ContenidoResumen21.Introduccin22.Leguminosas de grano para la alimentacin43.Protenas de leguminosas de grano64.Los efectos beneficiosos de semillas de leguminosas104.1.Las enfermedades cardiovasculares (ECV)114.2.Diabetes114.3.Enfermedades del sistema digestivo114.4.El sobrepeso y la obesidad115.Demostracin de efectos beneficiosos de las protenas de leguminosas seleccionadas125.1.Control de la homeostasis de los lpidos y los efectos hipocolesterolmicos de protenas de soya135.2.El control glucmico de una protena de altramuz165.3.Efectos anti-cancergenos de protenas de leguminosas (inhibidores de la proteasa y lectinas)185.4.Control de peso / obesidad205.5.Propagacin de micronutrientes minerales216.Los efectos sinrgicos227.Una pregunta clave escasamente entendida: el trnsito, el procesamiento y la absorcin de protenas biolgicamente activas en el tracto intestinal238.Bio-actividades cripticas259.Semillas de leguminosas GM y propiedades nutracuticas2610.Conclusiones y perspectivas27

ReseaProtenas de leguminosas de grano y las propiedades nutracuticasMarcello DurantiDepartamento de Ciencias Moleculares Agroalimentaria, Universidad de Miln, Italia.Recibido el 20 de julio de 2005, aceptado 17 de noviembre 2005Disponible en lnea 06 de enero 2006Traducido por Reiverth Canelon V1.0ResumenLas leguminosas de grano son una valiosa fuente de protenas de los alimentos. Se espera que su explotacin crezca en relacin de las necesidades alimentarias de un mundo en crecimiento. Adems, se est llevando a cabo una nueva evaluacin de los efectos beneficiosos de la ingesta alimentaria de semillas de leguminosas, que son la base para diversas demandas de la salud. Las protenas y pptidos coinciden con las actividades biolgicas observadas de semillas de leguminosas, pero su(s) efecto(s) no ha(n) sido completamente revelado(s). Los objetivos de esta resea son: informar los supuestos efectos positivos ms relevantes de las leguminosas del grano en la salud humana y dar cuenta de los conocimientos actuales sobre las actividades biolgicas demostradas de las protenas de las semillas de leguminosas. Se reportan los efectos especficos sobre la prevencin y tratamiento de diversas enfermedades, en su mayora de los cuales son tpicos de los pases ricos. Se dan ejemplos de los estudios a nivel molecular destinadas a dilucidar el(los) mecanismo(s) subyacente(s). Tambin se consideran las perspectivas sobre la explotacin de protenas de leguminosas apuntado en el rea de nutracuticos, incluyendo los enfoques biotecnolgicos. 2005 Elsevier B.V. Todos los derechos reservados.1. IntroduccinLas leguminosas de granos son importantes fuentes de protenas de los alimentos. En muchas regiones del mundo, las semillas de leguminosas son el suministro de protena nica en la dieta. Muy a menudo representan un complemento necesario de otras fuentes de protenas [1]. Por lo tanto, se espera que la importancia de la dieta de semillas de leguminosas crezca en los prximos aos para la demanda de protena (y otros nutrientes) de la creciente poblacin mundial y la necesidad de reducir los riesgos relacionados con el consumo de fuentes de alimento animal, especialmente en los pases desarrollados [2].Recientemente, se est reconociendo que las protenas de los alimentos no son slo una fuente de compuestos constructivos y energticos como los aminocidos, sino que tambin pueden jugar un papel bio-activo por s mismos y/o pueden ser los precursores de pptidos biolgicamente activos con varias funciones fisiolgica. Desde este punto de vista, los ejemplos ms conocidos son pptidos derivados de la casena que se haya demostrado que poseen inmuno-moduladora, antihipertensivo, antitrombtico y actividades opioides [3].Se ha desarrollado una nueva investigacin y el rea productiva en base a estos hallazgos, que fue nombrado nutracuticos. El trmino fue acuado nutracuticos en 1979, como resultado de la fusin de nutrientes y productos farmacuticos, por el fundador de Stephen De Felice y el presidente de la Fundacin para la Innovacin en Medicina (FIM, Cranford, NJ). Nutraceutico es "cualquier alimento, o una parte de los alimentos, considerado para proporcionar beneficios para la salud, incluyendo la prevencin y tratamiento de la enfermedad". Otras definiciones relacionadas, sin embargo, conceptualmente diferente, se aplicaron a los suplementos dietticos (una sustancia producida por el aislamiento o purificacin de cultivo microbiano que da beneficios para la salud), los alimentos funcionales (un alimento de ingeniera o complementado para dar un mejor valor nutricional) y los alimentos mdicos (un alimento que tiene inherente o aadido propiedades medicinales) [4]. El uso de estos trminos a menudo se confunde y a veces engaan, porque la atribucin de funciones especficas a un alimento o un componente alimenticio no siempre se demuestra cientficamente ya que las relaciones causa/efecto de componentes de los alimentos individuales son difciles de probar, especialmente en el hombre. Sin embargo, esta tendencia reciente est contribuyendo a aadir significados ms profundos en la conciencia de que los alimentos y la salud van en paralelo. Un enfoque emprico y general a los efectos beneficiosos de la dieta sobre el bienestar humano consiste en recomendar la comida sana y saludable como base para la prevencin de enfermedades. Un ejemplo de ello son las indicaciones de la dieta de la Asociacin Americana del corazn (AHA) en la que se apoy fuertemente a seguir una dieta que contenga una variedad de alimentos de todos las categoras de alimentos y hace hincapi en frutas y verduras, productos libres de grasa y lcteos bajos en grasa, cereales y productos de granos, legumbres y frutos secos, pescado, aves y carnes magras. Estas directrices se basan slo en parte sobre los efectos de los componentes de los alimentos conocidos, pero sobre todo destacan el patrn general de comer y tal enfoque es consistente con una amplia variedad de patrones de alimentacin y estilos de vida [5].Como se puede observar, las pautas anteriores apoyan el uso de alimentos de leguminosas de grano, es decir, las semillas de leguminosas que se cultivan para la produccin y consumo de semillas. Ms recientemente, los consejos de otros cientficos han afirmado que "las leguminosas de grano contribuyen efectivamente a una dieta equilibrada y pueden prevenir enfermedades ampliamente difundidas, como la diabetes tipo II y enfermedades cardiovasculares" [6].Aunque las leguminosas de grano son comidos por el hombre en cualquier pas desde hace miles de aos, slo recientemente - dicen hace 20-30 aos - su uso como alimento y sus efectos sobre las personas han comenzado a ser investigado con mtodos adecuados. Esta tendencia est dando lugar a un amplio consenso entre los mdicos, nutricionistas, dietistas y la mayora de las personas que se ocupan de la alimentacin y la salud en los efectos beneficiosos de una limitada pero regular la ingesta de alimentos de semillas de leguminosas. Sin embargo, que son las evidencias nutricionales, farmacolgicos y epidemiolgicos de estas afirmaciones? Qu molculas son responsables de los efectos observados? Una respuesta exhaustiva a estas preguntas debe ser demasiado extensa para una sola revisin, debido a los varios componentes de semillas y las mltiples facetas de este tema. Por tanto, esta revisin se centrar exclusivamente en los efectos demostrados de una sola clase de componentes de leguminosas, es decir la familia de protenas/pptidos. Como cuestin de hecho, esta clase de macromolculas est recibiendo una atencin especial, debido a las actividades biolgicas especficas y directas que algunos de ellos pueden afectar en el cuerpo humano.2. Leguminosas de grano para la alimentacinEn trminos de importancia econmica, las leguminosas son la familia ms importante en la dicotiledneas [7]. La Leguminosa es una de las mayores familias de las plantas con flores con 18.000 especies clasificadas en alrededor de 650 gneros [8]. Esto es un poco menos de un doceavo de todas las plantas con flores conocidas. Las leguminosas constituyen uno de los grupos ms importantes de las plantas para la humanidad. Las legumbres son slo superada por las gramneas (cereales) en la prestacin de los cultivos de alimentos para la agricultura mundial. En comparacin con los granos de cereales, las semillas de las legumbres son ricas en protenas de alta calidad, proporcionando al hombre una fuente de alimento de alto valor nutritivo. Los alimentos bsicos ms importantes, tales como frijoles, soya, lentejas, guisantes y garbanzos, son todas las leguminosas. Se cree que el valor total mundial de legumbres es aproximadamente dos millones de dlares al ao. Muchas ms leguminosas son plantas de alimentos locales. Adems de esas leguminosas cultivadas principalmente para el consumo humano, hay muchos forrajes de importantes rendimiento, abonos verdes y forrajes, por ejemplo, Lupinus (altramuces), Medicago (alfalfa) y Trifolium (trbol). Las legumbres son utilizados para una variedad de otros fines, incluido la madera, la medicina, los taninos y las gomas. Varias especies de Lonchocarpus y Derris son la fuente de la rotenona, que se utiliza como insecticida, veneno de pescado o molusquicida. Algunos rboles de leguminosas producen resinas valiosas, utilizados en barnices, pinturas y lacas. La importancia econmica de la familia es probable que aumente en lugares de presin humanos con mayor demanda en tierras marginales, ya que muchas especies de leguminosas son caractersticos de lugares abiertos y perturbados y estn por lo tanto bien adaptadas para crecer en condiciones pobres [9].

