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Noviembre-Diciembre 2013
Hélix
 
 
Carotenoide muy importante y poco conocido

JUAN CRISTÓBAL GARCÍA-CAÑEDO

luteÍNA, CAROTENOIDE MUY IMPORTANTE Y POCO CONOCIDO

Luteína, carotenoide muy importante y poco conocido

Los carotenoides son importantes para salud humana, por tener una función antioxidante, protectora de los radicales libres; se emplean, además, en diversas industrias para imprimir su coloración amarillo-naranja

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En la naturaleza podemos observar diversos colores, entre los cuales destacan los de las plantas; sus hojas, frutos y flores exhiben una amplia variedad de ellos. En ocasiones observamos que las hojas son verdes, pero en otras —por ejemplo, en otoño—, las hojas adquieren tonos amarillos, anaranjados e, incluso, rojos. Estos cambios de coloración se deben a la presencia de diferentes pigmentos.

E l color verde en las hojas se debe a la presencia de clorofila y el amarillo, en otoño, se debe a la presencia de pigmentos carotenoides. También, el color anaranjado de la zanahoria y amarillo de ciertas flores se debe a la presencia de carotenoides.

Los carotenoides se encuentran ampliamente distribuidos en la naturaleza, por lo cual los podemos encontrar tanto en animales como en plantas, en las cuales, los carotenoides tienen la función de captar la energía de la luz solar y disipar el exceso de esa energía lumínica, para que ésta pueda ser transformada en energía química,1 mediante el proceso de fotosíntesis. En el ser humano, los carotenoides se encuentran en el plasma sanguíneo, en los ojos, la piel y diversos órganos donde, gracias a su poder antioxidante, ayudan a protegerlo de los daños ocasionados por la luz solar y ciertos radicales libres.

Los carotenoides deben su nombre a que fueron extraídos, por primera vez, de las zanahorias (carrot, en inglés), y ha sido gracias al avance en las técnicas de identificación y purificación de pigmentos que, en la actualidad, se ha logrado identificar más de 800 diferentes tipos. 2

Todos los carotenoides tienen propiedades antioxidantes, algunos tienen la capacidad de prevenir ciertas enfermedades, si se consumen con regularidad y en cantidades suficientes. El consumo de caroteno, por ejemplo, ayuda a mejorar la visión y a prevenir la incidencia de ciertos tipos de cáncer. También, existen otros carotenoides menos conocidos, como la luteína, con propiedades igualmente importantes.


Luteína, carotenoide muy importante y poco conocido
En el ser humano, la luteína previene
el daño ocasionado por la luz solar,
pues protege contra enfermedades
de la piel y los ojos

LA LUTEÍNA

Este nombre proviene del latín luteum (huevo) o luteus (amarillo); se trata de un pigmento amarillo–naranja que está presente en la yema de huevo, en las flores de caléndula y cempasúchitl, en el maíz y, en general, en los vegetales de hoja verde (figura 1).

Las plantas y las microalgas clorofíceas (microalgas verdes) producen luteína y otros pigmentos carotenoides, debido a que son parte estructural de la antena captadora de luz solar de los fotosistemas, es decir, de las estructuras que se encargan de captar la energía solar y transformarla en energía química.




Luteína, carotenoide muy importante y poco conocido
Las microalgas verdes producen luteína y otros pigmentos carotenoides —por ser parte estructural de la antena captadora de luz y energía solar de los fotosistemas— y los transforman en energía química

IMPORTANCIA DE LA LUTEÍNA

En productos farmacéuticos, cosméticos y de alimentos se emplea como colorante natural o como un ingrediente4 que aporta ciertos beneficios; por ejemplo; en la acuacultura y en la industria avícola la luteína se usa comúnmente como aditivo alimentario, por los beneficios que aporta; por ejemplo, la inclusión de luteína en la dieta de adultos de erizo de mar aumenta la producción de huevos y larvas juveniles.5 En la industria avícola, la luteína es necesaria para intensificar el color de la piel de los pollos y de la yema del huevo, lo cual constituye una característica de calidad en estos productos. En tal sentido, México es el quinto mayor productor de huevo en el mundo, después de China, EUA, India y Japón,6 con una producción anual de 60 mil toneladas,7 de ahí la importancia, para los productores de nuestro país, de la producción de luteína.

En el ser humano, la luteína y otros carotenoides tienen diversas funciones: la luteína protege contra enfermedades en la piel y los ojos,8,9,10 por lo que ayuda a mantener la buena salud de la vista y de la piel, previniendo el daño ocasionado por la luz solar.11,12 El consumo de 6 a 14 mg de luteína por día se ha asociado con la reducción del riesgo de degeneración macular relacionada con la edad, hasta en 50% y con la reducción del riesgo de padecer cataratas en 20%;12,13,14 padecimientos que son los principales causantes de ceguera.15 La luteína estimula el sistema inmunológico16 y también previene o aminora los efectos de diversas enfermedades degenerativas en humanos, tales como enfermedades crónicas asociadas al estrés oxidativo, como la ateroesclerosis.

Debido a que la luteína no se sintetiza en el organismo humano, es necesario obtenerla de los alimentos o bien de suplementos vitamínicos.3 En este sentido, la fuente comercial de luteína es la flor de cempasúchitl (Tagetes erecta), pero su contenido de luteína resulta bajo, de solamente 0.03% del total de la planta; lo que ha hecho considerar fuentes alternativas para la producción de luteína, y es así como llegamos a las microalgas.17 Existen reportes de diversas especies de microalgas4 en los cuales se indica que la productividad de luteína en éstas es superior a lo reportado a partir de la flor de cempasúchitl.

