TOMATE: CALIDAD Y SALUD Importancia de los carotenoides en la dieta Begoña Olmedilla Alonso Unidad de Vitaminas Hospital Universitario Puerta de Hierro

Informe FAO/WHO, 2003 Recomienda la ingesta de un mínimo de 400 g frutas y hortalizas por día (sin contar patatas y tubérculos amiláceos) con objeto de prevenir enfermedades crónicas tales como las cardiovasculares, cáncer, diabetes y obesidad, así como para la prevención y mejoría de varias deficiencias en micronutrientes, especialmente en países poco desarrollados.

IMPORTANCIA DE LOS CAROTENOIDES DE LA DIETA Las dietas ricas en hortalizas y frutas se han asociado con un menor riesgo de padecer diversas enfermedades. Los carotenoides presentes en estos alimentos han sido considerados los responsables de estos efectos, ya que estudios epidemiológicos, in vitro, en animales de experimentación, etc, avalan la actividad biológica1 con efectos beneficiosos2 para el mantenimiento de la salud. 1 provitamina-A, antioxidante, comunicación intercelular. 2 cáncer de próstata, DMAE, protección de la piel.

Luteinaa Zeaxantinaa Licopenob -carotenobc ß- carotenobc Carotenoides mayoritarios en suero Luteinaa Zeaxantinaa Licopenob -carotenobc ß- carotenobc -criptoxantinaac a xantofilas; b carotenos c provitamina-A

Fórmulas químicas de carotenoides presentes en tomate y derivados

Fórmulas químicas de carotenoides presentes en tomate y derivados

Concentraciones de carotenoides en tomate (mg/100g) Licopeno Luteína β-caroteno γ-caroteno Fitoeno Fitoflueno Neurospo-reno y ζ-caroteno Olmedilla et al (1998)* Tomate ensalada 2,1 0,05 0,50 0,14 0,92 n.d. * Tipo canario 1,6 0,04 0,44 0,49 * Tipo pera 62,27 0,07 0,39 0,16 2,80 * Tomate frito 14,57 0,11 0,32 Khachick et al (2002)* Tomate 9,27 0,08 0,23 1,50 1,86 0,82 1,11 y 0,21 * artículos en que se recogen publicaciones anteriores con datos originales de estos análisis de carotenoides.

Cromatogramas de análisis de carotenoides en extractos de tomate y suero humano

Ingesta media de carotenoides en población española Ingesta de carotenoides en la población española: 3 - 4,3 mg carotenoides /día. La ingesta media es de 3,5 mg/día y es aportada por 9 hortalizas y 5 frutas. Aprox. la mitad de los ingeridos corresponde a carotenoides con actividad provitamínica-A. Los carotenoides que ingerimos en mayor proporción son -caroteno (1mg/día) y licopeno (1,3 mg/día).

Ingesta de licopeno, β-caroteno y luteína (mg/día, mediana y rango) en adultos de 5 países europeos* Luteína (+zeax.) Carotenoides totales España 1,6 0,5 – 2,6 3,0 1,6 - 4,4 3,3 1,8 - 4,3 9,5 7,2- 14,5 Francia 4,8 2,1– 8,3 5,8 3,8 – 8 2,5 1,7 - 3,9 16,1 10,3 - 22,1 UK 5,0 3,2 – 7,3 5,5 3.7 – 6,6 1,2 - 2,4 14,4 11,8 - 19,1 Rep. Irlanda 4,4 2,7 – 7,1 5,2 3,5 – 7,4 1,1 - 2,1 14,5 10,4 - 18,9 Países Bajos 4,9 2,8 – 7,5 3,0 – 5,7 2,0 1,4 - 3,0 13,7 10,0 - 17,7 * Adaptado de O’Neill et al. Brit J Nutr. 85: 499-507; 2001.

Principales contribuyentes a la ingesta de carotenoides a partir de frutas y hortalizas (población española) Granado, F; Olmedilla, B; et al. Eur. J. Clin. Nutr., 50: 246-250; 1996

Contribución relativa y concentraciones (mediana, µl/dl) de carotenoides séricos en sujetos de 5 países de la Unión Europea (ES: España; FR: Francia; NL: Países Bajos; IR: Irlanda; UK: Reino Unido). 100% 80% 60% µg/dl 40% 20% 0% ES FR NL IR UK B-Carot. 19 36,3 26,4 30,9 25,1 A-Carot. 3,7 7,3 3,7 5,7 4,4 B-Criptox. 19,9 11,2 17 10,9 9,8 Licopeno 29 36,8 32,1 40,6 40,1 Zeaxan. 4,8 4,8 3,3 2,5 2,4 Luteína 15,5 19,7 11,9 9,6 8,6 Datos adaptados de: Olmedilla,B; et al. Brit.J.Nutr. (2001), 85: 227-238.

