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Nuevo maíz morado híbrido ayudaría a combatir diabetes y obesidad

Desde la izquierda, la profesora de ciencia de los alimentos, Elvira González de Mejía, el investigador postdoctoral, Diego Luna-Vital, y el profesor de ciencia de cultivos, John Juvik. Foto de L. Brian Stauffer.

Científicos de la Universidad de Illinois han desarrollado nuevos híbridos de maíz morado que contienen diferentes combinaciones de fitoquímicos, los cuales pueden ayudar a combatir la obesidad, la inflamación y la diabetes, según indica un nuevo estudio realizado con ratones.

El pericarpio (o capa externa) de los granos de maíz de color púrpura (o morado) y otros colores brillantes también puede proporcionar una fuente alternativa de colorantes para los productos alimenticios, dando a los productores de maíz otro producto de valor agregado de su cultivo, dijo la el equipo de científicos de la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign liderado la profesora de ciencia alimentaria Elvira Gonzalez de Mejia y el profesor de ciencia de cultivos John Juvik. Los hallazgos fueron publicados recientemente en la revista Food Chemistry.

De una variedad de maíz llamada Apache Red, el equipo de Juvik creó 20 variedades genéticas de maíz morado (mediante cruce, una técnica de mejoramiento tradicional), cada una con una combinación única de antocianinas, los pigmentos nutritivos y naturales que le dan al pericarpio su color vibrante.

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Ampliamente encontrados en los tejidos de las plantas, los compuestos fenólicos tienden a ser aromáticos y contribuyen al color, sabor y acidez de las frutas. Las antocianinas son una clase de fenoles, y los estudios han asociado el consumo de alimentos ricos en antocianinas con menor riesgo de enfermedades cardiovasculares, diabetes tipo 2 y ciertos tipos de cáncer.

Usando agua a presión, el investigador postdoctoral y coautor del estudio Diego Luna-Vital extrajo las antocianinas del pericarpio de los granos de maíz, creando extractos de agua ricos en antocianinas que luego se liofilizaron (deshidrataron). Mientras que los análisis de los extractos mostraron que el pericarpio es una fuente abundante de antocianinas y compuestos fenólicos, la concentración varió significativamente entre las variedades.

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Para examinar el impacto de las antocianinas en la inflamación inducida por la obesidad, el entonces estudiante graduado y primer autor del estudio Qiaozhi Zhang combinó células grasas (llamadas adipocitos) de ratones con células inmunes grandes llamadas macrófagos.

Los modelos de células de ratón en el estudio simularon los de personas obesas con altas concentraciones de lípidos e inflamación en sus células, o individuos sanos que comen regularmente plantas que contienen compuestos fenólicos, dijo de Mejia. “Así que estos son modelos muy reales que pueden traducirse en estudios in vivo con humanos o animales”.

“Evaluamos algunos biomarcadores muy específicos que ya se sabe que están relacionados con la inflamación y la adipogénesis, que es la conversión de los pre-adipocitos en adipocitos maduros que acumulan grasa”, dijo Luna-Vital.

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Observaron que los compuestos fenólicos en los extractos alteraban el desarrollo de las células, reduciendo el contenido de grasa de los adipocitos del 8% al 56%, dependiendo de los diferentes fenoles utilizados.

Para estudiar el impacto de los compuestos en la resistencia a la insulina, la disfunción metabólica asociada con la diabetes, los científicos utilizaron una proteína de señalización celular para inducir la resistencia a la insulina en las células de grasa del ratón, luego trataron las células con los compuestos de antocianina y controlaron su absorción de glucosa.

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Un marcador clave de resistencia a la insulina disminuyó en un 29% -64%, y la captación de glucosa de las células disminuyó en un 30% -139%, dependiendo de la composición química de las antocianinas utilizadas.

Observamos cambios muy importantes en las moléculas que reducen el estrés oxidativo y la inflamación en los adipocitos resistentes a la insulina“, dijo Luna-Vital. “También encontramos cambios importantes en las moléculas proinflamatorias en las células inmunes“.

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Los hallazgos sugieren que los diferentes niveles y composiciones químicas de estos compuestos fenólicos podrían prevenir la obesidad o mejorar el perfil de insulina de las personas obesas, dijo Luna-Vital.

El pericarpio de los granos de maíz morados está lleno de antocianinas saludables y podría proporcionar a los fabricantes una forma natural de pigmentos para alimentos y bebidas. Foto de L. Brian Stauffer.

Los fenoles más pequeños, como la quercetina, la luteolina y la rutina, que están presentes en muchos alimentos vegetales, desempeñaron un papel clave en la reducción de la obesidad, la inflamación y algunos marcadores de la diabetes tipo 2, dijo de Mejia. “Mientras que otros, como el ácido vanílico y el protocatecúcico, disminuyeron la conversión potencial de los preadipocitos en adipocitos”.

Sin embargo, advirtió que “es muy importante tener en cuenta que no son solo uno o dos compuestos, sino las combinaciones de fenólicos” que trabajan en conjunto y que fueron responsables de los efectos beneficiosos.

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La estudiante graduada y coautora del estudio, Laura Chatham, actualmente realiza una selección genómica para identificar los marcadores de ADN asociados con los efectos de salud más prometedores para criar híbridos de maíz con esas propiedades, dijo Juvik.

Además de sus propiedades de promoción de la salud, el pericarpio del maíz rojo, morado y de otros colores brillantes podría servir como pigmentos naturales para la industria alimentaria, satisfaciendo la fuerte demanda de los consumidores de alternativas a los tintes sintéticos, dijo Juvik.

“Calculamos que todos los tintes rojos No. 40, uno de los principales tintes utilizados en los Estados Unidos, podrían reemplazarse con el pigmento derivado de aproximadamente 243 mil hectáreas de maíz”, dijo Juvik. “Y podríamos producir el pericarpio rico en antocianinas en cantidades suficientes para que los fabricantes lo agreguen a bebidas o productos especiales con propiedades farmacéuticas”.

Otra ventaja del maíz seco es que es estable en la estantería, lo que proporciona un sustituto económico para las frutas y verduras perecederas que los fabricantes también utilizan actualmente para colorear muchos alimentos y bebidas, agregó.

“La ventaja de usar agua para extraer las antocianinas del pericarpio es que es la forma más simple, sencilla y económica para que la industria elimine estos compuestos, en comparación con otros protocolos de extracción que son complicados y más caros”, dijo Juvik.

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