glutamato

11/08/2014
Contenido de aminoácidos libres en la lecha materna y
sus potenciales efectos en el desarrollo del lactante
Manuel E. Baldeón M.D., Ph. D.
Centro de Investigación Traslacional
Universidad de Las Américas
Facultad de Medicina
Instituto Para el Estudio del Glutamato en Latinoamérica - IGSSA
University of Massachusetts
School of Medicine
Agosto - 2014
Índice
● IMPORTANCIA FISIOLÓGICA DEL GLUTAMATO
● BALANCE ENERGÉTICO
● EFECTO POTENCIAL DEL GLUTAMATO EN EL BALANCE ENERGÉTICO
● AMINOÁCIDOS LIBRES EN LA LECHE MATERNA EN MUJERES ECUATORIANAS
● CONCLUSIONES
Baldeón ME, 2014
1
11/08/2014
IMPORTANCIA FISIOLÓGICA DEL GLUTAMATO
1. Síntesis de proteínas
2. Regulación del pH
3. Síntesis de urea
4. Gluconeogénesis hepática y renal
5. Neuro-transmisor y precursor de neuro-transmisores
6. Síntesis de ácidos nucleicos
Baldeón ME, 2014
IMPORTANCIA FISIOLÓGICA DEL GLUTAMATO
7. Producción de glutatión
8. Transporte de nitrógeno
9. Fuente de energía y regulador de la diferenciación del epitelio intestinal
y de células inmunes
10. Sabor umami
11. Balance energético
Baldeón ME, 2014
2
11/08/2014
El control del balance energético un
proceso complejo
• Sistemas de Control: SNC – Endócrino – Inmune
• Corto: CCK, bombesina, glucagón, enterostatina,
poli péptido pancreático
• Mediano: péptido YY,
• Largo: insulina y leptina
Baldeón ME, 2014
3. Cuando se pierde peso hay
niveles bajos de leptina e
insulina incrementándose la
actividad de vías neuronales
anabólicas que estimulan la
ingesta y suprimen el gasto de
energía y disminuyen la actividad de vías catabólicas que
causan anorexia y pérdida de
peso
4. El consumo de alimentos
genera señales nerviosas y
hormonales para el cerebro.
Vías centrales efectoras
sensibles a la leptina e
insulina interactúan con
circuitos de la saciedad para
regular el tamaño de las
comidas, modulando la
ingesta y el gasto de energía
2. La leptina y la insulina
circulantes actuan sobre el
hipotálamo suprimiendo
circuitos neuronales anabólicos que estimulan el
apetito e inhiben gasto
de energía y al mismo
tiempo activan circuitos
catabólicos que inhiben la
ingesta de alimentos e
incrementan el gasto de
energía
1. La leptina y la insulina
circulan en la sangre en
concentraciones proporcionales a la grasa corporal y
al balance energético
Schwartz MW. Et al Nature 404:661-671 2000
3
11/08/2014
Centros de control del apetito en el Hipotálamo
computing
Hypothalamic appetite centres
lateral hypothalamus - hunger centres
ventromedial hypothalamus
satiety centres
amygdala (temporal lobe) – learned food behaviour

Presentation copyright © 2002 David A Bender and some images copyright © 2002 Taylor & Francis Ltd
El control del balance energético un
proceso complejo
• Teoría glucostática
Macronutrientes
• Teoría lipostática
CO2
Coenzimas
oxidativas
Coenzimas
reductivas
H2O
Cadena de transporte
de electrones
ADP
1/2 O2
ATP
• Teoría energostática
Trabajo físico y químico
• PROTEOSTATO - Glutamato ??
