Fucoxantina, el poder de las algas
Publicado 1 de marzo de 2021, 18:56
Fucoxantina: el potencial de las Algas
Autor: MSc. Camila Gho
Revisor: Prof. Diego A. Bonilla, ISAK 3
La Fucoxantina es un conocido carotenoide (fórmula molecular: C42H58O6) de la familia de las xantofilas, producido principalmente por organismos marinos como las macroalgas del género fucus o microalgas como Phaeodactylum tricornutum. Este compuesto es reconocido por sus propiedades antioxidantes y antiinflamatorias, aunque también se han reportado efectos anticancerígenos e interacción con la microbiota (1, 2).
La Fucoxantina como pigmento orgánico ha sido propuesto como una terapia prometedora para el manejo de la obesidad y diabetes tipo II (3, 4), lo cual corresponde a un descubrimiento relativamente reciente que ha llamado la atención de los investigadores dada la abundante disponibilidad oceánica que tiene este carotenoide y sus casi nulas contraindicaciones a la hora de ser consumido. En este sentido, también ha sido foco de atención por parte de la industria. Ahora bien, aunque algunas líneas de investigación proponen a la Fucoxantina al momento de combatir la obesidad (5, 6), el mecanismo no es del todo conocido y se ha mostrado que su funcionamiento está afectado por muchos factores dentro de los que se incluyen la alimentación y sistema endocrino (7, 8). De acuerdo a la OMS, la obesidad es una de las enfermedades más recurrentes alrededor del mundo, afectando a más de dos billones de personas (9). Además, es bien sabido que el deterioro a nivel endocrinometabólico en pacientes con enfermedades crónicas, categorizadas dentro del síndrome metabólico (e.g., diabetes tipo 2), se ve alterado por altos niveles de grasa subcutánea y visceral, razón por la cual es interesante resaltar lo que los superalimentos, como las algas, tienen para ofrecer. Por ejemplo, se ha mostrado que la Fucoxantina mejoró la composición corporal en ratones durante una dieta alta en calorías y alta en grasa, lo cual redujo marcadores de resistencia a la insulina (6). De manera interesante, la Fucoxantina podría inhibir la α-amilasa y la α-glucosidasa y mejorar la actividad de la glucosa oxidasa (10), de manera que impacta directamente sobre el metabolismo de la glucosa.
Estudios preclínicos en ratas han demostrado que la Fucoxantina puede regular negativamente la proteína PPARỿ y aumentar la expresión de la proteína desacoplante 1 (UCP1) en el hígado de una manera dosis-dependiente, aunque no afecta la concentración de proteína C / EBPα (11). Puntualmente, este carotenoide tiene incidencia en el alivio del daño hepático causado por la acumulación excesiva de grasa al regular a PPARγ (12). PPARỿ promueve la proliferación y diferenciación de adipocitos maduros y es uno de los factores de transcripción más importantes en la regulación de la adipogénesis (13, 14). Por otro lado, las UCPs pertenecen a la familia de transportadores de solutos 25 (SLC25) y son proteínas localizadas en la membrana interna mitocondrial que transportan protones generados en la cadena respiratoria para utilizar el gradiente electroquímico y producir calor (es por eso que desacoplan la producción de ATP durante la Fosforilación oxidativa). La UCP1, de expresión exclusiva en tejido adiposo pardo o marrón, tiene como función principal mediar el proceso de termogénesis. Además de la UCP1, existen otras cuatro isoformas presentes en humanos, tales como: UCP2 presente en piel, músculo y páncreas; UCP3 presente en músculo cardiaco y esquelético; y las UCP4 y UCP5 que se expresan en el sistema nervioso central (15). En sí, un aumento en la expresión de UCP1 está relacionado en una regulación positiva de la termogénesis en adipocitos pardos (al igual que en los beige, que son producto del proceso de transdiferenciación del tejido adiposo blanco), lo cual finalmente incide levemente en el gasto energético. De manera interesante, también se ha reportado que la Fucoxantina puede generar una estimulación de la vía Sirt1 por medio de la activación de la proteína cinasa activada por AMP (AMPK). En este punto, existiría cierta regulación en la síntesis de ácidos grasos debido al aumento significativo en la fosforilación de la AMPK y la reducción en la actividad de la acetil-CoA carboxilasa (6). Estos efectos en modelos animales y celulares podrían explicar parcialmente las vías de regulación de la Fucoxantina durante una dieta alta en lípidos, por lo que se espera que la investigación en este carotenoide siga dando luces en cuanto a los efectos moduladores que tiene sobre enfermedades crónicas.