Tabla 1.Lista de legumbres y su produccin. Principales semillas de leguminosas comestibles (leguminosas de granos)Nombre latinoProduccin agrcola mundial * toneladas mtricas*10-3

Legumbres:3819

1. Los frijoles secos (Phaseolus spp incluyendo varias especies ahora en Vigna.):1162

Frijol, la juda, frijol pinto, frijol blancoPhaseolus vulgaris

Lima frijol, frijol mantequillaVigna lunatus

Grano de Adzuki Vigna angularis

Grano mungo, el gramo de oro, gramo verdeVigna radiata

Gramo Negro, urdVigna mungo

Scarlet runner vean(ayocote)Phaseolus coccineus

Grano de arrozVigna umbellata

Grano de PolillaVigna acontifolia

Tepary beanPhaseolus acutifolius

2. habas secas (Vicia faba):

Horse vean(Grano de caballo?)Vicia faba255

Haba verdeVicia faba

Field beanVicia faba

3. Los guisantes secos (Pisum spp.):892

Guisante de jardnPisum sativum var. sativum

Grisante protenico/Proteina de guisantePisum sativum var. arvense

4. GarbanzoCicer arietinum478

5. frijol en seco, guisantes de ojos negro, haba de ojos negrosVigna unguiculatassp. dekindtiana350

6. El Quinchoncho, frijol de palo, guisante de palomaCajanus cajan103

7. LentejasLens culinaris199

8. Cacahuete Bambara, guisante de tierraVigna subterranea

9. Arveja comnVicia sativa99

10. AltramucesLupinus spp.45

11. legumbres menores:

Lablab, haba jacintoLablab purpureus

Frijol Jack, frijol de espadaCanavalia ensiformis, gladiata

Frijol con alasPsophocarpus teragonolobus

Frijol terciopelo, CowitchMucuna pruriens var. utilis

Yam vean(frijol de ame)Pachyrrizus erosus

Las no-legumbres (cultivo aceitoso):

La soyaGlycine max6209

ManiArachis hypogaea1874

*Datos FAOSTAT, 2004[10]

