1 PÉPTIDOS BIOACTIVOS, EFECTOS BENEFICIOSOS PARA LA SALUDSEMINARIO DE INVESTIGACIÓN DEPARTAMENTO DE TECNOLOGÍA E LA ALIMENTACIÓN Y NUTRICIÓN DRA. PILAR ZAFRILLA RENTERO

2 - Antihipertensivas - InmunomoduladorasOBJETIVOS Conocer que son los péptidos bioactivos. ¿Dónde se encuentran?. Biodisponibilidad. Propiedades beneficiosas para la salud: - Antihipertensivas Inmunomoduladoras - Antitrombóticas Ag-Ant opiaceos - Hipocolesterolemiantes Antimicrobianas - Antioxidantes

3 PUEDEN TENER UN PAPEL DESTACADO PARA LA SALUDLa investigación científica ha tenido que profundizar en la presencia de ciertos elementos y sustancias especialmente importantes cuando se encontraban presentes PUEDEN TENER UN PAPEL DESTACADO PARA LA SALUD ALIMENTOS FUNCIONALES Actualmente las proteinas alimentarias se investigan no sólo desde el punto de vista nutricional sino como materia prima para la obtención de péptidos

4 Un alimento funcional es aquel que contiene un componente, nutriente o no nutriente, con efecto selectivo sobre una o varias funciones del organismo, con un efecto añadido por encima de su valor nutricional y cuyos efectos positivos justifican que pueda reivindicarse su carácter funcional o incluso saludable ILSI (International Life Sciences Institute)

5 ¿QUÉ SON LOS PÉPTIDOS BIOACTIVOS?Proteínas lácteas ¿QUÉ SON LOS PÉPTIDOS BIOACTIVOS? Secuencias de aas que ejercen determinadas actividades biológicas tras su liberación mediante hidrólisis química o enzimática. Generalmente son péptidos de pequeño tamaño de 3 a 20 aminoácidos, liberados durante el procesado industrial de los alimentos o durante la digestión Además del valor nutricional, determinado por la composición y adecuada digestibilidad de los aminoácidos constituyentes (Schlimme y Meisel, 1995), las proteínas lácteas poseen distintas propiedades biológicas. En estudios recientes se ha descrito el papel fisiológico de las proteínas lácteas como fuente de “péptidos bioactivos o funcionales”. Estos péptidos se definen como secuencias de aminoácidos inactivas en el interior de la proteína precursora, pero que ejercen determinadas actividades biológicas tras su liberación mediante hidrólisis química o enzimática. Generalmente, son péptidos de pequeño tamaño, de 3 a 20 aminoácidos, liberados durante el procesado industrial de los alimentos o bien, durante la digestión gastrointestinal (Meisel y col., 1989). Las actividades descritas hasta la actualidad para estos péptidos son diversas, e incluyen la actividad opiácea, inmunomodulante, antimicrobiana, antitrombótica, quelante de minerales y antihipertensiva, entre otras.

6 ¿DÓNDE SE ENCUENTRAN LOS PÉPTIDOS BIOACTIVOS?PROTEÍNAS DE ORIGEN VEGETAL PROTEÍNAS DE ORIGEN ANIMAL LECHE Y OTROS PRODUCTOS LÁCTEOS HUEVO CARNE MUSCULO DE PESCADO (SARDINA, ATÚN, BONITO) JALEA REAL PROTEÍNAS DE TRIGO PROTEINAS DE MAIZ PROTEÍNAS DE ARROZ PROTEÍNAS DE CEBADA PROTEÍNAS DE GIRASOL PROTEÍNAS DE SOJA PROTEÍNAS DE DISTINTA PROCEDENCIA (ANIMAL O VEGTAL HAN SIDO UTILIZADAS PARA EL AISLAMIENTO DE PÉPTIDOS A PARTIR DE HIDROLIZADOS ENZIMÁTICOS)

7 BIODISPONIBILIDAD DIGDIGESTIÓNEl efecto biológico de los péptidos depende de su BIODISPONIBILIDAD, la cual está determinada por su resistencia a la digestión gastrointestinal. DIGDIGESTIÓN LIBERADOS DE LAS PROTEÍNAS EN LAS QUE SE ENCUENTRAN TRAS SUFRIR LA ACCIÓN DE LAS PROTEASAS GÁSTRICAS E INTESTINALES Y HAN DE PODER PASAR EL EPITELIO INTESTINAL Y LLEGAR A LOS TEJIDOS PERIFÉRICOS A TRAVÉS DE LA CIRCULACIÓN SISTÉMICA PARA PODER EJERER SU ACCIÓN