Baldeón ME, 2014
4
11/08/2014
Función de los sabores
Los sentidos del sabor y olor en la alimentación preparan
para la digestión de los alimentos
Sabor
Información
Umami
Dulce
Salado
Agrio
Amargo
Función Fisiológica
Proteína
Jugos digestivos
Energía
Jugos digestivos
Electrolitos
Balance hidro-electrolitos
Alimentos dañados
Rechazo
Compuesto tóxico
Rechazo
Receptores del sabor Umami
Receptores para
el sabor Umami
Eje - entero - Cefáico
Receptores para
el sabor Umami
5
11/08/2014
Espectro de AA y su reconocimiento gástrico
AAs
NaCl
Glucose
Prolin
Tryptophan
Phenylalanine
Lysine
Histidine
Arginine
Glutamine
Glutamic acid
Asparagine
Aspartic acid
Leucine
Isoleucine
Serine
Threonine
Cysteine
Methionine
Valine
Glycine
Relative Nerve activity
Others
IMP
El estómago puede “saborear” sustancias umami (MSG,
H.Uneyama,、K.Torii Am.J.Physiol.,2006
IMP)
Tongue
stomach
Brain
mGluR1
Marker
NTC
stomach
Brain
Marker
mGluR5
Stomach RT(-)
Receptor de glutamato en el estómago:
mRNA
1848 bp
a-Gustducin
754 bp
b-Actin
799 bp
(San Gabriel, A. et al., FEBS Let. 2007)
6
11/08/2014
Receptor de glutamato en el estómago:
Proteína
Pepsinogen
Verified
Muc ５ac
H+,K+-ATPase
Parietal cell
Chief cell*
Mucous cell
(San Gabriel, A. et al, FEBS Let. 2007)
Respuestas aferentes gástricas estimuladas por el glutamato
intestinal
Uneyama H et al. Am J Physiol Gastrointest Liver Physiol
2006;291:G1163-G1170
7
11/08/2014
Actividad Aferente del Nervio Vago
50
Spikes /s
Spikes /s
60
40
30
20
10
0
Spikes/s
Cont. PCPA
Cont.
basal
Cont.
Cont.
70
60
50
40
30
20
10
0
PCPA
Glu, i.g.
5-HT depletion
Spikes/s
Cont.
Cont.
L
- NAME
basal
Cont. L - NAME
Cont.
Glu, i.g.
NO synthase inhibition
Non-selective
Luminal amino acid sensing in the rat gastric mucosa
Uneyama et al. Am J Physiol Gastrointest Liver Physiol. 2006;
291(6):G1163-70
La administración intragástrica de 1% MSG activa
la corteza insular y el hipotálamo
4 min
24 min
VMH
DMH
ICx
Taste and visceral
sensory input
t=6
LHA
Hypothalamus
Regulation of
autonomic nervous system
t=0
NeuroReport (2008)
8
11/08/2014
Resumiendo hasta aquí:
5. Satiety??
The Pharmaceutical Society of Japan, 2011, 131:1699
Efecto del glutamato en el metabolismo:
Estudios en animales
MSG intake suppresses weight gain, fat deposition, and
plasma leptin levels in male Sprague–Dawley rats
Takashi Kondoh, Kunio Torii
Physiology & Behavior 95 (2008) 135–144
9
11/08/2014
El consumo de MSG (1%) reduce la ganancia de peso
corporal sin cambios en la ingesta y biomarcadores en ratas
alimentadas con dieta hipercalórica
Intake
Weight
800
Body Weight (g)
25
20
15
10
5
600
400
1% MSG
200
0
0
Water
3
MSG
Triglyceride (mg/dl)
4
2
0
9
Triglyceride
8
6
6
12
15
18
Age (weeks)
Insulin
Plasma Insulin (ng/ml)
Water
Total cholesterol
Total Cholesterol (mg/dl)
Food Intake (g)
30
250
200
150
100
50
0
Water MSG
Water MSG
200
150
100
50
0
Water MSG
El consumo MSG (1%) reduce la acumulación de grasa y las
concentraciones de leptina en ratas alimentadas con dieta
hipercalórica
Physiology & Behavior (2008)
80
Subcutaneous fat
60
*
40
20
0
Water
MSG
Volume of Fat (ml)
Male
Plasma Leptin (ng/ml)
MRI image
MSG
Volume of Fat (ml)
Water
25
Leptin
20
**
15
10
5
0
Water
100
MSG
Abdominal fat
*
80
60
40
20
0
Water
MSG
10
11/08/2014
Conclusiones
• El consumo voluntario de MSG redujo la ganancia de peso, acumulación de
grasa y los niveles de leptina
• El consumo voluntarios de MSG no alteró los el consumo de alimentos, la
masa muscular, la presión sanguínea y marcadores metabólicos como perfil
lipídico y glucosa
• El menor peso del grupo que voluntariamente consumió MSG podría
deberse al aumento en el gasto de energía
• Los cambios observados por el consumo de MSG podría deberse a la
estimulación de receptores de glutamato conectados funcionalmente al
nervio vago
Physiology & Behavior 95 (2008) 135–144
Efecto del glutamato en el metabolismo:
Estudios en clínicos
Infant regulation of intake: the effect of free glutamate
content in infant formulas
Alison K Ventura, Gary K Beauchamp, and Julie A Mennella.