La Organizacin para la Alimentacin y la Agricultura (FAO) de las Naciones Unidas define legumbres como un producto anual de cultivos de leguminosa de uno a 12 granos o semillas de tamao variable, forma y color dentro de una vaina. Este trmino se reserva para las cosechas con el nico grano seco y por lo tanto excluye judas verdes y guisantes verdes, que se consideran cultivos de hortalizas. Tambin se excluyen los cultivos que se cultivan principalmente para la extraccin de aceite, como la soja y man, y los cultivos que se utilizan exclusivamente para la siembra, como trboles. Las legumbres son cultivos alimentarios importantes debido a sus altas protenas y contenido de aminocidos esenciales. Al igual que muchas legumbres, las leguminosas juegan un papel clave en la rotacin de cultivos debido a su capacidad de fijar el nitrgeno. Tabla 1 reporta la lista de cultivos de leguminosas segn la clasificacin de la FAO [10].3. Protenas de leguminosas de granoLas semillas leguminosas acumulan grandes cantidades de protenas durante su desarrollo. La mayora de ellos estn desprovistos de cualquier actividad cataltica ni ellos juegan un papel estructural en el tejido cotiledonar. Se almacenan en orgnulos unidos a la membrana, las vacuolas de almacenamiento o cuerpos proteicos, en las clulas de parnquima de cotiledones, para sobrevivir la desecacin en maduracin de la semilla y se someten a la proteolisis en la germinacin, proporcionando as aminocidos libres, as como amonaco y esqueletos de carbono a las siembras en desarrollo. Estas semillas de protenas se denominan protenas de almacenamiento [11]. Las semillas de leguminosas contienen varias protenas comparativamente menores, incluyendo inhibidores de la proteasa y amilasa, lectinas, lipoxigenasa, protenas de defensa y otros, que por diversas razones son relevantes para la calidad nutricional / funcional de la semilla. Algunos de ellos tambin parecen haber adoptado un papel de almacenamiento en virtud de su importe en la semilla [12].Las protenas en las semillas de leguminosas representan de aproximadamente 20% (peso seco) en guisantes y habas de hasta 38-40% en soja y altramuz [13,14]. Por lo tanto las semillas de leguminosas se encuentran entre los alimentos ms ricos en protenas y aminocidos para la nutricin humana y animal. Tradicionalmente, la clasificacin de las protenas de almacenamiento se basa en sus propiedades de solubilidad: las albminas son solubles en agua, las globulinas son solubles en soluciones de agua salada y las prolaminas son solubles en soluciones de etanol/agua [15]. Estos ltimos son ms prominentes en las semillas de cereales. Este esquema de clasificacin de edad todava tiene una validez operativa, especialmente en relacin con las propiedades de tecno-funcionales de estas protenas.La ms abundante clase de protenas de almacenamiento en leguminosas de grano son las globulinas. Ellos se clasifican generalmente como globulinas 7S y 11S de acuerdo con sus coeficientes de sedimentacin (S). Las globulinas 7S y 11S de guisante se nombran vicilina y la legumina, respectivamente, de modo que las protenas correspondientes de otras semillas a menudo se indican como globulinas similares a la vicilina -y legumina- . Las protenas 7S son protenas oligomricas (generalmente trmeros). Las protenas 11S son tambin oligmeros, pero por lo general se forman hexmeros [1]. Tambin se ha informado de agregados ms grandes de 15-18S como la protena de soja-legumina [16]. Bajo condiciones de disociacin, tanto las globulinas 7S y 11S liberan sus subunidades constituyentes. Estas cadenas polipeptdicas son naturalmente heterogneo, siendo la presin selectiva sobre ellos escasa. La heterogeneidad es evidente en ambos niveles de tamao y carga [17-19], y surge de una combinacin de diferentes factores, incluyendo el origen multignico de cada globulina de almacenamiento y las modificaciones post-traduccionales de relativamente pocos productos de expresin [11,20]. La contribucin mutua de estos factores varan significativamente intra e inter-genricamente.Desde el punto de vista nutricional, todas las protenas de almacenamiento de leguminosas son relativamente bajos en aminocidos que contienen azufre, metionina, cistena y triptfano, pero las cantidades de otro aminocido esencial, la lisina, son mucho mayores que en los granos de cereales [21,22]. Por lo tanto, con respecto a la lisina y aminocidos de azufre contenidos, las protenas de leguminosas y cereales son nutricionalmente complementarias. El grado de la suplementacin mutuo tambin puede depender, sin embargo, sobre los contenidos de los aminocidos limitantes segundo, es decir, la treonina en los cereales y legumbres en triptfano. Estas deficiencias de aminocidos esenciales que tradicionalmente se han superado mediante la integracin de platos a base de legumbres con alimentos de cereales (pasta, arroz, pan, etc.). Sin embargo, la composicin de aminocidos nica representa la calidad potencial de un alimento rico en protenas, siendo su biodisponibilidad crtico para el suministro de aminocidos en la dieta. De hecho, la falta de disponibilidad puede representar un serio obstculo para la plena explotacin de estas protenas. Un nmero de enfoques experimentales, ide para evaluar la biodisponibilidad de los aminocidos en los alimentos, al mismo tiempo demostrar que las protenas de la semilla tienen una calidad nutricional general ms baja que las protenas animales. Esto puede estar relacionado con su bajo contenido de aminocidos que contienen azufre [23], la estructura compacta resistente a la proteolisis de las protenas nativas de semillas [24] y la presencia de compuestos anti-nutricionales, que puede afectar la digestibilidad de las propias protenas y otros componentes [25-27].Las semillas de leguminosas contienen tambin un nmero de compuestos anti-nutricionales (ANC) que puede ser protenico, por ejemplo, los inhibidores de la hidrolasa y las lectinas, y de naturaleza no proteica. La presencia de ANC en plantas de cultivo es a menudo el resultado de una adaptacin evolutiva que permite a la planta para sobrevivir y completar su ciclo de vida en condiciones naturales. De hecho, debido a sus propiedades anti-nutricionales o incluso txicos, se ha demostrado que diversos componentes de la semilla juegan un papel protector contra insectos [28], hongos [29], hepredadores y un nmero de condiciones de estrs [30]. Por ejemplo, los inhibidores de hidrolasa han demostrado actuar como agentes de proteccin contra el ataque de insectos [31,32] y su participacin en las respuestas de las heridas ha recibido atencin en un nmero de especies [33]. Las consecuencias negativas de la presencia ANC 'en la calidad y seguridad de los productos alimenticios reflejan una visin tpica antropocntrica. Sin embargo, en el caso de las leguminosas de grano, la mayora, si no todos, de los compuestos nutracuticos putativo surgen de los llamados antinutrientes, que explica por qu una reevaluacin de sus funciones y efectos est teniendo lugar [34].Entre las ANC de protenas, los inhibidores de hidrolasa de las semillas desempean un papel importante, debido a su difusin se extendi en muchos granos de leguminosas, incluyendo guisante, lenteja, frijol, as como la soja. Su efecto anti-nutricional consiste en la inhibicin de diversas enzimas digestivas, incluyendo tripsina, quimotripsina, amilasa [35]. Sin embargo, su efecto se suele manifestar slo si la semilla o la harina se consumen sin cocer, ya que la desnaturalizacin por calor, como la consecuencia de la coccin de las semillas de leguminosas, normalmente inactiva estas protenas [36]. Una vez inactivado, los inhibidores de la protena pueden incluso jugar un papel nutricional positivo, debido a su alto contenido de aminocidos que contienen azufre con relacin a la mayora de las protenas de semillas [37]. Los inhibidores de la protena ms caractersticos son la tripsina/quimotripsina tanto del tipo Bowman-Birk [38] como Kunitz [39] y los inhibidores de -amilasa [40]. Los efectos de estos inhibidores en los procesos de digestin se estudian por lo general en sistemas in vitro [38]. Se observ un nivel relativamente bajo de inhibicin cuando se evaluaron los guisantes purificados TIs usando este sistema, en comparacin con experimentos en los que se utilizan granos de soja TIs. Por otra parte, la variacin en la digestibilidad de la protena de guisante ha sido observada entre un conjunto de lneas de guisantes que son casi isognica y contienen actividades de inhibidor de tripsina en semillas similares, lo que sugiere que los compuestos de semillas, distintos de los inhibidores, pueden ser de mayor importancia en afectar la digestibilidad proteica [41].Las lectinas son otra familia de protenas ANC en granos de leguminosas. En 1888, Stillmark inform que los extractos de ricino fueron capaces de aglutinar las clulas rojas de la sangre de diferentes especies animales [42]. Estos extractos de semillas fueron nombrados aglutininas y ms tarde, en 1954, lectinas [43]. Las lectinas son (glico) protenas ubicuas que exhiben, de forma especfica y reversible, actividades de unin de carbohidratos. La especificidad de una lectina se define en trminos del monosacrido o simplemente oligosacrido que inhibe la reaccin de aglutinacin celular inducida en la lectina. Sin embargo muchas, pero no todas, las lectinas tienen actividades hemaglutinante [44]. Aunque las lectinas son similares a los anticuerpos en su capacidad de aglutinar los glbulos rojos, se diferencian en que las lectinas no son productos del sistema inmune, sus estructuras son diversas y su especificidad es restringida a los hidratos de carbono [45]. La toxicidad de las lectinas se caracteriza por la inhibicin del crecimiento en animales de experimentacin, y por diarrea, nuseas, distensin abdominal y vmitos cuando se inyecta en los seres humanos [46]. El tratamiento trmico puede reducir la toxicidad de las lectinas, pero la temperatura baja o la coccin insuficiente no pueden eliminar por completo su toxicidad [47]. Aunque el papel biolgico de lectina en semillas de leguminosas es todava controvertido, hay evidencia de que las lectinas pueden ser protenas de defensa contra enemigos potenciales de la planta. Dado que la mayora de la planta de lectinas exhiben una especificidad frente a los hidratos de carbono de origen animal, se puede argumentar razonablemente que las plantas utilizan este tipo de protena como una defensa contra los invertebrados fitfagos y animales herbvoros. Los ensayos de alimentacin confirman el efecto perjudicial de varias lectinas de plantas en insectos y ratas. Sin embargo, debido a su toxicidad limitada, las lectinas probablemente no evolucionaron como protectores de plantas individuales, sino ms bien como factores de resistencia que son beneficiosos para la supervivencia de la especie [28]. Otras funciones fisiolgicas de las lectinas han seguido avanzando, lo que sugiere que su capacidad de unin de azcar puede ser multifuncional.4. Los efectos beneficiosos de semillas de leguminosasLos granos de Leguminosas difcilmente se pueden encontrar en los antiguos libros de medicina tradicional como agentes teraputicos especficos. Alguna informacin se puede encontrar en relacin con especies menores y locales, especialmente en los pases del este del este y lejano este (Indiay China). Otras indicaciones de uso fitoteraputicos de leguminosas proviene de las regiones mediterrneas, donde el los granos de leguminosas tradicionalmente se han consumido durante siglos y constituyen un elemento de la dieta mediterrnea [48,49]. Por otro lado, varias sugerencias de la funcin de impulsos en la prevencin de las enfermedades relevantes, tpico de los pases ricos, estn disponibles y representan la base para las reivindicaciones saludables en semillas de leguminosas. Como un recordatorio de Kushi[50] la observacin de que las dietas bajas en carne y alta en los cereales y las legumbres son beneficioso para la salud se observ al menos tan atrs como el Antiguo Testamento en el primer captulo del libro de Daniel. Ms reciente, pero an vaga, los informes sobre los efectos beneficiosos en la salud del hombre y agentes causantes putativos (raramente protenas) se resumen a continuacin.4.1. Las enfermedades cardiovasculares (ECV)La ingesta frecuente de legumbres secas, en paralelo con una dieta pobre en grasas saturadas, puede ayudar a controlar la homeostasis de los lpidos y en consecuencia reducen el riesgo de enfermedades cardiovasculares. El alto contenido de fibra de las leguminosas, su bajo ndice glucmico y la presencia de componentes de menor importancia, tales como fitoesteroles, saponinas, oligosacridos, etc., se consideran los principales agentes responsables de esta propiedad.4.2. DiabetesDebido al bajo ndice glucmico (IG) y el alto contenido de fibras indigeribles, las legumbres secas son reclamadas para ayudar con el control de la glucemia en personas diabticas. Por otra parte, las legumbres secas pueden contribuir a prevenir la resistencia a la insulina, la cual representa el prdromo de la diabetes tipo II.4.3. Enfermedades del sistema digestivoEl trnsito acelerado de los alimentos digeridos en el tracto intestinal [51] y su excrecin final juega un nmero de efectos positivos, disminucin de la re-absorcin de colesterol, la digestin del almidn incompleta, la reduccin de los procesos de fermentacin. Estos factores han sido considerados beneficiosos en la prevencin del cncer, especialmente el cncer de colon. Se cree que las legumbres desempean un papel importante en este sentido.4.4. El sobrepeso y la obesidadA pesar de su contenido de lpidos, almidn y protenas, las legumbres secas son reclamadas para ayudar a mantener un peso corporal normal, gracias a su gran efecto de saciedad, lo que limita la ingesta diaria de alimentos en general. Varios componentes de semillas han sido reclamados para lograr este efecto5. Demostracin de efectos beneficiosos de las protenas de leguminosas seleccionadasEl objetivo de esta revisin es mostrar ejemplos de una comprensin moderna y racional del efecto beneficioso de los componentes de protenas de leguminosas en la dieta humana, las actividades biolgicas de las protenas especficas, consideradas las responsables de al menos parte de los efectos observados, sern descritas. Los principales ejemplos tambin se reportan en resumen en la Tabla 2 .