8 Dipéptidos y tripéptidos pueden transportarse a través de la mucosa intestinal, aunque también hay evidencia que péptidos de mayor tamaño pueden absorberse en el intestino delgado Los efectos biológicos de los péptidos decrecen a medida que la longitud de la cadena se hace más larga y viceversa Determinados péptidos antihipertensivos podrían no absorberse en el tracto intestinal, ejerciendo una función directa en el lumen intestinal, o bien podrían interaccionar con receptores que se encuentran en la pared del intestino Biron E. Chatterjee J. Ovadia O. Langenegger D. Brueggen J. Improving oral bioavailability of peptides by multiple N-methylation: Somatostatin analogues. Angew Chem 2008; 47:

9 PROPIEDADES DE LOS PÉPTIDOS BIOACTIVOS?Proteínas lácteas PROPIEDADES DE LOS PÉPTIDOS BIOACTIVOS? Actividad opiácea Actividad inmunomoduladora Actividad antimicrobiana Actividad antitrombótica Actividad antihipertensiva Actividad antioxidante Además del valor nutricional, determinado por la composición y adecuada digestibilidad de los aminoácidos constituyentes (Schlimme y Meisel, 1995), las proteínas lácteas poseen distintas propiedades biológicas. En estudios recientes se ha descrito el papel fisiológico de las proteínas lácteas como fuente de “péptidos bioactivos o funcionales”. Estos péptidos se definen como secuencias de aminoácidos inactivas en el interior de la proteína precursora, pero que ejercen Las actividades descritas hasta la actualidad para estos péptidos son diversas, e incluyen la actividad opiácea, inmunomodulante, antimicrobiana, antitrombótica, quelante de minerales y antihipertensiva, entre otras. Agonistas-Antagonistas opiaceos

