1. Los métodos in vitro están siendo ampliamente utilizados en la actualidad ensayos de diálisis.
para evaluar la biodisponibilidad mineral, ya que son rápidos, seguros y no
!
tienen las restricciones éticas de los modelos in vivo, además de ser
predictivos de ser predictivos de los factores dietéticos inhibidores/
potenciadores para la biodisponibilidad (Haro et al., 2006b; Parada et al., 2007; Departamento de Medicina Preventiva y Salud Pública,
Wolfgor et al., 2001). Ciencias de la Alimentación, Toxicología y Medicina Legal
Área de Nutrición y Bromatología
En líneas generales los métodos in vitro, proponen en una primera etapa
que simula las condiciones fisiológicas y la secuencia de eventos durante la
digestión o solo el proceso de absorción y el resultado se mide en un extracto
final. Para emular estos procesos biológicos, los métodos in vitro, intentan
reflejar en un ambiente controlado las condiciones físico-químicas que tiene
lugar durante la digestión humana, teniendo en cuenta 3 áreas del sistema
Figura 3.
digestivo (boca, estomago e intestino), en consecuencia, las principales
características de los métodos in vitro, son la temperatura, agitación, y la
composición química y enzimática de la saliva, jugo gástrico, duodenal y biliar En referencia a los pH reportadas (Figura 4) para cada etapa de la digestión
(Fernández et al., 2009; Parada et al., 2007). (gástrica y duodenal), se identifican diferencias que oscilan entre pH 2 a 4 para
Dentro de los métodos in vitro, esta la solubilidad y la diálisis para establecer la digestión gástrica, y pH 6 a 8,2 para la digestión intestinal, en consecuencia,
las tendencias sobre valores relativos de la biodisponibilidad para minerales. y dado que es un parámetro importante en la simulación de la digestión, puede
De hecho, estos métodos sólo estiman la fracción del elemento disponible para incidir en los resultados de la estimación de la biodisponibilidad mineral.
la absorción (bioaccesibilidad), que constituye el primer paso en el proceso en
!
vivo de la absorción de minerales (Perales et al., 2007).
Como segundo paso, esta metodología ha sido mejorada al incorporar
cultivo celulares, para estimar la cantidad del componente activo que se
asimila por la mucosa intestinal. Esta línea celular de carcinoma de colon
humano (Caco-2) se caracteriza por presentar muchos de las funciones y
BIODISPONIBILIDAD IN VITRO DE HIERRO
propiedades morfológicas de los enterocitos maduros humanos, para efectos Y CALCIO EN CEREALES Y DERIVADOS
experimentales, la cantidad del nutriente en el extracto (que es captado o
trasladado capa de Caco-2) se asume como la porción biodisponible del
nutriente (Parada et al., 2007; Perales et al., 2007).
Estudios biodisponibilidad in vitro de hierro y calcio en
cereales y derivados
Figura 4.
Los cereales constituyen un producto básico de la alimentación humana Máster Universitario en Calidad y Seguridad
debido a sus características nutritivas, su moderado precio y a la sencillez y CONCLUSIONES Alimentaria
variedad de su utilización culinaria, lo que hace que su consumo sea adecuado De las metodologías para el estudio de biodisponibilidad, la técnicas in vitro
para cualquier edad y condición fisiológica. (García y Guerra, 2005; Redondo se erigen como las que ofrecen mayores ventajas operativas, basadas
P y Silleras B, 2006). generalmente, en técnicas de digestión simulada, cuyo propósito es estimar el
Estas características hacen de los cereales y los productos alimenticios porcentaje de un componente alimentario que es transformado en el intestino a
derivados de ellos, los vehículos más utilizados en el enriquecimiento con una forma absorbible, estimado tras la obtención de la fracción soluble o
hierro, zinc y otros nutrientes. Los cereales enriquecidos suponen un aporte dializable.