Tabla 2Pptidos/protenas bioactivos probados a partir de granos de leguminosasPptidos/ProtenasSemillas de LeguminosaActividades IntrnsecasActividades BiolgicasReferencias Bibliogrficas

Cadenas de globulina 7S Soyan.a Sobre regulacin de receptores LDL57-63

Reduccin del colesterol en el plasma y triglicridos57-63

La actividad anti-ateromatosa57-63

Protenas de almacenamiento no definidasHaba, Altramuz y otros n.a Reduccin del colesterol en el plasma y triglicridos60, 6468

Inhibidor de la serina-proteasa BBSoja, guisante y otrosinhibidor de la Tripsina/quimotripsina Contra el cncer81-88

Antiinflamatorio90

Prevencin de obesidad 91

Prevencin Enfermedades Anti-degenerativas y autoinmunes92-93

inhibidor -amilasa diversas fuentes

inhibidor -amilasa Control de peso101

Obesidad102

Diabete103-104

Coglutina Lupinn.a hipoglucmico73

hipocolesterolmica66

Las lectinasdiversas fuentes

Restos glicosilo vinculantes Contra el cancer95-96

Inmuno.Modulacion94

Pptidos inhibidores de la ECASoyaTratamiento Alkalase / fermentacin de protenas de soja hipotensor119-120

n.a: no evaluado5.1. Control de la homeostasis de los lpidos y los efectos hipocolesterolmicos de protenas de soya En octubre de 1999, la Administracin de Alimentos y Medicamentos (FDA) aprob una declaracin de propiedades saludables que permiti etiquetar los alimentos para reducir el riesgo de enfermedades del corazn en los alimentos que contienen 6.25 g de protena de soja por porcin [52] . En particular, una ingesta diaria de protena de soja de 25 g se considera beneficiosa, basado en una serie de observaciones clnicas anteriores. Aunque la sustitucin de animal con protenas vegetales en la dieta de individuos hipercolesterolmicos se sabe que esta asociado con una reduccin significativa del colesterol desde hace mucho tiempo [53] y la identificacin de las molculas responsables, incluyendo los fitoestrgenos, fibra diettica, protenas componentes, etc., sigue siendo tema de debate, esta afirmacin es una de los raros ejemplos de un reconocimiento oficial de los efectos beneficiosos sobre la salud de una protena en la dieta. Sin embargo, las cantidades de protenas de soja necesarios para desencadenar la actividad biolgica son extremadamente grande desde el punto de vista diettico. Este obstaculiza claramente casi cualquier uso prctico de las protenas de soja, salvo en casos especficos de hipercolesterolemia graves. Por lo tanto, en los ltimos aos la identificacin de la(s) molcula(s) activa (s) ha sido fuertemente perseguida como un requisito estricto para el diseo de protocolos de intervencin adecuado. La primera evidencia in vivo de la implicacin de la familia globulina 7S de protenas de almacenamiento de soja se obtuvo en 1992 por Lovati et al. [54] . En este estudio, un efecto directo sobre la reduccin del 35% de los niveles de colesterol en el plasma de ratas se observ con la dosis y efectos comparables a los obtenidos con clofibrato. Los resultados tambin mostraron una disminucin estadsticamente significativa de los niveles de triglicridos en ratas. Estos hallazgos fueron confirmados por estudios sobre la estimulacin de las lipoprotenas (LDL) de baja densidad y degradacin de LDL en hepatocitos cultivados [55] . Ms tarde, una evidencia de la participacin de una de las subunidades de globulina 7S, llamada la subunidad ', se demostr indirectamente por la falta o actividad reducida de un cultivo de soja natural desprovista de este cadena de polipptido[56] . Otros estudios [57] confirmaron estos hallazgos anteriores, mostrando la sobre-regulacin de los receptores de LDL por la subunidad . La directa demostracin final in vivo del papel clave que desempea la subunidad en los niveles de triglicridos y cholesterolemic llegaron despus, gracias a el aislamiento de cantidades relativamente grandes de esta subunidad de las globulina oligmero 7S [58] . Este logro se bas en la observacin de que la regin N-terminal de la subunidad ', la llamada regin de extensin, difera de la correspondiente regin de la subunidad de ser ms rica en residuos de histidina (SwissProt nmeros de acceso de base de datos de subunidades y : P11827 y P13916, respectivamente). Sobre esta base, una columna de cromatografa de afinidad de metal preparativa, se utiliz para aislar la subunidad ' en cantidades de gramos, por lo que es posible probar la subunidad aislado en modelos animales hipercolesterolmicos, as como en ensayos de clulas [58] . Los resultados se presentan en la Fig. 1 . Estos resultados, demostrando que la administracin oral de la subunidad a ratas redujo significativamente el colesterol en plasma y los niveles de triglicridos, confirmo in vivo los resultados obtenidos con protenas de soja, globulina 7S y de la subunidad , en sistemas celulares aislados, descart cualquier efecto de isoflavona [59] y justifico el papel de una protena de la dieta leguminosa en la gestin de la dislipemia. Adems se demostr, la sobre-regulacin de los receptores -VLDL en las clulas hepaticas de ratas con hipercolesterolemia en respuesta al tratamiento oral con este polipptido. Niveles de Plasma