Distribución de carotenoides presentes en tomate (indicados ) en tejidos humanos Khachik, F, et al. Exp. Biol. Med. 227: 845-851; 2002

Carotenoides, vitaminas A, E y C en sujetos control de 5 países europeos (estudio AIR) Sujetos control (n=350) Estudio con: Protocolo común Análisis centralizado (lab.referencia) Comparaciones: Carotenoides, vitaminas A, E, C en suero y en ingesta, carotenoides en LDL, estatus antioxidante, daño en DNA y su relación con carot. séricos, ... en un grupo de voluntarios con características bien definidas, pertenecientes a cinco países europeos (de norte a sur de Europa: ES,FR,UK,IR,NL) con diferentes hábitos dietéticos y tasas de mortalidad por enfermedad crónica. Brit.J.Nutr. 2001

Estudio de intervención con carotenoides (estudio AIR sobre marcadores de estrés oxidativo) Es la 1ª intervención realizada con luteína y con licopeno. Cetocarotenoides (aumentan según conc. luteína sérica) y describimos ésteres de luteína a partir de un umbral en suero. Concentraciones en suero alcanzan “techo” al primer mes de suplementación. Isómeros de b-car y licop. mantienen distribución en suero independientemente de la aportada. Clin.Sci.,2002

Estudio de intervención con carotenoides (estudio AIR sobre marcadores de estrés oxidativo) Clin.Sci., 2002

* licopeno, β-caroteno, luteína Importancia de los carotenoides de la dieta (aportados por tomate *) en relación con algunas patologías. * licopeno, β-caroteno, luteína 1. disminución de riesgo de cáncer de próstata. 2. mejoría de parámetros de función visual en la degeneración macular asociada a la edad. 3. protección de la piel frente a radiación solar.

Relación entre consumo de tomates o licopeno y cáncer de próstata Asociación inversa entre ingesta de tomate y derivados con el riesgo de cáncer de próstata, pero no se encontró asociación con una elevada ingesta global de frutas y hortalizas (publicado en 1995). Posteriores estudios relacionando ingesta de tomate o de licopeno (o licopeno en plasma) con riesgo de cáncer de próstata han dado lugar a resultados contradictorios. Posibles causas de esta falta de consistencia:

* complejidad del cáncer de próstata y objetivo Posibles razones de la falta de consistencia en los resultados de estudios entre ingesta de tomate o licopeno y riesgo de cáncer de próstata: * complejidad del cáncer de próstata y objetivo clínico definido de forma no uniforme. * correlación entre ingesta de licopeno y su concentración en suero muy baja (0 - 0,47). * biodisponibilidad del licopeno muy variable según diversos factores (ej. alimento, procesado, temperatura de ingesta, con o sin grasa, diferente captación por tejidos,....). * cuestionarios de frecuencia de ingesta de alimentos con distinto grado de utilidad para estimar la variación de ingesta de licopeno.

Antecedentes en la DMAE * Falta de tratamientos eficaces y de medios de prevención. * Resultados epidemiológicos (observacionales y experimentales) * Plausibilidad biológica

Mecanismos de protección de la luteína y otros carotenoides ante la luz: 1. filtros de luz azul 2. antioxidante

Espectro de absorción de la luteína

LUTEINA: Biomarcador de exposición dietética: luteína en suero densidad pigmento macular (lut. + zeax.) Objetivo clínico: degeneración macular senil cataratas Biomarcador de efecto (Objetivo intermedio o sustitutorio): función visual (agudeza visual, test de deslumbramiento y sensibilidad al contraste).

Suplementación con luteína en pacientes con cataratas 1 Valoración de los ojos de forma independiente cuando la catarata es bilateral.

 Cambios en la agudeza visual de pacientes con cataratas durante el estudio de suplementación (valoración independiente de los dos ojos). Grupos: con luteína (n=9), con a-tocoferol (n=10), con placebo (n=7). Olmedilla, B; et al. Nutrition (2003), 19: 21-24.

Carotenoides dietéticos y protección de la piel Licopeno y luteína pueden actuar como antioxidantes atenuando el estado energético de singletes de oxígeno (“quenching”) formados en el proceso fotooxidativo, por lo tanto pueden contribuir a proteger a los tejidos expuestos a la luz (piel y ojos) del daño inducido por la radiación luminosa. El β-caroteno eficazmente utilizado como protector solar.

