Efecto de la pectina sobre la actividad de algunas enzimas digestivas y la digestión de lípidos

Abstract

Aunque se ha demostrado que la pectina tiene varias funciones fisiológicas benéficas para la salud humana, la información disponible sobre los mecanismos mediante los cuales la pectina es capaz de ejercer dichas funciones es limitada. En esta tesis se estudiaron los mecanismos mediante los cuales la pectina es capaz de ejercer sus funciones fisiológicas. Se evaluó el efecto de la pectina sobre la actividad de las principales enzimas digestivas [lipasa pancreática, alfa-amilasa, fosfatasa alcalina y proteasa (quimotripsina)]. Entre las enzimas estudiadas, la lipasa pancreática fue la enzima más susceptible de ser inhibida por la pectina. Se hizo especial énfasis en el efecto de la pectina sobre el destino gastrointestinal de los lípidos, haciendo uso de una emulsión como modelo experimental. Se utilizó un modelo de digestión in vitro que consistió en la simulación de las fases oral, gástrica e intestinal con el objetivo de evaluar el efecto de la pectina sobre la velocidad y la magnitud del proceso de digestión de lípidos. Las digestiones in vitro mostraron que la velocidad y la magnitud del proceso de digestión fueron inhibidos cuando se aumentó la concentración de pectina. Además, se encontró que la pectina de alto grado de metoxilación (HMP) tuvo mayor capacidad de inhibir el proceso de digestión que la pectina de bajo grado de metoxilación (LMP). Esto permitió sugerir que los mecanismos fisicoquímicos que pueden explicar la influencia de la pectina sobre la digestión de lípidos son el incremento de la viscosidad de los fluidos gastrointestinales, la floculación de lípidos y las interacciones existentes entre la pectina y los lípidos, así como con los componentes gastrointestinales que participan en el proceso de digestión (lipasa pancreática, sales biliares, CaCl2, y NaCl). Finalmente, se encontró que el aumento de la viscosidad de los fluidos gastrointestinales por efecto de la pectina y las interacciones electrostáticas (atractivas y repulsivas) inhibió la velocidad y la magnitud del proceso de transferencia de masa de los compuestos nutricionales más importantes (monosacáridos, aminoácidos y lípidos emulsificados). Los resultados obtenidos en esta tesis podrían conllevar a la comprensión de la funcionalidad fisiológica de la pectina y cómo esta funcionalidad puede verse afectada por las características estructurales de la pectina.

Abstract. Although it has been demonstrated that pectin has several physiological functions beneficial to human health, limited information is available concerning the mechanisms by which pectin is able to exert such functions. In this thesis, the mechanisms by which pectin is able to exert its physiological functions were studied. The effect of pectin on the activities of the major digestive enzymes [pancreatic lipase, alpha-amylase, alkaline phosphatase and protease (chymotrypsin)] was evaluated. Among the studied enzymes, pancreatic lipase was the most likely to be inhibited by pectin. Special emphasis was made on the effect of pectin on the gastrointestinal fate of lipids (and pancreatic lipase) by using a corn oil-in-water emulsion as the experimental model. A simulated in vitro digestion model consisting of oral, gastric, and small intestinal phases was used to elucidate the impact of pectin on the rate and extent of the digestion process of emulsified lipids. The simulated in vitro digestions revealed that both the rate and extent of the digestion process of emulsified lipids were inhibited with increasing concentration of pectin. In addition, high methoxylated pectin (HMP) was found to be more effective in inhibiting the digestion process of emulsified lipids as compared to low methoxylated pectin (LMP). We suggest that the physicochemical mechanisms that may account for the influence of pectin on the digestion of emulsified lipids are the modification of the viscosity of the gastrointestinal (GI) fluids, the flocculation of emulsified lipids, and the interactions between pectin and both the emulsified lipids and the GI components involved in the lipid digestion process (e.g., pancreatic lipase, bile salts, CaCl2, and NaCl). Finally, the increase of the GI fluids viscosity by means of pectin and electrostatic interactions (repulsive and attractive) were found to affect the rate and extent of the mass transfer process of the most important nutritional compounds (monosaccharides, amino acids, and emulsified lipids). The results obtained in this thesis might lead to the comprehension of the physiological functionality of pectin and how this functionality can be affected by the structural characteristics of pectin.