Fig. 1. Efecto sobre el colesterol plasmtico total y los niveles de trigliceridos en ratas tratadas con la cadena de la soja 'y globulina 7S. S.D: Dieta estndar; H.D: dieta hipercolesterolmica; CLOF: clofibrato. La figura indica inclusin mg por kg / peso corporal por da. Cada barra representa el valor medio de 10 ratas SEM.No obstante, puesto que el procedimiento de purificacin ideado no es fcil de ampliar, por lo que implica una etapa de desnaturalizacin para disociar la globulina oligmera 7S, la posibilidad de clonar y expresar en el Microorganismos husped adecuado la subunidad activa o un fragmento del mismo, teniendo la actividad biolgica, est actualmente siendo investigados en el laboratorio del autor.Aunque los resultados mencionados representan un avance importante en la utilizacin de una protena de la dieta para el control de los niveles hemticos de colesterol y triglicridos, todava no se comprende el mecanismo de accin de esta protena. De un estudio reciente, pareca que la protena de soja en la dieta tambin puede aumentar el tamao de LDL, un conocido efecto protector contra las enfermedades arteriales [60]. Adems se demostr, la interaccin de la soja globulina 7S con tiorredoxina 1 y ciclofilina B, dos componentes proteicos de clulas que participan en la proteccin contra el estrs oxidativo [57]. Debido a la complejidad de las rutas metablicas y reguladoras involucradas, otras actividades de investigacin con adecuados modelos y enfoques experimentales son necesarias para identificar el(los) mecanismo(s) subyacente(s).Todas estas evidencias directas apoyan a la asociacin epidemiolgica entre la ingesta de protena de soja y la reduccin de riesgo cardiovascular [61]. De hecho, un efecto positivo de protenas de soja en las lesiones cartidas en el alto contenido de grasa de la dieta alimentaria de conejos [62] y un efecto anti-ateromatosa mundial en ratones [63] sugiere un vnculo entre el consumo de protena de soja y la reduccin de la aterosclerosis.Debido al potencial gran impacto de estos estudios sobre la salud humana, especialmente en los pases ricos, varias investigaciones en muchas reas y con diferentes enfoques experimentales estn actualmente en curso. En este contexto, se ha considerado la implicacin de las distintas legumbres de soja en el control de la homeostasis lipidemic [60, 64, 65]. En particular, ha aparecido un informe sobre la reduccin del plasma total y colesterol LDL inducida por protenas de lupino en ratas con una dieta con un alto contenido de grasa [66]. En un intento de identificar la molcula responsable putativa, la conglutina , se ha propuesto una protena de altramuz (lupin) que se mencionar ms ampliamente en el apartado siguiente. Anteriormente fue demostrado, que otras semillas de leguminosas, la llamada haba (Vicia faba), tiene un impacto beneficioso en los perfiles de lpidos. En estudios humanos, Weck et al. [67] demosto que en sujetos hipercolesterolmicos, las protenas de haba tenan una eficacia para reducir el colesterol en comparacion a la de la protena de soja. Este efecto fue confirmado ms tarde por Macarulla et al. [68] en ratas hipercolesterolmicos.5.2. El control glucmico de una protena de altramuzAlgunos alimentos ricos en carbohidratos inducen menos hiperglucemia-hiperinsulinemia post-ingestiva que otros [69]. En consecuencia, el llamado ndice glucmico (GI) de un alimento se basa en la respuesta post-prandial de glucosa en la sangre en comparacin con un alimento de referencia. Las legumbres son alimentos con IG bajo en fuerza de su peculiar composicin de almidn [70]. Sin embargo, el siguiente ejemplo se refiere a un grano de legumbre que contiene slo trazas de almidn, lo que sugiere que el efecto hipoglucemiante, que se describe ms adelante, se debe a un componente especfico distinto de almidn. La semilla de leguminosas de que se trata es de almatruz (lupin), bien conocida, aunque insuficientemente explotado, es una leguminosa rica en protenas de la zona del Mediterrneo. Como fue mencionado en prrafos anteriores, las semillas de lupino se encuentran entre las pocas leguminosas de grano comestible a la cual se le ha atribuido una propiedad medicinal. En particular, se describe una actividad anti-diabtica de semillas de altramuz tostados [71]. En el intento de identificar el principio activo responsable de la capacidad de controlar la glucosa, atribuida a los componentes de la semilla de altramuz, se inici un estudio sobre una protena de altramuz especfica, llamada conglutina . La conglutina se consider un buen candidato sobre la base de la conclusin anterior de que una protena de semilla de soja homloga, con nombre Bg7S, se encontr para mostrar una capacidad de unin a algunas pequeas protenas reguladoras, incluyendo la insulina [72]. Sin embargo, estos estudios precursores se enfocan principalmente en las modalidades y posible papel fisiolgico de la interaccin entre la protena de soja y un pptido regulador endgeno, descuidando as el efecto (s) potencial de la protena de soja en el metabolismo de los carbohidratos en el cuerpo humano. Debido a la similitud de secuencia de aminocidos (63%) entre la soja Bg7S (SwissProt Base de datos el nmero de acceso: P13917) y la conglutina de lupin (SwissProt nmero de acceso de base de datos: Q9FSH9), un estudio molecular y metablica en la ltima protena se llev a cabo recientemente. Se encontr in vitro que la protena de altramuz aislada se une a la insulina, usando tanta cromatografa de afinidad en una matriz de insulina unida y Resonancia de plasmones superficiales(SPR). Estas tcnicas permitieron la determinacin de los parmetros de unin cuantitativos, en particular el parmetro cintico y termodinmico, es decir, kon de 2.7M1s1, koff de 2.0 s1 y Kd of 7.2105 M, respectivamente, y mostr que la interaccin se ve fuertemente afectada por los cambios pequeos de la fuerza inica, no tanto por el pH y requiere la estructura nativa de la protena a tener lugar. En paralelo, cantidades adecuadas de protena aislada se probaron en ensayos de sobrecarga de glucosa en ratas. Los resultados, publicados en la Fig. 2, muestran claramente una disminucin significativa del rea bajo la curva de la evolucin temporal de la concentracin de la glucemia con un efecto parecido a la de la metformina en alrededor de la mitad de la dosis de la protena de altramuz [73,74]. Tambin en este caso, como con los efectos hipocolesterolmicos de la protena de soja, no se entiende(n) el(los) mecanismo(s) por el cual el efecto de la protena de lupino se ejerce. Actualmente estn en curso estudios sobre, tanto la actividad biolgica de la conglutina de altramuz como de sus efectos metablicos. Estos primeros resultados previstos se confirmarn tambin en estudios de intervencin humana, estas dietas candidatas de protenas de altramuz como un posible medicamento antidiabtico, especialmente en el control pre-clnico de diabetes, como se sugiere en la fitoterapia tradicional.Aunque la actividad anti-diabtica tambin se ha descrito en otros cultivos de leguminosas, el papel de los componentes que no sean protenas ha sido evocado, como es para un grano de las leguminosas locales menores, alholva (Trigonella foenum graecum ) [75] . En este caso, la actividad biolgica se atribuy a la dieta de fibra soluble rica en galattomannan y/o a un amino cido modificado, es decir, 4-hidroxi-isoleucina (4-OH-Ile) [76]. Una afirmacin general sobre el papel antidiabtico de semillas de leguminosas, inhibidores de -amilasa, ha sido publicado recientemente [77]. Tambien fue descrito un papel protector de extractos de vainas, Phaseolus vulgaris, en los cambios de la composicin de cidos grasos en la diabetes experimental de ratas [78].Concentracin deglucosa plasmtica