importante de este micronutriente para niños, así como para adolescentes y Los cereales y derivados solos o como parte de matrices alimentarias
adultos. (Ramírez, 2010). complejas son el grupo de alimentos de más alto consumo en todo el mundo,
De las observaciones inherentes sobra la descripción de los diferentes convirtiéndolos en consecuencia, en un vehículo idóneo para subsanar
métodos de digestión in vitro aplicados para determinar biodisponibilidad de necesidades nutricionales de poblaciones vulnerables o aportar nutrientes
esenciales a través del enriquecimiento, por ello el interés en la evaluación de Presentado por : Yury Caldera Pinto
hierro hierro y calcio en cereales y derivados llama la atención el interés de los
Tutora: Dra. Reyes Barberá Sáez
investigados por explorar, no los cereales de forma aislada, sino los cereales la biodisponibilidad de hierro y calcio.
integrados en matrices alimentarias más complejas. Los estudios de biodisponibilidad de hierro y calcio en cereales, son ensayos
Es significativa la elección en los 15 trabajos revisados (Figura 3) de de solubilidad y diálisis. Fundamentalmente los ensayos más utilizados se
métodos in vitro con ensayos de solubilidad, diálisis y modelos celulares para basan en la diálisis, debido a que la medición de la diálisis permite evaluar la
la determinación de biodisponibilidad mineral, de los cuales, 6 (40%) son de interacción mineral-alimento y la disponibilidad de estos para ser absorbidos.
solubilidad, 9 (60%) son de diálisis. Solo 2 (13,3%) investigaciones reportaron Las principales diferencias en los ensayos in vitro de hierro y calcio en
incorporación de modelos celulares (células Caco 2), previo ensayos de cereales, corresponden a pH y tiempos de incubación. Valencia, Enero de 2012

2. Biodisponibilidad
¿Pero, que implica “biodisponible” o biodisponibilidad”?. Bajo el término biodisponibilidad se intenta incluir el resultado de una secuencia compleja de eventos En consecuencia, no es equivalente hablar de biodisponibilidad y
metabólicos difíciles de medir y dependientes de otros factores inherentes al individuo (Andrés et al., 1988). De esto se infiere que la biodisponibilidad de bioaccebilidad (Parada, 2007), porque la bioaccesibilidad es parte del proceso
nutrientes se rige por factores externos e internos. Entre los factores externos se incluye la matriz alimentaria y la forma química del nutriente en cuestión, mientras complejo de la biodisponibilidad y el conceptos de biodisponibilidad incluye
que por otro lado el sexo, la edad, el estado nutricional y la etapa de la vida son algunos de los factores internos. Dado que algunos aspectos, como el estado bioaccesibilidad.
nutricional, también determinan la cantidad de un nutriente que el cuerpo utiliza, almacena o excreta, algunas definiciones de biodisponibilidad se limitan a la A los efectos de concretar las definiciones sobre biodisponibilidad,
fracción del nutriente que es absorbida (EUFIC, 2010; Martínez et al., 1999). bioaccesibilidad y biactividad, se adoptaran los siguientes conceptos (Figura 2)
El término biodisponibilidad se emplea ampliamente en la literatura científica y en la práctica farmacéutica y biomédica. Pero antes de definir biodisponibilidad se de los propuestas anteriormente
hace imprescindible considerar algunos elementos fundamentales vinculados a su conceptualización. Uno de ellos, es que se proponen varias definiciones (Tabla
3), las cuales, se ajustan al área de investigación que se aplica (Fernández et al., 2009). Otro elemento a tener en cuenta es que la biodisponibilidad de nutrientes
hoy día es un concepto importante, pero confuso, a menudo asociados con la eficiencia de la absorción y utilización metabólica de los nutrientes ingeridos (Parada, BIODISPONIBILIDAD
2007). También los conceptos de bioaccesibilidad y biactividad o bioeficacia, son necesarios estimarlo, en virtud, que aunque la biodisponibilidad y bioaccesibilidad Es la integración de los diversos procesos mediante el cual una fracción de un nutriente ingerido esta
disponible para la digestión, absorción, transporte, utilización y eliminación (Haro et al., 2006; Hurrell
se utilizan de forma indistinta, es importante tener en cuenta que la biodisponibilidad incluye necesariamente bioactividad (Fernández et al., 2009), siendo la et al., 2010).
bioactividad una serie de eventos relacionados con la forma en que el compuesto activo se transporta, llega al tejido diana, interactúa, se biotransforma
(bioconversión) y genera la respuesta fisiológica determinada (Fernández et al., 2009; Gibson, 2007; Parada, 2007).
