente en tejidos y/o secreciones (leche) de rumiantes y es formado por la isomerización del ácido linoleico, por acción de la bacteria del rúmen llamada Butyrivibrio fibrisolven. ALC puede ser sintetizado, tanto en rumiantes como en no rumiantes, por la desaturación del ácido vaccenico (18:1, 11t) en el tracto intestinal y/o en el hígado de estos animales. La ingestión diaria de ALC es muy variable (0,5g/día-1,5g/día), ya que depende por una parte de los hábitos nutricionales ya sea individuales o regionales, o por otra, del consumo de carne, leche o derivados de la leche. Se han descritos diversas propiedades nutricionales y biológicas para los diversos isómeros de ALC, entre las más relevantes se destacan: su efecto hipocolesterolémico y antiaterogénico, su acción inmuno-estimulante, la protección que ofrece contra cierto tipo de cánceres, su función antioxidante y la participación en la reducción de peso corporal. Sin embargo, la confirmación definitiva de todos estos efectos beneficiosos para la salud, requiere de un mayor cuerpo de evidencias clínicas y experimentales que avalen sin lugar a dudas estas acciones de ALC. En la actualidad, diversos productos que contienen ALC se ofrecen en los mercados para la venta, los de mayor éxito, son aquellos productos que muestran que los isómeros de ALC que contienen, permiten reducir peso

El uso de lípidos estructurados en la nutrición: una tecnología que abre nuevas perpectivas en el desarrollo de productos innovadores / Structured lipids in nutrition: a technology for the development of novelty products

Los lípidos, junto con carbohidratos y las proteínas son los principales componentes de la nutrición humana, y los triglicéricos son los principales lípidos presentes en los alimentos. Por lo tanto, toda modificación en el patrón de consumo de lípidos debe estar orientada a la modificación de la composición y estructura de los triglicéricos. L digestión de los triglicéricos por la lipasas bucal, gástrica e intestinal es altamente estereoespecífica en términos del reconocimiento por parte de estas enzimas del tipo de ácido graso que está unido al glicerol. La lipasa ligual-gástrica, la lipasa pancreática, y la lipasa láctea pueden liberar ácidos grasos desde diferentes posiciones de los triglicéridos (sn-1, sn-2 o sn-3), permitiendo la formación de ácidos grasos libres, monoglicéridos y glicerol. Los ácidos grasos de cadenas superiores a C16 pueden formar jabones insolubles de calcio que precipitan en la cavidad intestinal facilitando la formación de deposiciones de mucha consistencia, las que con frecuencia causan transtornos intestinales en niños y adultos. La fórmulas que se han desarrollado para reemplazar a la leche materna, contienen lípidos de origen vegetal o animal que no simulan exactamente la estereoquímica de la leche materna, con lo cual la biodisponibilidad de los ácidos grasos disminuyen y se facilita la formación a partir de estos jabones de calcio insolubles. Esta es una causa común de estreñimiento en lactantes que no reciben lactancia materna y que solo son alimentados con fórmulas. La tecnología enzimática permite la síntesis de triglicéridos con una composición y estereoquímica de ácidos grasos definida. Estos lípidos se conocen como lípidos estructurados y están ahora disponibles para modificar la composición de las fórmulas con el propósito de lograr una estereoquímica similar a la de la leche humana. La adicción de lípidos estructurados a las fórmulas permiten proveer un perfíl nutricional similar al de la leche materna, evitando la formación de jabones isolubles y disminuyendo considerablemente el estreñimiento en los lactantes

Oxidos del colesterol oxisteroles: factores que condicionan su formación, sus efectos biológicos y su presencia en los alimentos / Cholesterol oxides oxisterols: factors conditioning their formation, biological effects and content in foods

Los oxisteroles, productos de oxidación del colesterol, se forman cuando las materias primas o los productos terminados que contienen colesterol son sometidos a tratamientos térmicos, a agentes oxidantes, o a otras condiciones físicas y/o químicas que facilitan la oxidación del colesterol. Los procedimientos analíticos, principalmente basados en técnicas cromatográficas, han permitido identificar al menos 35 oxisteroles diferentes. El mecanismo de formación de los oxisteroles aún no está del todo claro, aunque se propone que los eventos moleculares que producen la oxidación del colesterol son similares, y probablemente simultáneos a los que ocasionan la oxidación de los ácidos grasos insaturados de las grasas y aceites. Se han descrito numerosos efectos biológicos atribuibles a los oxisteroles, como la alteración de la estructura y función de las menbranas celulares, y el cambio en la actividad y en la expresión de enzimas involucradas en la biosíntesis del colesterol. En otras actividades celulares, los oxisteroles afectan la coagulación de la sangre, y se ha propuesto que serían potencialmente más aterogénicos que el propio colesterol. La presencia de cantidades relativamente altas de oxisteroles en alimentos de consumo habitual es motivo de preocupación, por lo cual se busca desarrollar procedimientos que impidan su formación. El rol de los antioxidantes sintéticos convencionales, así como de aquellos de origen natural de nuevo desarrollo, en la prevención de la formación de oxisteroles, principalmente en alimentos, es motivo de activa investigación

Acidos grasos omega-3 de cadena larga en la nutrición humana y animal: un modelo de alimentos funcionales / Long chain omega-3 fatty acids in human and animal nutrition: a model for functional foods

Los ácidos grasos omega-3 de cadena larga, especialmente el ácido eicosapentaenoico (EPA) y el ácido docosahexaenoico (DHA) han adquirido gran importancia por sus efectos en la salud y en la nutrición tanto humana como animal. Estos ácidos grasos están disponibles principalmente a partir de los productos de origen marino, siendo los peces y los productos industriales que se obtienen de estos, la harina y el aceite, las fuentes más importantes. La necesidad de suplementar nuestra nutrición con EPA y/o DHA, debido al déficit creciente que se observa en su consumo en la dieta occidental, ha motivado a la industria de alimentación humana y animal, a buscar procedimientos que permitan aumentar la ingesta de EPA y DHA a través del desarrollo de alimentos funcionales. Actualmente se elabora una gran variedad de productos que contienen EPA y DHA, o solamente DHA, de acuerdo a los requerimientos. Es así que es posible adquirir leches, yogurts, bebidas, margarinas, mayonesas, pan, productos para la alimentación materno-infantil, entre otros, enriquecidos con diferentes cantidades de estos ácidos grasos. Otra alternativa muy interesante y de gran proyección es el enriquecimiento de la carne y los huevos de aves, de la carne de cerdos y de la leche de vaca, con ácidos grasos omega-3 de cadena larga a través de la manipulación nutricional de estos animales. Este trabajo resume los principales productos enriquecidos con EPA y DHA disponibles en el mercado, y discute el rol que puede tener la industria alimentaria en la proyección hacia la salud y la nutrición humana al enriquecer alimentos con ácidos grasos omega-3 de cadena larga