Fig. 2. Evolucin temporal de la concentracin de glucosa plasmtica despus de ensayo de sobrecarga de glucosa en ratas (dosis se dan en mg / kg de peso corporal). A) control. B) + conglutina (30). C) + conglutina (60). D) + conglutina (120). E) + metformina (50).5.3. Efectos anti-cancergenos de protenas de leguminosas (inhibidores de la proteasa y lectinas)Entre los potenciales microcomponentes protectores contra el cncer que, en distinta medida, pueden estar presentes en las legumbres, estan incluidos los inhibidores de la proteasa, saponinas, fitoesteroles, lectinas y fitatos [79]. Sin embargo, segn Mathers [79] a pesar de que al menos 58 estudios (hasta la fecha de 1997) han reportado resultados de la ingesta de legumbres y el riesgo de cncer, ser muy difcil, el uso de herramientas epidemiolgicas convencionales, para determinar la contribucin cuantitativa realizada por las legumbres al riesgo de cncer. Otras conclusiones son ms drstica: en general, los datos epidemiolgicos sobre la reduccin de cncer de mama tras la ingesta de soja no son concluyentes [80]. Sin embargo, es especialmente en esta rea que los estudios sobre los efectos beneficiosos contra el cncer de componentes especficos y aislados de la protena de leguminosas se han llevado a cabo desde hace mucho tiempo. En particular, dos clases de protenas de leguminosas parecen jugar un papel: los inhibidores de la proteasa y las lectinas, ambos ya citado entre la leguminosa ANCs en 3. Las protenas de granos de leguminosas.Las proteasas se consideran actores clave en una amplia gama de procesos biolgicos y el mal funcionamiento de ciertas proteasas se ha relacionado con enfermedades, incluyendo la progresin del cncer [81]. Por lo tanto, un control de esta actividad por los inhibidores de proteasa parece relacionarse estrechamente a la capacidad de prevenir o el bloqueo de ciertas patologas tumorales. Los estudios con inhibidores de la proteasa de serina de soja, del inhibidor de la familia Bowman-Birk (BBI), han proporcionado evidencia de la detencin de ciertos tumores de mamferos [82]. Ms recientemente se han reportado, los efectos anti-proliferativos sobre las clulas humanas de cncer de colon de dos inhibidores recombinantes de Bowman-Birk de tipo salvaje a partir de semillas de guisantes [81]. El efecto medido fue mucho mayor que con soja de BBI. Segn Clemente et al. [81] estos resultados podran explicarse a raz de la identificacin de proteasas objetivos y mediante la diseccin de los procesos de apoptosis y mitticas que se ven afectados por el inhibidor dentro de las clulas de ensayo. Bowman-Birk han demostrado ser eficaces por tanto in vitro como in vivo en los enfoques [83,84]. Otros inhibidores de la semillas de proteasa han demostrado su eficacia anti-tumoral [85,86]. Ms recientemente, los estudios sobre formas especficas de cncer directamente en los seres humanos se han llevado a cabo [87,88].BBI es un inhibidor de doble cabeza generalmente capaz de inhibir tanto la tripsina y la quimotripsina. Se ha propuesto [81] que la actividad anti-quimotrptica es ms eficaz que la actividad anti-tripsina en la supresin de la transformacin inducida por carcinognesis. Por lo tanto, un programa de mutagnesis en esta molcula de protena dirigida a convertir el inhibidor de una forma doble quimotripsina podra ser ventajoso para una actividad biolgica aumentada. Tambin se ha afirmado que los potenciales efectos beneficiosos requieren la conformacin de la protena nativa y por lo tanto no se alcanzara despus de la coccin adecuada de las legumbres [89]. Por otro lado, la desnaturalizacin incompleta de la estructura de la protena resistente BBI no puede ser excluida, especialmente en los platos a base de leguminosas de preparacin domstica. Esto puede ser la base para una eficiente actividad preventiva atribuida a la ingesta regular de las leguminosas.Adems de los efectos anti-cancergenos, BBIs tambin mostr actividad anti-inflamatoria, inhibiendo la inflamacin mediante la proteasa. En este contexto, Se inform de una reduccin de la colitis ulcerosa en ratones [90]. Ms recientemente han aparecido una serie de patentes sobre el uso de BBIs para combatir la obesidad [91] e incluso enfermedades degenerativas y autoinmunes, incluyendo esclerosis mltiple, sndrome de Guillain Barre [92] y, en general, atrofia del msculo esqueltico [93].Desde siempre, las lectinas son consideradas como unas prometedoras molculas biolgicamente activas. Sin embargo, se observaron numerosos efectos, incluyendo la induccin de una pequeo hiperplasia intestinal, los cambios en la flora intestinal, la actividad inmuno-moduladora, la interferencia con la secrecin de la hormona y el acceso a la circulacin sistmica [94] han obstaculizado su utilizacin directa para usos mdicos especficos. Sin embargo, una serie de informes sobre diversos modelos animales concluyente mostraron que las lectinas pueden limitar el crecimiento del tumor mediante la promocin de hiperplasia epitelio intestinal o por medio de otro efectos [95,96].5.4. Control de peso / obesidad La obesidad es una enfermedad compleja con consecuencias mdicas graves [97] . Sin embargo, la obesidad est creciendo en muchos pases, entre ellos algunos insospechables, al igual que China y otros pases del lejano Oriente, y tambin entre la poblacin infantil de los pases ricos. En algunas regiones la prevalencia puede alcanzar el 50% de los adultos. Los factores dietticos parecen desempear un papel crucial en esta tendencia, junto con otros aspectos del estilo de vida, por ejemplo, la inactividad [98]. Diversos estudios sugieren que la protena es ms saciantes que los carbohidratos o grasas (ver bibliografa citada en la Ref. [99] ). Respecto a esto, un aumento de la ingesta de protenas de leguminosas puede tener beneficios para bajar de peso, gracias tambin al grado inferior del trabajo renal de protenas vegetales con respecto a las protenas animales [100] . Sin embargo, una accin directa especfica de inhibidores de la protena de granos de leguminosas de -amilasa ha sido considerada para su uso potencial en la prevencin y terapia de la obesidad y la diabetes. Para este objetivo, los estudios realizados en sujetos normales, obesos y diabticos por la administracin oral del inhibidor de trigo de -amilasa, han mostrado un retraso en la absorcin de carbohidratos, una reduccin de las concentraciones de glucosa en plasma postprandial pico, sin malabsorcin ni otros sntomas [101] . Ms recientemente, los parmetros vinculantes de la asociacin entre el inhibidor de trigo de -amilasa y los -amilasa de pncreas porcino y la alta estabilidad trmica del inhibidor de la protena [102] han confirmado la potencialidad para su uso como una molcula nutracutico. De hecho, algunas patentes sobre el uso de preparaciones alimenticias que contiene cantidades adecuadas de inhibidores -amilasa de diversas fuentes para el control de la obesidad y la prevencin y tratamiento de la diabetes han aparecido recientemente [103104] 5.5. Propagacin de micronutrientes mineralesAunque las semillas de leguminosas contienen notoriamente varios constituyentes menores, como los fitatos, que pueden quelar activamente iones metlicos, reduciendo as su biodisponibilidad, las leguminosas tambin se consideran relativamente buenas fuentes de micronutrientes minerales [80] . Dado que uno de los principales problemas en relacin con un suministro adecuado y la absorcin de micronutrientes es su bio-disponibilidad, una propagacin adecuada a travs del tracto intestinal es esencial. Las protenas de los alimentos y sus fragmentos pptidicos pueden actuar con eficacia como portadores de metales biolgicos. Un ejemplo puede ser la misma protena de altramuz demostrando que poseen propiedades de control de glucemia, es decir conglutina , que fue encontrado para ser capaz de interactuar con una serie de iones metalicos, incluyendo Zn++, Cu++ y, en menor medida, Cr+++, Fe+++, Co++, Ni+++, Cd++ y Sn++. La unin ha demostrado estar relacionada con los numerosos residuos de histidina concentrados en la subunidad grande de protenas [105], pero no hay ms estudios sobre la actividad intrnseca, en su caso, o el rol de los conjuntos protena / metal. La cuestin de la propagacion protena de metal sigue abierta, ya que otros factores pueden afectar esta propiedad de