Análisis metabolómico y evaluación de la bioactividad de compuestos producidos por levaduras presentes en alimentos

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Las bebidas fermentadas son una fuente de compuestos bioactivos, entre ellos derivados del metabolismo de aminoácidos aromáticos. Sin embargo, el conocimiento de las rutas que intervienen en la síntesis de estas moléculas bioactivas por parte de las levaduras durante la fermentación es limitado. Mejorar el conocimiento de las rutas implicadas puede proporcionar información para incrementar el contenido en compuestos bioactivos en bebidas fermentadas. Además, el estudio de los mecanismos de acción por los cuales estos compuestos bioactivos ejercen su efecto biológico resulta de interés para poder profundizar en el conocimiento de sus propiedades saludables. En la presente Tesis Doctoral se ha realizado un estudio de las rutas metabólicas relacionadas con la síntesis de melatonina (MEL) y hidroxitirosol (HT) en la levadura mediante el uso de sus precursores aminoácidos aromáticos (triptófano (L-TRP) y tirosina (TYR), respectivamente) marcados isotópicamente. En el análisis por UHPLC/HRMS se detectaron serotonina (SER), N-acetilserotonina (NAS) y MEL marcados. No obstante, la presencia de los compuestos mencionados no marcados muestra que durante la fermentación alcohólica la síntesis de MEL por parte de la levadura ocurre tanto a partir del L-TRP del mosto como del L-TRP sintetizado por la levadura. De igual forma, en fermentaciones con el aminoácido TYR isotópicamente marcado, se detectaron ácido 4-hidroxifenilacético, tirosol (TYRS) y HT marcados y sin marcar. Por consiguiente, la ruta de Ehrlich no es la mayoritaria para la producción de HT por parte de la levadura durante la fermentación alcohólica. Asimismo, se ha llevado a cabo la evaluación de la ingesta dietética del HT en la población adulta de la Unión Europea (UE) y la contribución de sus principales fuentes a su ingesta. Los estudios realizados sobre la ingesta dietética del HT muestran que Grecia, España, Dinamarca, Chipre e Italia son los países que presentan la mayor ingesta de HT siendo la aceituna de mesa y el vino los alimentos que contribuyen en mayor medida. La ingesta media de HT en los países de la UE es de 1,97 mg/día. Sólo Grecia y España presentan lo valores de ingesta de HT suficientes para ejercer un efecto beneficioso de 5 mg/día. Con vistas a evaluar el potencial efecto neuroprotector y neuroantiinflmatorio se ha evaluado la capacidad de determinados bioactivos de atravesar la barrera hematoencefálica (BBB). TYR, TYRS, HT, SER y ácido protocatéquico (PCA) son capaces de atravesar la BBB en distinta medida sin alterar su integridad. Los ensayos de neuroprotección muestran que la presencia simultánea de HT y de PCA incrementa el efecto frente a la inhibición y la desestabilización de formación de fibras de α-sinucleína (α-sin) en comparación con ambos compuestos independientes. Al mismo tiempo, el HT previene la producción de la mayoría de los factores proinflamatorios producidos por la acción de lipopolisacáridos (LPS) y α-sin en células de microglía confiriéndole propiedades neuroantiinflamatorias. Teniendo en cuenta que el HT se metaboliza rápidamente, se ha determinado el efecto neuroprotector y antiangiogénico de los principales metabolitos humanos del HT (3,4 dihidroxifenilacetaldehído (DOPAL), alcohol homovalínico (MOPET) y 3-metoxi-4-hidroxifenilacetaldehído (MOPAL)). Y a su vez, de algunos metabolitos producidos por la levadura a partir del L-TRP durante la fermentación alcohólica (ácido indolpirúvico (IPy), ácido indolpropiónico (IPA), ácido indol butírico (IBA) y, ácido indolláctico (ILA)). Entre los metabolitos del HT estudiados, DOPAL protege a las células neuronales de la toxicidad de la proteína α-sin. Los ensayos para la evaluación de los efectos antiangiogénicos muestran cómo DOPAL y IPy presentan potencial anti-VEGF en células endoteliales (HUVEC). DOPAL y IPy inhiben PLCγ1, al mismo tiempo que activan y mantienen respectivamente eNOS, por lo que cabría esperar que no presentaran el efecto hipertensivo asociado a los fármacos anti-VEGF.

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