Actualmente, en el Centro de Investigación y de Estudios Avanzados del Instituto Politécnico Nacional (Cinvestav) Unidad Zacatenco, en el grupo de investigación de la doctora Rosa Olivia Cañizares Villanueva, se estudia la microalga Scenedesmus incrassatulus, identificada y considerada como una posible fuente de luteína,17, 18, 19 y como una gran alternativa para la producción de la misma a gran escala. Asimismo, en estudios realizados por el autor de este artículo, se ha podido demostrar que esta microalga logra aprovechar la luz solar con mayor eficiencia que las plantas superiores, por lo que son consideradas como alternativas comerciales prometedoras.

REFERENCIAS

1. L. Dall’Osto, 1. C. Lico, J. Alric y G. Giuliano G. (2006). “Lutein Is Needed for Efficient Chlorophyll Triplet Quenching in the Major LHCII Antenna Complex of Higher Plants and Effective Photoprotection in vivo under Strong Light”. BMC Plant Biol., 6: 32.

2. H. Bourges Rodríguez (2008). “Los carotenos colores que nutren”. Cuadernos de nutrición, 31(1): 17-24.

3. F. Delgado-Vargas y O. Paredes-López (2003). “Carotenoids”, en: Natural Colorants for Foods and Nutraceutical Uses, cap. 7. Boca Raton, Florida, Estados Unidos de América, CRC Press, pp 113-157.

4. Y. Xie, S.-H. Ho S-H., C. N. Chen, C.-Y. Chen, I.-S. Ng I, K. J. Jing, J. S. Chang y Y. Lu (2013). “Phototrophic Cultivation of a Thermo-Tolerant Desmodesmus sp. for Lutein Production: Effects of Nitrate Concentration, Light Intensity and Fed-Batch Operation”. Bioresour. Technol, doi: http://dx.doi.org/10.1016/j.biortech. 2013.06.064

5. S. B. George, J. M. Lawrence, A. L. Lawrence, J. Smiley y L. Plank (2001). “Carotenoids in the Adult Diet Enhance Egg and Juvenile Production in the Sea Urchin Lytechinus variegatus”. Aquaculture, 199: 353–369.

6. FAO (2007). “Food and Agriculture Organization State”
http:// faostat.fao.org/site/339/default.aspx

7. INEGI, Instituto Nacional de Estadística y Geografía (2009). “Existencia de gallinas para la producción de huevo según función zootécnica”. Cuadro 56.

8. N. I. Krinsky, J. T. Landrum y R. A. Bone (2003). “Biologic Mechanisms of the Protective Role of Lutein and Zeaxanthin in the Eye”. Annu. Rev. Nutr., 23: 171-201.

9. R. L. Roberts, J. Green, B. Lewis (2009). “Lutein and Zeaxanthin in Eye and Skin Health”. Clin. Dermatol., 27(2): 195–201.

10. D. B. Rodríguez-Amaya (2001). A Guide to Carotenoid Analysis in Foods. Washington, D. C., Estados Unidos de América, International Life Science Institute Press.

11. L. Brandon (2008). “Promoting Eye and Skin Health Through Intake of the Natural Carotenoid Lutein”, en: F. De Meester y R. R. Watson (eds). Wild-Type Food in Health Promotion and Disease Prevention. Totowa, NJ, Humana Press, pp 331-342.

12. E. L. M. Snellen, A. L. M. Verbeek, G. W. P. Van den Hoogen, J. R. M. Cruysberg y C. B. Hoyng (2002). “Neovascular Age-Related Macular Degeneration and its Relationship to Antioxidant Intake”. Acta. Ophthalmol. Stand, 80:3 68-371.

13. R. A. Bone, J. T. Landrum, L. H. Guerra y C. A. Ruiz (2003). “Lutein and Zeaxanthin Dietary Supplements Raise Macular Pigment Density and Serum Concentrations of these Carotenoids in Humans”. J. Nutr., 133: 992-998.

14. S. Carpentier, M. Knaus 14. y M. Suh (2009). “Associations between Lutein, Zeaxanthin, and Age-Related Macular Degeneration: An Overview”. Crit. Rev. Food Sci. Nutr., 49: 313- 326.

15. World Health Organization (2004). “Magnitude and Causes of Visual Impairment”. Fact Sheet N° 282. http://www.who.Int/mediacentre/factsheets/fs282/en

16. J. H. Dwyer, M. Navab, K. M. Dwyer, K. Hassan, P. Sun, A. Shircore, S. Hama-Levy, G. Hough, X. Wang, T. Drake, N. B. Merz y A. M. Fogelman (2001). “Oxygenated Carotenoid Lutein and the Progression of Early Atherosclerosis. The Los Angeles Atherosclerosis Study”. Circulation, 103: 2922–2927.

17. J. C. García-Cañedo, C. M. Flores-Ortiz, R. O. Cañizares-Villanueva (2011). “Carotenoid Profile and Content of the Green Microalgae Scenedesmus incrassatulus”. J. Am. Diet. Assoc., 111(9): A94 Suppl 2.

18. J. C. García-Cañedo (2009). “Obtención de carotenoides a partir de la microalga Scenedesmus incrassatulus empleando cultivo por lote alimentado”. Tesis de maestría. Departamento de Biotecnología y Bioingeniería. Cinvestav-IPN. 100p.

19. J. C. García-Cañedo, E. Cristiani-Urbina, C. M. Flores-Ortiz, T. Ponce-Noyola, R. O. Cañizares-Villanueva (2009). “Obtención de carotenoides a partir de la microalga Scenedesmus incrassatulus”. XII Congreso Nacional de Biotecnología y Bioingeniería, VII Simposio Internacional de Producción de Alcoholes y levaduras.

Curriculum

 

Juan Cristóbal García-Cañedo es Candidato Doctor en el Departamento de Biotecnología y Bioingeniería, Cinvestav-IPN.

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