Conclusiones 1.- recomendar un aumento en la ingesta de tomate, compatible con la recomendación de un mayor consumo de frutas y hortalizas con objeto de disminuir el riesgo de cáncer y otras enfermedades. Son improbables los efectos adversos de un aumento en el consumo de tomate, dentro de una dieta equilibrada, y sin embargo, nos aportarán licopeno y otros carotenoides (ej. b-caroteno, fitoeno,....) y fitoquímicos, que muy probablemente también sean responsables de la actividad biológica observada en diversos tipos de estudios (se considera que las mezclas de compuestos son más eficientes que los compuestos aislados). 2.- Licopeno y luteína, al igual que b-caroteno, contribuyen a la prevención del daño fotooxidativo inducido por la radiación lumínica en tejidos expuestos a la luz (ojos y piel). 3.- La luteína muestra una fuerte especificidad con la retina. Una ingesta de aprox. 3 mg/día suele provocar mejoría en la función visual de pacientes con degeneración macular senil.

GRACIAS POR SU ATENCIÓN

DISEÑO DE ESTUDIOS PARA ESTABLECER VIAS DE CAUSALIDAD EN LA ETIOLOGIA DE ENFERMEDADES 1 ESTUDIOS PROSPECTIVOS DE COHORTES PLAUSIBILIDAD BIOLOGICA EST. INTERVENCION GRUPOS ELEVADO RIESGO PROCESO DE IMPACTO FUNCION INGESTA ENFERMEDAD SOBRE o STATUS POTENCIADA MODIFICADO SALUD ESTUDIOS DE INTERVENCION ESTUDIOS DE LABORATORIO CASOS-SERIES CASOS-CONTROL Cataratas, DMS Cáncer Cardiovascular ESTUDIOS DE COHORTES E INTERVENCION 1 van`t Veer,P & Kok, FJ. Free Rad.Res. 33, S109-15; 2000.

Pacientes con cataratas   Sujetos Cantidad / Tiempo Biomarcador Efecto Refer. Controles (n=11) 60g espinacas /día y / o 150gmaíz/día 15 semanas * Concentrac. luteina + zeax. en suero *DPMacular *Aumento   (4seman.) Hammnond et al, 1997. (n=2) 30 mg /día 140 días *Concentr. lut +zeax sérica. *D.P. macular Landrum et al, 1997, Pacientes con cataratas (n=5) 15 mg / 3por semana 2 años *Luteína sérica. * Esteres luteína *metabolitos oxidativos de luteína *Función visual: Agudeza Sensibilidad al deslumbramiento y contraste *Aumenta *No detec.  Aumenta Aumenta Olmedilla et al, 2001, 2002. Pacientes degener. macular senil (n=5) 1 año * Luteína sérica * Esteres luteina * metabolitos oxidativos de lut. * Agudeza visual *No detec *Aumentan *escasa /nulo Olmedilla et al, 2001.

Información relevante sobre luteína publicada desde 1992 (inicio del estudio AREDS) 1.- Distribución de luteína y zeaxantina en retina. Identificación de meso-zeaxantina (no es de origen dietético) 2.- Proteinas de unión específicas para luteína y zeaxantina en retina. 3.- Identificación de “cetocarotenoides” en suero y retina, potenciales metabolitos debidos a actividad antioxidante in vivo de la luteína. 4.- Medida de la densidad del pigmento macular y su relación con la edad y DMAE, así como correlación con el contenido de luteína en la dieta y en suero. 5.- Resultados de estudios de suplementación con luteína, con diferentes protocolos, dan lugar a resultados consistentes. 6.- Estudio de suplementación en 100 sujetos control con luteína (15 mg/día) durante 4 meses. 7.- Identificación de esteres de luteína en suero de sujetos con niveles de luteína superiores a 60 µg/dl, después de suplementación.

Daño oxidativo en DNA (estudio de intervención) FASEB J, 1998 Primer estudio comparativo 8-oxo-dG entre sexos y de distintos países. 8-xo-dG, marcador de daño en DNA, y muerte prematura por enfermedad coronaria mostró una correlación de 0,90 en hombres.

Carotenoides séricos y daño oxidativo en DNA Carcinogenesis, 1998 Carotenoides séricos y daño oxidativo en DNA (medido por EndoIII) muestran correlaciones negativas, consistente con el papel de carotenoides como protectores del DNA frente a daño oxidativo. La suplementación con carotenoides (w-16) no modifica la correlación entre pirimidinas oxidadas (endoIII) medidas en DNA de linfocitos en la basal (w-0)

Luteína en suero: distribución y propuesta de rango de concentración. Granado,F; Olmedilla, B; Blanco, I. Brit. J. Nutr. (2003), 90: 487-502.