En el caso de biaccesibilidad, esta es definida como la cantidad de nutriente ingerido que esta disponible para la absorción en el intestino después de su !"#$%+",")$)*
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digestión (Parada, 2007), o como la fracción de un compuesto que es liberado de la matriz alimentaria en el tracto gastrointestinal, y en consecuencia, se convierte A/(2#($#.#$%)#)()*(+'($,-.+*/0,(#$69,(
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en disponible para su absorción, este concepto incluye toda la secuencia de eventos que se desarrollan durante la transformación digestiva de los alimentos hasta #2%-*'0#"%#(*'(*2(0"#$0,(5#/0",%'0*/6'#27(8(*'($,'/*$+*'$%#7(/*( )*0*"-%'#)#(:!*"'C')*4(*0(#2(=>>DE(
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ser asimilados por el organismos en la células epitealiales del intestino y por último su metabolismo pre sistémico (intestinal y hepático) (Parada, 2007). En
consecuencia, no es equivalente hablar de biodisponibilidad y bioaccebilidad (Figura 1), porque la bioaccesibilidad es parte del proceso complejo de la
biodisponibilidad y el conceptos de biodisponibilidad incluye bioaccesibilidad (Fernández et al., 2009; Parada, 2007) Figura 2. Definiciones de biodisponibilidad, bioaccesibilidad y biactividad.
Los siguientes componentes describen los distintos pasos de la vía metabólica donde pueden darse cambios en la biodisponibilidad de los nutriente: (a) La
liberación del nutriente de la matriz alimentaria físico-química; (b) Los efectos de las enzimas digestivas en el intestino; (c) La unión y utilización por parte de la
Métodos para evaluar la biodisponibilidad
mucosa intestinal; (d) El paso por la pared intestinal (pasando a través de las células, entre ellas o de las dos formas) a la sangre o la circulación linfática; (e) La
distribución sistémica; (f) La deposición sistémica; (g) El uso metabólico y funcional y (h) La excreción por vía urinaria o fecal (EUFIC, 2010). Los modelos para evaluar la biodisponibilidad mineral incluyen ensayos in
vivo e in vitro (Binaghi et al., 2008; Martínez et al., 1999). Sobre los ensayos in
!"#$%&'"(%!)*#"$%"' %*:%;%:<=' vivo, hay que considerar el uso de modelos animales para evaluar la
+,-./'012.34/'567'819-36896'' >68,?@,'A'65/5'A'B6C,'A'-/D/'E'6B9/5,'FB3,7GH34,'E'@/9,7,H2/B''''''''' biodisponibilidad en seres humanos lo que implica una limitación por las
diferencias entre especies, tanto en la velocidad de crecimiento como en la
actividad de enzimas intestinales y microbianas, y en la fisiología y anatomía
intestinal. Los ensayos en seres humanos requieren, generalmente, el uso de
isótopos radioactivos, su aceptación no es universal por motivos éticos y
económicos. El empleo de isótopos estables implica mayores costos aún, lo
que restringe su utilización.
+6' Por el contrario los métodos in vitro son rápidos, menos costosos y permiten
mayor control sobre las variables experimentales; los más usados son los que
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se basan en técnicas de digestión simulada (Binaghi et al., 2008; Haro et al.,
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2006; Parada et al., 2007). Se basan, generalmente, en técnicas de digestión
simulada, cuyo propósito es estimar el porcentaje de nutriente que es
transformado en el intestino a una forma absorbible, estimado tras la obtención
de la fracción soluble o dializable, que en teoría podría ser adsorbida en el
borde de cepillo del intestino. Existen diferencias entre los métodos de
"446B3I3735/5' "IB,-43G8'J'#-/B@,-96''' $6B@16B9/'FB3,7GH34/'' solubilidad y diálisis, dependiendo de la determinación de la fracción soluble o
dializable de la muestra digerida (Viadel, 2002).
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Métodos in vitro
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Los métodos in vitro están siendo ampliamente utilizados en la actualidad
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tienen las restricciones éticas de los modelos in vivo, además de ser
Figura 1. Descripción de biodisponibilidad y sus vinculaciones a los conceptos de bioaccesibilidad y biactividad.