La fuente bruta de Fucoxantina se da en las algas y microalgas de países como China, Japón y Corea, razón por cual han formado parte de la dieta asiática desde hace siglos. En los últimos años, Occidente ha comenzado a hacer uso más frecuente de esta materia prima e incluso los chefs las están incorporando en sus platos más gourmet. Las Kelps, Wakame e Hijiki son una importante fuente de Fucoxantina (16); sin embargo, son las microalgas las que contienen mayor concentración de este compuesto (17). Por ejemplo, se ha cuantificado el contenido de Fucoxantina en siete aislados de microalgas, encontrándose valores más altos en la biomasa de Synuroceae (Synphyceae). Otra especie de microalgas, Tisochrysis lutea, también puede proporcionar una buena concentración de Fucoxantina. Estos organismos representan una excelente fuente debido a que al no tener pared celular se facilita la extracción de Fucoxantina (18). Probablemente, las microalgas se convertirán en la fuente más comercializable de Fucoxantina, por lo que sería importante seguir trabajando en esta prometedora línea de investigación con más ensayos clínicos.
Referencias:
1.Zhang H, Tang Y, Zhang Y, Zhang S, Qu J, Wang X, et al. Fucoxanthin: A Promising Medicinal and Nutritional Ingredient. Evid Based Complement Alternat Med. 2015;2015:723515.
2.Kim SM, Jung YJ, Kwon ON, Cha KH, Um BH, Chung D, et al. A potential commercial source of fucoxanthin extracted from the microalga Phaeodactylum tricornutum. Appl Biochem Biotechnol. 2012;166(7):1843-55.
3.Maeda H, Hosokawa M, Sashima T, Miyashita K. Dietary combination of fucoxanthin and fish oil attenuates the weight gain of white adipose tissue and decreases blood glucose in obese/diabetic KK-Ay mice. J Agric Food Chem. 2007;55(19):7701-6.
4.Hu X, Li Y, Li C, Fu Y, Cai F, Chen Q, et al. Combination of fucoxanthin and conjugated linoleic acid attenuates body weight gain and improves lipid metabolism in high-fat diet-induced obese rats. Arch Biochem Biophys. 2012;519(1):59-65.
5.Muradian K, Vaiserman A, Min KJ, Fraifeld VE. Fucoxanthin and lipid metabolism: A minireview. Nutr Metab Cardiovasc Dis. 2015;25(10):891-7.
6.Koo SY, Hwang JH, Yang SH, Um JI, Hong KW, Kang K, et al. Anti-Obesity Effect of Standardized Extract of Microalga Phaeodactylum tricornutum Containing Fucoxanthin. Mar Drugs. 2019;17(5).
7.Viera I, Pérez-Gálvez A, Roca M. Bioaccessibility of Marine Carotenoids. Marine Drugs. 2018;16(10).
8.Maeda H. Nutraceutical Effects of Fucoxanthin for Obesity and Diabetes Therapy: A Review. Journal of Oleo Science. 2015;64(2):125-32.
9.WHO. Global status report on noncommunicable diseases 2014. World Health Organization. 2015.
10.Kawee-Ai A, Kim AT, Kim SM. Inhibitory activities of microalgal fucoxanthin against α-amylase, α-glucosidase, and glucose oxidase in 3T3-L1 cells linked to type 2 diabetes. Journal of Oceanology and Limnology. 2019;37(3):928-37.
11.Gille A, Stojnic B, Derwenskus F, Trautmann A, Schmid-Staiger U, Posten C, et al. A Lipophilic Fucoxanthin-Rich Phaeodactylum tricornutum Extract Ameliorates Effects of Diet-Induced Obesity in C57BL/6J Mice. Nutrients. 2019;11(4).
12.Takatani N, Kono Y, Beppu F, Okamatsu-Ogura Y, Yamano Y, Miyashita K, et al. Fucoxanthin inhibits hepatic oxidative stress, inflammation, and fibrosis in diet-induced nonalcoholic steatohepatitis model mice. Biochemical and Biophysical Research Communications. 2020;528(2):305-10.
13.Lowell BB, V SS, Hamann A, Lawitts JA, Himms-Hagen J, Boyer BB, et al. Development of obesity in transgenic mice after genetic ablation of brown adipose tissue. Nature. 1993;366(6457):740-2.
14.Kogure A, Sakane N, Takakura Y, Umekawa T, Yoshioka K, Nishino H, et al. Effects of caffeine on the uncoupling protein family in obese yellow KK mice. Clin Exp Pharmacol Physiol. 2002;29(5-6):391-4.
15.Bonilla DA. Thermogenesis and Obesity; A Brief Review and rs104894319 Polymorphism in Venezuelan Population. ec nutrition. 2018;13:4-16.
16.Aslanbay Guler B, Deniz I, Demirel Z, Oncel SS, Imamoglu E. Transition from start-up to scale-up for fucoxanthin production in flat plate photobioreactor. Journal of Applied Phycology. 2019;31(3):1525-33.
17.Gao F, Teles I, Wijffels RH, Barbosa MJ. Process optimization of fucoxanthin production with Tisochrysis lutea. Bioresource Technology. 2020;315.
18.Li Y, Sun H, Wu T, Fu Y, He Y, Mao X, et al. Storage carbon metabolism of Isochrysis zhangjiangensis under different light intensities and its application for co-production of fucoxanthin and stearidonic acid. Bioresource Technology. 2019;282:94-102.