10 PÉPTIDOS LÁCTEOS

11 SÉRICAS PROTEÍNAS CASEINASComposición SÉRICAS PROTEÍNAS β-lactoglobulina α-lactoalbúmina seroalbúmina inmunoglobulinas CASEINAS Agua Proteínas y péptidos Existen múltiples funciones reconocidas atribuidas a las proteínas de leche. Sin embargo, mas allá de la función de proveer aminoácidos para el crecimiento y el desarrollo, las proteínas y los péptidos tienen también roles específicos (Tome D, Debabbi H, 1998). Generalmente se acepta que las proteínas de la leche no tienen otras funciones bioactivas mas que las ya conocidas (como el del incremento del crecimiento de bífidobacterias en el tracto gastrointestinal estimulado por la k-caseína), siempre y cuando conserven su secuencia original de aminoácidos. No obstante, algunos péptidos bioactivos pueden ser liberados por proteolisis enzimática (microbiana o no) y/o química (Flambard B, 2002 ; Meisel H, Bockemann W, 1999). Estos péptidos biológicamente activos son absorbidos intactos y desarrollan funciones de modulación de la digestión, apetito y metabolismo endocrino, además de otros procesos regulatorios al unirse a receptores específicos (Meisel H, Bockemann W, 1999; Froeschel MA , 1996; Hilton CW et al., 1995). La leche es reconocida como una buena fuente de moléculas regulatorias que son esenciales para el desarrollo de los mamíferos recién nacidos. La leche contiene factores de crecimiento (por ejemplo el GF-1 parecido a la insulina o el GF-a de transformación), hormonas (como la insulina, la prolactina y la hormona adrenocorticotrófica), inmunoglobulinas (por ejemplo, los péptidos parecidos a la bombesina y a la calcitonina) y otros péptidos con diferentes funciones biológicas (como la b-casomorfina) (Froeschel MA , 1996, McIntosh GH , 1997; Schanbacher FL, et al., 1998). Existen muchas propuestas acerca de cómo clasificar a estos péptidos bioactivos. Por ejemplo, Meisel (Froeschel MA, 1996), propone una lista de seis tipos diferentes de funciones: a) agonista opioide, b) antagonista opioide, c) con actividad inhibitoria del ACE, d) con actividad inmunomodulatoria, e) con actividad antitrombótica y f) con actividad de absorción mineral. De acuerdo con Schanbacher et al. 1997, estos procesos funcionales pueden ser agrupados en cuatro grandes áreas: a) Desarrollo y funcionamiento gastrointestinal, b) Desarrollo infantil, c) Desarrollo y funcionamiento inmunológico, y d) Actividad microbiótica. Además, existen otras clasificaciones que podrían ser asignadas a los péptidos bioactivos. La Tabla 4, muestra una agrupación de algunas proteínas y péptidos bioactivos de acuerdo a sus compuestos precursores. A pesar de que muchas proteínas lácteas provenientes de diferentes especies de mamíferos poseen una secuencia aminoacídica similar, e incluso algunas veces homóloga (Jenness R, 1986), esas pequeñas diferencias se manifiestan en propiedades muy variadas, influyendo el grado de fosforilación de cada una de ellas. Rasmussen et al.1997, por ejemplo, comparó los sitios de fosforilación en la caseína de la leche de vaca y de cabra encontrando que son similares, pero no idénticas. Relacionado a esto, se ha indicado que algunas proteínas requieren de una apropiada glicosilación o fosforilación para poseer actividad fisiológica (Koletzko B et al., 1998; Lonnerdal B, 1996). Por otra parte, ciertos péptidos no se encuentran en todas las proteínas de las leches de los mamíferos. Elliot et al., 2000, describió la posible relación entre la diabetes mellitus tipo I (insulino-dependiente) y la b-Casomorfina-7 de la leche de vaca; un péptido bioactivo que no tiene correspondiente en la leche humana ni en la leche caprina. La tabla 5 muestra la secuencia aminoacídica de algunos péptidos bioactivos derivados de leche de vaca. 50.Tome D, Debabbi H. Physiological effects de milk protein components. Int Dairy J 1998;8(5/6): Flambard B. Role of bacterial cell wall proteinase in antihypertension. Sci des Alim 2002;22: Meisel H, Bockemann W. Bioactive peptides encrypted in milk proteins: proteolytic activation and thropho-functional properties. Antonie Van Leeuwenhoek 1999;76: Froeschel MA. Bioactive peptides in digesta that regulate gastrointestinal function and intake. J Anim Sci 1996;74: Hilton CW, Prasad C, Vo P, Mouton C. Food contains the bioactive peptide, cyclo(His-Pro). J Clin Endocrinol Metab 1992;75(2): Koldovsky O. Search for role of milk-borne biologically active peptides for the suckling. J Nutr 1989;119: McIntosh GH, Royle PJ, Le Leu RK, Regester GO, Johnson MA, Grinsted RL et al. Seroproteins as functional food ingredients? Int Dairy J 1998; 8(5/6): Schanbacher FL, Talhouk R, Murray FA, Gherman LI, Willett LB. Milk-borne bioactive peptides. Int Dairy J 1998;8(5/6): 71. Jenness R. Inter-species comparison de milk proteins. Developments in dairy chemistry-1. Proteins. New York: Elsevier Applied Science Publishers. 1986: Rasmussen LK, Sorensen ES, Petersen TE, Nielsen NC, Thomsen JK. Characterization of phosphate sites in native ovine, caprine, and bovine Caseina micelles and their Caseinaomacropeptides: A solid-state phosphorous-31 nuclear magnetic resonance and sequence and mass spectrometric study. J Dairy Sci 1997;80: Koletzko B, Aggett PJ, Bindels JG, Bung P, Ferre P, Gil A et al. Growth, development and differentiation: a functional food science approach. Br J Nutr 1998;80(Suppl):S5-S Lonnerdal B. Recombinant human milk proteins - an opportunity and a challenge. Am J Clin Nutr 1996;63(Suppl):622S-6226S. 75. Elliot RB, Harris DP, Hill JP, Bibby NJ, Wasmuth HE. Diabetología 2000;42: αs1-caseína Hidratos de Carbono αs2-caseína Lípidos β-caseína κ-caseína Vitaminas y minerales Tome D. and Debabbi. Int Dairy J 1998;8(5/6):

12 Proteínas lácteas VALOR NUTRICIONAL composición y adecuada digestibilidad de los aminoácidos constituyentes Además del valor nutricional, determinado por la composición y adecuada digestibilidad de los aminoácidos constituyentes (Schlimme y Meisel, 1995), las proteínas lácteas poseen distintas propiedades biológicas. En estudios recientes se ha descrito el papel fisiológico de las proteínas lácteas como fuente de “péptidos bioactivos o funcionales”. Estos péptidos se definen como secuencias de aminoácidos inactivas en el interior de la proteína precursora, pero que ejercen determinadas actividades biológicas tras su liberación mediante hidrólisis química o enzimática. Generalmente, son péptidos de pequeño tamaño, de 3 a 20 aminoácidos, liberados durante el procesado industrial de los alimentos o bien, durante la digestión gastrointestinal (Meisel y col., 1989). Las actividades descritas hasta la actualidad para estos péptidos son diversas, e incluyen la actividad opiácea, inmunomodulante, antimicrobiana, antitrombótica, quelante de minerales y antihipertensiva, entre otras. Lonnerdal B. Am J Clin Nutr 1996;63(Suppl):622S-6226S