portador. Por ejemplo, la evidencia de que el proceso de insolubilizacin inducida por calor afecta negativamente no slo las protenas sino tambin la bio-disponibilidad de Cu y Fe de las legumbres, y que ha sidoprevisto que los polifenoles probablemente sean un inhibidor importante en la absorcin [106107]. Como en la mayora de los casos, debido a la complejidad de los mecanismos de digestin y absorcin, es prcticamente imposible de cumplir en vivo todas las condiciones y requisitos ptimos que los estudios especficos en modelos de sistemas aislados han evidenciado.6. Los efectos sinrgicos Uno de los grandes problemas creados por la asociacin de la nutricin y la salud, se refiere a la complejidad insuperable de los fenmenos y mecanismos implicados. En otras palabras, tanto la enfermedad y la prevencin/tratamiento rara vez se pueden permitir con un enfoque nico. La naturaleza holstica de la mayora de las enfermedades es particularmente evidente especialmente para aquellos que son relacionados con la nutricin. Por ejemplo, el denominado sndrome metablico se caracteriza por un grupo de factores de riesgo metablicos en una sola persona. Ellos son: la obesidad, la dislipidemia aterognica, hipertensin arterial, resistencia a la insulina o intolerancia a la glucosa, estados pro-trombticos y pro-inflamatorias y otras condiciones menos obvias. Las causas subyacentes de este sndrome son el sobrepeso/obesidad, la inactividad fsica y factores genticos. Las personas con sndrome metablico tienen un mayor riesgo de enfermedad coronaria, otras enfermedades relacionadas con la acumulacin de placa en las paredes arteriales (por ejemplo, accidente cerebrovascular y enfermedad vascular perifrica) y la diabetes tipo 2. En este contexto, parecera lgico considerar que tambin una intervencin integral en la totalidad o la mayora de las causas es requerido para la prevencin y el tratamiento eficaz de este tipo de enfermedades multifactoriales Las directrices generales citados por diversos consejos cientficos sobre la ingesta recomendada de frutas frescas, verduras, legumbres, cereales, etc. destacan en esta lnea. Una cuestin clave se refiere a los diferentes efectos, en su caso, de un consumo de semilla entera vs solo componentes semillas de leguminosas. Toda la ingesta de granos puede ofrecer ms nutricin y beneficios en la salud que la suma de su parte [108] . De hecho, ha sido demostrado que la protena, fibra, almidn, vitaminas, minerales y otros componentes de legumbres (oligosacridos, isoflavonas, fosfolpidos, saponinas y antioxidantes), todo ello contribuye probablemente a los efectos protectores cardiovasculares de las legumbres[109]. Por lo tanto, debido a los efectos sinrgicos de varios componentes, es probable que varias legumbres puedan mostrar efectos benficos similares, tal como fue revisado por Anderson & Mayor [61] . Estos autores concluyeron que "la ingesta de legumbres, con su bajo ndice glucmico y el contenido mineral, tiene efectos favorables sobre la presin arterial, la regulacin de la glucemia y gestin del peso. Los efectos cardioprotectores de las legumbres son as multifactorial. La evidencia disponible da confianza en recomendar el consumo regular de legumbres para reducir el riesgo de enfermedad cardiovascular " [61] . Desde este punto de vista, los efectos sinrgicos de varios componentes de semillas de leguminosas apoyan la conclusin de que las semillas deben ser consumidos como un alimento completo con el fin de aprovechar sus efectos beneficiosos, como se muestra directamente para los aislados de protena de haba y los efectos de disminucin de colesterol de las semillas enteras [68] .Por otro lado, la necesidad de identificar molculas bio-activas individuales en los alimentos es aguda, ya que ayuda a la comprensin del mecanismo subyacente (s), el diseo de protocolos de intervencin adecuados y tambin a la calibracin de la dosis/respuesta del tratamiento. Desde el lado de la participacin de la protena, slo en pocos casos mencionados, una protena especfica de los componente de grano de leguminosas ha sido demostrado que es responsables de un efecto diettico especfico, otros slo pueden ser considerados como molculas bio- putativas activas, mientras que es relativamente comn atribuir una propiedad a una accin sinrgica de diversas protenas y no a componentes de las protenas. 7. Una pregunta clave escasamente entendida: el trnsito, el procesamiento y la absorcin de protenas biolgicamente activas en el tracto intestinalTeniendo en cuenta el papel de las protenas nutracuticas se plantea una pregunta general sobre su destino metablico durante el trnsito en el tracto gastro-intestinal. De hecho, el grado de protelisis enzimtica de protenas de alimentos tiene un impacto dramtico en la ocurrencia del efecto biolgico. Varios ngulos son posibles: si se necesita la protena intacta para expresar bio-actividad, el proceso de digestin puede ser visto como un factor limitante; si la actividad es causada por fragmentos de pptido liberado por la protena de alimentos, la proteolisis es claramente un requisito previo para la expresin de la actividad biolgica (vase el prrafo sobre bio-actividades crpticos). Adems, algunos (poli) pptidos, que son normalmente digeridos por las enzimas proteolticas intestinales, han demostrado ser protegidos, si se administra junto con sustratos de protenas alternativas, tal como casena [110, 111]. Algunas protenas vegetales son intrnsecamente resistentes a la protelisis no slo in vitro, sino tambin en vivo. Esto es bastante obvio para los inhibidores de la proteasa, tambin la supervivencia de las lectinas en el intestino se demostr que van desde 20% a >90% [112]. La caracterizacin SDS-PAGE del material digerido gastro-intestinalmente derivada de las globulinas de semillas y del anlisis de aminocidos de las protenas no digeridas de granos enteros y habas comunes cocinadas sugiere que son las propiedades estructurales de las protenas de almacenamiento, en lugar de su unin a los polifenoles, que principalmente determinan el nivel de agregacin de protenas en autoclave y por lo tanto puede ser responsable de su baja digestibilidad [113]. Los efectos beneficiosos de diversas protenas de leguminosas (y no leguminosas) resistentes en condiciones patolgicas tales como la hipercolesterolemia, el estreimiento e incluso la tumorignesis de colon, han sido revisados por Kato y Iwami [114]. Segn estos autores, el mecanismo podra estar relacionado con la capacidad de unin de ambas molculas, como los cidos biliares, y una influencia positiva en la fermentacin entrica, actuando as de forma similar al almidn resistente y otros compuestos polisacrido indigeribles.En 1997, el investigador francs Yves Boirie y sus colegas [115] introdujeron los trminos "rpido" y "lento" en la dieta de protenas, en analoga con el almidn rpido y lento, para describir el efecto de la ingesta de dos protenas diferentes en la la sntesis, descomposicin y oxidacin de protenas del cuerpo. Un efecto relevante sobre el metabolismo del cuerpo se demostr que ser determinado por la diferente velocidad de la liberacin de aminocidos de las protenas de los alimentos durante la digestin. La protelisis parcial en el intestino no slo determina la alteracin de la cintica de la liberacin y la absorcin de aminocidos, sino que tambin puede afectar a otras funciones intestinales, tales como las modificaciones de las clulas intestinales locales, los cambios en la cintica y mecanismos de absorcin, la internalizacin de los pptidos y de vez en cuando las protenas o grandes fragmentos de stos.La absorcin de las protenas intactas se produce slo en circunstancias especficas, ya que muy pocas protenas quedan intactas a travs de la unin de la membrana de proteasas solubles.Por otra parte, los enterocitos normales no tienen transportadores para llevar protenas a travs de la membrana plasmtica y que sin duda no pueden penetrar las uniones estrechas. Una excepcin importante para estas declaraciones de carcter general, es que para unos pocos das despus del nacimiento, los recin nacidos tienen la capacidad de absorber las protenas intactas. Esta capacidad, que se pierde rpidamente, es de gran importancia, ya que permite que el animal recin nacido adquiera inmunidad pasiva mediante la absorcin de inmunoglobulinas en la leche