Am J Clin Nutr 2012;95:875–81
11
11/08/2014
Objetivo
• El objetivo del estudio fue determinar si
diferencias en las concentraciones de amino
ácidos libres – glutamato – eran suficientes
para producir diferencias en la ingesta cuando
los lactantes consumían CMF (fórmula en base
a leche de vaca), CMF+MSG o ePHF (fórmula
en base a proteína extensamente hidrolizada)
Am J Clin Nutr 2012;95:875–81
Metodología
Am J Clin Nutr 2012;95:875-881
12
11/08/2014
Amount of formula that the infants consumed while feeding CMF (white bars), CMF+glu (gray
bars), and ePHF (black bars) during the first formula meal (A) and the amount of CMF (mL) that
the infants consumed during the second formula meal (B).
Am J Clin Nutr 2012;95:875-881
Conclusiones
•
Las diferencias en la saciedad de los niños que consumieron CMF y
CMF+glu es más probable que se deban al aumento del glutamato.
•
El consumo de CMF+glu y ePHF tienen efectos similares en la saciedad de
los lactantes.
•
El contenido de glutamato en las fórmulas analizadas influye en el
comportamiento de alimentación en los lactantes.
Am J Clin Nutr 2012;95:875–81
13
11/08/2014
• Supplementing chicken broth with monosodium
glutamate reduces energy intake from high fat and
sweet snacks in middle-aged healthy women.
Appetite 79:158-65
•
Imada T, Hao SS, Torii K, Kimura E.
Appetite, 2014, 79:158-165
Objetivo
• Probar si el consumo de glutamato (MSG) e
inosinato-monofosfato (IMP) afectaba el
apetito, el consumo de energía y la selección
de los alimentos
Appetite, 2014, 79:158-165
14
11/08/2014
Appetite, 2014, 79:158-165
Conclusiones
•
Consumir MSG antes ingerir snacks ricos en carbohidratos y grasa resultó
en una menor ingesta de este tipo de snacks.
•
Consumir MSG antes ingerir snacks ricos en carbohidratos y grasa no tuvo
efecto en el apetito de las participantes en el estudio.
•
Los resultados muestran una potencial influencia del MSG en el consumo
de calorías y en la selección de alimentos.
Appetite, 2014, 79:158-165
15
11/08/2014
EFECTO DEL USO DE GLUTAMATO MONOSÓDICO SOBRE LA
SENSACIÓN DE SACIEDAD Y HAMBRE
• Objetivos: Evaluar el efecto del consumo de
un refrigerio basado en L. Mutabilis rico en
glutamato sobre las sensaciones de hambre y
saciedad.
Baldeón ME, et al., 2014
Métodos
Tabla No. 1 Grupos y tratamientos experimentales
GRUPO
TRATAMIENTO
G1 (n=7)
10 g de maíz tostado
G2 (n=8)
10 g un tentempié a base de L. mutabilis + dosis baja de
GMS
G3 (n=5)
10 g un tentempié a base de L. mutabilis + dosis media
de GMS
Llegada
participantes
10:30
G4 (n=6)
10 g de chocho
G5 (n=8)
1 vaso de agua natural sin gas
Toma de
datos
Evaluación de
Hambre/saciedad
11:00
12:00
Consumo de
snacks
Evaluación de
Hambre/saciedad
Consumo de
almuerzo
Evaluación de
Hambre/saciedad
12:30
12:50
13:00
14:00
Baldeón ME, et al., 2014
16
11/08/2014
Resultados
(A)
9
8
(B)
8
7,057
7
6,12
6
9
5,4
*
*
7,382
6,925
7
5,7
5,763
5,95
6
5
5
4
4
3
3
2
2
1
1
0
5,276
5
0
1
2
3
4
5
(C)
1.
2.
3.
4.
5.
Maíz
Lupinus MSG
Lupinus MSG +
Lupinus
Agua
Baldeón ME, et al., 2014
9
1
2
3
4
5
1,94
2,054
4
5
8
7
6
5
4
3,012
3
2,341
1,661
2
1
0
1
2
3
Conclusiones
•
El consumo de un refrigerio basado en L. mutabilis rico en glutamato
disminuyó la sensación de hambre.
•
El consumo de un refrigerio basado en L. mutabilis rico en glutamato
aumentó la sensación de saciedad.
Baldeón ME, et al., 2014
17
11/08/2014
Free amino acid content in breast milk of adolescent and adult
mothers in Ecuador
Baldeón ME, Mennella JA, Flores N, Fornasini M, San Gabriel A
SpringerPlus 2014, 3:104
Objetivo
• Cuantificar las concetraciones de amino ácidos
libres (FAA) en leche materna, calostro, leche de
transición, y leche madura y probar la hipótesis
de que los cambios en el tiempo en los perfiles
de FAA estarían en función de la edad de las
madres.
