Detrás del color, sabor y aroma de alimentos como el vino tinto, el café, el aceite de oliva, el chocolate negro y los frutos rojos se esconde una familia de compuestos naturales llamados polifenoles.
Además de su atractivo sensorial, desempeñan múltiples funciones en nuestra salud. Por un lado, neutralizan los radicales libres, moléculas de nuestro organismo que en exceso pueden provocar daño celular, reduciendo así el estrés oxidativo. Además, calman la inflamación crónica y ayudan a mantener una microbiota intestinal equilibrada, lo que a su vez mejora las funciones inmunes, metabólicas y cognitivas. Debido a esta amplia gama de beneficios, los polifenoles se están estudiando como componentes dietéticos clave para prevenir enfermedades crónicas y promover un envejecimiento saludable.
Pero hay un obstáculo: una parte importante de estos compuestos llega al intestino grueso en formas que el intestino delgado no puede absorber y, una vez allí, sufre una transformación microbiana, por lo que pierde sus efectos beneficiosos.
Por lo tanto, la mera presencia de polifenoles en la dieta por sí sola no garantiza una utilización biológica eficiente. Por tanto, el principal reto no es tanto aumentar la cantidad que consumimos, sino modular la eficiencia con la que nuestro cuerpo puede absorberlos y utilizarlos una vez ingeridos.
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¿Cómo procesa nuestro cuerpo los polifenoles?
Muchos polifenoles son químicamente inestables. Esto implica que se degradan durante el procesamiento y almacenamiento de los alimentos al exponerse a factores externos como oxígeno, calor, luz o cambios de pH, entre otros.
Una vez ingeridos, sufren nuevas transformaciones a medida que avanzan por el sistema digestivo. Por ejemplo, las antocianinas, responsables de los colores rojo, azul y morado de muchas frutas y verduras, y que son estables y de color intenso en un ambiente ácido, se vuelven más vibrantes cuanto mayor es el pH del intestino.
Este proceso va acompañado de otros procesos metabólicos, como glucuronidación, sulfatación y metilación, así como de degradación microbiana en ácidos fenólicos y aldehídos de bajo peso molecular. Todos estos cambios los transforman químicamente, facilitando su eliminación y reduciendo su actividad original.
Para empeorar las cosas, las interacciones con otros componentes de los alimentos, incluidas las proteínas, la fibra dietética y los lípidos, junto con los efectos de las sales biliares y las enzimas digestivas, pueden reducir aún más su actividad.
Todo ello explica la necesidad de sistemas protectores y de liberación controlada que limiten la degradación, prolonguen la exposición y dirijan la acción de los polifenoles al lugar adecuado del tracto gastrointestinal.
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Mejorar el paso de los polifenoles por el organismo.
Una posibilidad es utilizar sistemas de encapsulación de alimentos basados en biopolímeros que, a modo de "protectores", encapsulan compuestos sensibles para evitar su degradación antes de que puedan ser absorbidos por el organismo.
En particular, las películas multicapa capa por capa (LbL), compuestas de polisacáridos y proteínas, permiten mejorar la resistencia de los polifenoles a la degradación ambiental (por ejemplo, pH, temperatura, luz, etc.) y prolongar la retención gastrointestinal.
La ingeniería de este sistema de encapsulación pionero mejora aún más la retención y la bioactividad durante la digestión, demostrando una alta eficiencia de encapsulación, preservación de la actividad antioxidante y mayor resistencia mecánica y térmica. De esta forma, es posible controlar cómo y cuándo se liberan los polifenoles, de momento en el laboratorio.
La idea detrás de esta iniciativa, que forma parte del proyecto Marie Skłodovska-Curie BIOCOMAT, es crear un sistema para liberar estos polifenoles que se encuentran naturalmente en el chocolate o el vino, del mismo modo que tomar un suplemento de vitamina C sin comer una naranja, o hierro sin comer hígado, y obtener los mismos beneficios.
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El gran desafío: el sistema de liberación óptimo
El próximo desafío en este proceso es diseñar materiales inteligentes que sepan dónde y cuándo liberar su carga. El objetivo es garantizar que los polifenoles permanezcan protegidos del calor, el procesamiento y la digestión y solo se liberen cuando lleguen a la parte adecuada del intestino.
La diferencia entre un suplemento convencional y lo que diseña nuestro equipo es que, a través de los materiales y técnicas utilizadas, se puede controlar cómo estos sistemas de administración se descomponen en el cuerpo y el tiempo que tardan en hacerlo. Entonces, en lugar de liberar polifenoles antes de que pasen por un punto del cuerpo donde no se absorberían adecuadamente, se liberan donde pueden tener un mayor efecto.
Para lograr esto, será necesario ajustar la tasa de liberación en condiciones que imiten el sistema digestivo humano, utilizando modelos computacionales (simulaciones y modelos predictivos) y diseño experimental.
Paralelamente, los avances en la automatización de procesos, desde la distribución hasta el recubrimiento y la medición en tiempo real, garantizarán que la tecnología pueda ampliarse de manera eficiente.
El desafiante objetivo de nuestro laboratorio es, en última instancia, desarrollar un producto fácil de consumir que realmente cumpla lo que promete: brindar los beneficios para la salud de los polifenoles cuando y donde más importan.
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