calostral. En los adultos, las condiciones clnicas conocidas por estar asociados con, o causado por, el aumento/modificacin de la permeabilidad intestinal incluyen: la enfermedad inflamatoria intestinal (enfermedad de Crohn y la colitis ulcerosa), la enfermedad celaca (intolerancia al gluten), la enfermedad inflamatoria de las articulaciones, la artritis reumatoide (y tal vez algn tipo de artritis); la alergia a los alimentos, algo de acn, psoriasis, eczema, y el trastorno intestinal para el sndrome de fatiga crnica y sndrome de la articulacin temporo-mandibular (ATM), el alcoholismo; espondilitis anquilosante, el sndrome de Reiter (uretritis, artritis y la inflamacin del intestino, ms comn en los hombres), mala absorcin, desnutricin, envejecimiento acelerado, la giardiasis, infecciones intestinales, endotoxemia, esquizofrenia, lesin trmica, drogas no esteroides antiinflamatorios (AINE) enteropata y ser VIH positivo. Por lo tanto, la cuestin es muy compleja, ya que se refiere a varios aspectos bsicos y aplicados, de la bioqumica a la nutricin, de la fisiologa a la patologa, que hasta ahora son escasamente comprendidos.8. Bio-actividades cripticas Como se ha mencionado anteriormente en el caso de la protena de soja y la actividad hipocolesterolemiante, no slo la subunidad intacta ' pero tambin pptidos ms pequeos producidos in vitro por hidrlisis enzimtica de la globulina 7S parecan tener los misma efectos en hepatocitos cultivados como la globulina 7S completa [116] . Este hallazgo demuestra que pequeo pptido(s) bio-activos puede estar de alguna manera ocultos en la cadena de polipptidos y su actividad se hace evidente tras la digestin en el tracto intestinal y la absorcin subsiguiente [117]. Este problema est, por supuesto, estrictamente relacionados con el problema de la protelisis endgena de protenas de los alimentos provocada por las enzimas gastrointestinales, como se mencion en el prrafo anterior. A menudo se ha demostrado que las protenas y pptidos procedentes de la hidrlisis incompleta de protenas de los alimentos demuestran efectos biolgicos en diferentes sistemas de prueba. La bioactividad de los pptidos que estn latentes hasta que sea liberado de una protena por proteolisis enzimtica se llaman actividades crpticos [118]. Sin embargo, en el rea de semillas de leguminosas, relativamente pocos ejemplos de fragmentos de pptidos bio-activos crpticos se han descrito hasta el momento. La enzima convertidora de angiotensina (ACE, EC 3.4.15.1) de pptidos inhibidores que dan lugar a una significativa cada de la presin arterial sistlica, se han producido por tratamiento enzimtico de soja no modificada genticamente y tambin se han encontrado en la preparacin de soja fermentada [119, 120] . Un pptido inmunoestimulante aisladao de un compendio enzimtico de la protena de soja ayuda a prevenir el cncer de la alopecia inducida por quimioterapia [121]. Es particularmente intrigante, en el caso del producto de degradacin similar a la lectina de una globulina 7S de altramuz, donde una protelisis limitada liber un fragmento de protena de 20 kDa con actividades semejantes a la lectina, que no era detectable antes de la digestin[122]. De hecho, la protelisis de la globulina 7S ocurri endgenamente durante la germinacin de semillas de altramuz. Como se puede observar, este hallazgo abre un enorme nmero de perspectivas en relacin con la existencia de muchas actividades biolgicas diferentes, no slo entre las diferentes fuentes de la planta, pero tambin en diferentes fases planta ontognesis9. Semillas de leguminosas GM y propiedades nutracuticasHasta el momento la modificacin gentica de organismos an est lejos de ser aplicada en el mbito de nutracuticos, principalmente porque se sabe poco sobre el papel y los mecanismos de accin de la mayor parte de protenas/pptidos bioactivos y de los requisitos moleculares para su administracin adecuada. Sin embargo, un creciente inters y el uso de la manipulacin gentica para producir protenas recombinantes de alto valor nutricional/teraputico en las leguminosas es previsto.Uno de los pocos ejemplos de introduccin mediada por GM de pptidos bioactivos en alimentos proteicos est representado por la fusin de pptidos heterlogos activos en una protena de almacenamiento cannica. La ovokinina, un pptido hipotensor potente diseado sobre la base de un pptido vaso-relajante derivado de ovoalbmina, se introdujo en los sitios homlogos en la extensin del dominio de la subunidad ' de la globulina de soja 7S [123], se demostr que la misma protena est involucrada en la reduccin del colesterol. Ms recientemente, una modificacin gentica re-diseada con hasta cuatro pptidos de ovokinina introducidas en la protena de soja mostr 800-2000 veces la actividad de la ovoalbmina. Este logro se debi a la introduccin de ms copias de pptidos, y de la ingeniera de los sitios de escisin proteoltica que dan lugar a una liberacin ms eficiente de los pptidos activos [124]. Este enfoque ilustra las extraordinarias potencialidades de esta tcnica como una herramienta para introducir pptidos heterlogos en los alimentos tradicionales de plantas. Se espera que esta segunda generacin de alimentos modificados genticamente tenga un impacto ms positivo y mayor aceptacin en los consumidores, ya que los consiguientes efectos beneficiosos sobre la salud humana pueden ser percibidos y medidos de inmediato. 10. Conclusiones y perspectivasEl papel clave nutricional de granos de leguminosas es incuestionable, debido a la presencia masiva de macro y micro nutrientes. Entre estos nutrientes, las protenas juegan un papel relevante en la consideracin de su composicin de aminocidos que puede ser fcilmente equilibrada en la dieta. En el marco de una reevaluacin de los efectos que los componentes de granos de leguminosas pueden tener en el bienestar humano, se han presentado ampliamente afirmaciones sobre su actividad beneficiosa en la prevencin y tratamiento de diversas enfermedades aceptada. En conjunto, estas afirmaciones apoyan firmemente la ingesta diettica regular de leguminosas de grano como una de las maneras de una vida sana.Los intentos de revelar el papel de los componentes aislados de leguminosas no siempre han producido los resultados inequvocos deseables. Las razones de este resultado son la complejidad de los procesos fisiolgicos implicados: la naturaleza multifactorial de las enfermedades que las leguminosas de grano tratan de prevenir o tratar; la sinergia entre los componentes bio-activos, que a menudo se traduce en un mayor efecto global que la determinada por el componente nico; la variabilidad de los enfoques y las condiciones experimentales, que impiden la estandarizacin y comparacin de los resultados y otros. Todo esto no ha impedido a la evidencia de actividades biolgicas relevantes entre los constituyentes de protenas de leguminosas de grano en los ltimos aos. Las protenas especficas, y los mismos pptidos, inequvocamente han demostrado desempear un papel en los lpidos plasmticos y la homeostasis de la glucosa, en la inhibicin de las enzimas hidrolticas que participan en una serie de fenmenos fisiopatolgicos crticos, en el control de la presin arterial y la inmuno-modulacin. Todas estas funciones bsicas estn ms o menos relacionadas directamente a una serie de enfermedades, la mayora de las cuales son tpicos de los pases ricos, incluidas las enfermedades cardiovasculares, diabetes, cncer, obesidad, hipertensin, enfermedades relacionadas con la inmunidad. Por lo tanto, las afirmaciones generales estn recibiendo apoyo cientfico slido en un nmero creciente de casos. Sin embargo, se necesitan muchos esfuerzos y estudios adicionales con el fin de revelar el(los) mecanismo(s) subyacente(s) a los efectos de las protenas/pptidos de los granos de leguminosas; para identificar y caracterizar las actividades biolgicas novedosas frecuentemente "ocultas" dentro de las cadenas de polipptidos, para establecer las relaciones claras de dosis/respuesta con el fin de calibrar la preparacin y el uso de alimentos mejorados nutracuticamente. Como medidas paralelas o adicionales, los enfoques biotecnolgicos pueden ser muy tiles como herramientas cognitivas y en diseo novedoso de molculas de protena biolgicamente activa ms eficaces.

Marcello DurantiTraducido por Reiverth Canelon V1.0