Baldeón ME, et al., SpringerPlus 2014, 3:104
18
11/08/2014
Caracteristicas demográficas de los grupos
DEMOGRAPHIC Adolescents
Adults
CARACTERISTICS
(N=39)
(N=26)
AGE (yr)
16,4±0,9
21,5±2,7
MARITAL STATUS
Married
0
10
Living Together
20
3
Single
15
12
Not reported
4
1
ETHNICITY
White
0
0
Black
1 (3%)
0
Mestizo
36 (92%)
26 (100%)
Indian
2 (5%)
0
DEMOGRAPHIC
CARACTERISTICS
EDUCATION
Lower School
High School (1-3 yr)
Graduated High
School
College
Technical School
Graduated from
College
Not reported
Adolescents
(N=39)
Adults
(N=26)
10
23
1
0
2
0
0
8
12
1
0
1
4
3
FAMILY STATUS
All participants
belong to low
socioeconomic
status
Baldeón ME, et al., SpringerPlus 2014, 3:104
Aminoácidos Totales (µmol/dL)
Baldeón et al. SpringerPlus 2014, 3:104
19
11/08/2014
Aminoácidos Esenciales (µmol/dL)
Baldeón et al. SpringerPlus 2014, 3:104
Aminoácidos No-Esenciales (µmol/dL)
Baldeón et al. SpringerPlus 2014, 3:104
20
11/08/2014
Conclusiones
•
La mayoría de las madres adolescentes y adultas del presente estudio
fueron mestizas, de nivel socio económico bajo, solteras, con bajos niveles
de escolaridad especialmente las madres adolescentes.
•
Las concentraciones de aminoácidos libres totales, esenciales y noesenciales en la leche materna se incrementó con el tiempo de la
lactancia.
•
Los cambios en las concentraciones de los amino ácidos libres en la leche
materna no están relacionados con la edad de la madre.
Baldeón et al. SpringerPlus 2014, 3:104
Risk of bottle-feeding for rapid weight gain during the
first year of life
Risk of bottle-feeding for rapid weight gain during the first year of life
Li R, Magadia J, Fein SB, Grummer-Strawn LM. Arch Pediatr Adolesc Med 2012, 166:431
21
11/08/2014
Objetivo
Determinar la asociación entre la ganancia de peso con
la forma de alimentación y con el tipo de leche que
reciben los lactantes.
Li R et al., 2012
Metodología
Estudio longitudinal que incluyó a 1.899 niños desde el
nacimiento hasta la edad de un año.
Análisis de varios niveles para estimar la ganancia de
peso por el tipo de leche y la forma de alimentación de
los niños.
Li R et al., 2012
22
11/08/2014
Resultados
Li R et al., 2012
3
Resultados
Li R et al., 2012
23
11/08/2014
Conclusiones
•
La alimentación con biberón puede ser un factor independiente asociado
con la ganancia de peso de los infantes.
•
Los infantes cuando son amamantados directamente con leche materna
tienen un papel más activo para determinar su ingesta.
•
Además de las propiedades únicas de la leche materna (leptina) la
habilidad de los lactantes que se alimentan directamente con leche
materna para auto regular su consumo de energía puede ser importante.
Li R et al., 2012
Proteo-stato – Glutamato
Saciedad/Uso deEnergía
?
Nervio Vago
L- Glutamato
en la dieta
Estómago
Generación de calor?
Baldeón ME, 2008
24
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Las diferencias observadas en el contenido de aminoácidos libres en la leche
materna deben tomarse encuenta en la clínica pediátrica y la industria
alimentaria para el uso adecuado de estas leches.
Se requieren más estudios que permitan evaluar como las variaciones en las
concentraciones de glutamato/glutamina podrían modular la maduración de
los lactantes tanto en condiciones fisiológicas como en estados patológicos.
Baldeón ME, 2014
Agradecimientos
• Voluntarias Participantes
• Maternidad Isidro Ayora de la Ciudad de Quito
• AJINOMOTO Foundation for the development of the community
• International Glutamate Technical Committee
• Life Science Institute – AJINOMOTO, Japan
• Centro de Investigación Traslacional – Universidad de las Américas
Baldeón ME, 2014
25
11/08/2014
Gracias por su atención
[email protected]
Baldeón ME, 2014
26