13 VALOR NUTRICIONAL PÉPTIDOS BIOACTIVOS O FUNCIONALESProteínas lácteas VALOR NUTRICIONAL composición y adecuada digestibilidad de los aminoácidos constituyentes PÉPTIDOS BIOACTIVOS O FUNCIONALES 1 g de caseina puede dar lugar a una cantidad de péptidos bioactivos de 10 – 60 mg Además del valor nutricional, determinado por la composición y adecuada digestibilidad de los aminoácidos constituyentes (Schlimme y Meisel, 1995), las proteínas lácteas poseen distintas propiedades biológicas. En estudios recientes se ha descrito el papel fisiológico de las proteínas lácteas como fuente de “péptidos bioactivos o funcionales”. Estos péptidos se definen como secuencias de aminoácidos inactivas en el interior de la proteína precursora, pero que ejercen determinadas actividades biológicas tras su liberación mediante hidrólisis química o enzimática. Generalmente, son péptidos de pequeño tamaño, de 3 a 20 aminoácidos, liberados durante el procesado industrial de los alimentos o bien, durante la digestión gastrointestinal (Meisel y col., 1989). Las actividades descritas hasta la actualidad para estos péptidos son diversas, e incluyen la actividad opiácea, inmunomodulante, antimicrobiana, antitrombótica, quelante de minerales y antihipertensiva, entre otras. La literatura científica evidencia que estos péptidos bioactivos pueden atravesar el epitelio intestinal y llegar a los tejidos periféricos vía cirulaciónsistémica, pudiendo ejercer funciones específicas a nivel local, tracto gastrointestinal, y a nivel sistémico

14 Inmunoglobulinas Lactoferrina Transferrina Proteasa-PeptonaPROTEÍNAS BIOACTIVAS DE LA LECHE ACCIÓN PROTECTORA ENZIMAS Inmunoglobulinas Lactoferrina Transferrina Proteasa-Peptona Lactoperoxidasa Lisozima Xantinaoxidasa Proteasa-Peptona FACTORES DE CRECIMIENTO HORMONAS IGF TGF IGF-1 Calcitonina Insulina Prolactina Relaxina

15 -Hipocolesterolémica -Inmunomoduladora -Transporte de minerales y EFECTOS BENEFICOSOS DE LOS PÉPTIDOS BIOACTIVOS DERIVADOS DE PROTEÍNAS DELAS PROTEÍNAS CASEÍNICAS Y SÉRICAS -Opioide, -Antihipertensiva, -Antimicrobiana -Antioxidante -Hipocolesterolémica -Inmunomoduladora -Transporte de minerales y -Antitrombótica.

16 En la tabla 1 se reflejan las principales péptidos bioactivos obtenidos por hidrólisis de las proteínas de leche humana y de vaca. Estos péptidos bioactivos se han obtenido mediante digestiones in vitro, con enzimas proteolíticas tanto de origen animal como microbiano, e in vivo, por digestión de la proteína precursora. La mayor parte de la proteína es absorbida en forma de péptidos y no como aminoácidos libres. Además de la acción de las enzimas proteolíticas, los péptidos sufren una digestión adicional mediante las peptidasas del borde en cepillo y citoplasmáticas. La mayoría de los péptidos de más de tres aminoácidos son hidrolizados xtracelularmente por las enzimas del borde en cepillo. Mientras que los dipéptidos y tripéptidos pueden ser absorbidos intactos. Dipeptidasas y tripeptidasas pueden posteriormente hidrolizar estos péptidos a aminoácidos, pero parece probado que algunos de estos pueden escapar al ataque enzimático y alcanzar intactos la circulación Sanguínea 1 1.- Robert P.R., Zaloga G.P. (1994) Dietary bioactive peptides. New Horizons, 2: .

17 ACTIVIDAD OPIÁCEA DE PÉPTIDOS LÁCTEOS - Casomorfinas Exorfinas  y  Lactorfinas AGONISTAS OPIACEOS ANTAGONISTAS OPIACEOS Casoxinas Lactoferroxinas Antagonizan el efecto de inhibición de la motilidad gástrica inducida por las casomofinas Actividad opiácea También se han descrito los péptidos de actividad opioide antagonista, como las casoxinas (procedente de κ-caseína) y lactoferroxinas, que parece podrían antagonizar el efecto de inhibición de la motilidad gástrica inducida por las casomofinas. Ahora bien, en la leche parece dominar la actividad opioide dada que las α y β caseínas se encuentran en mayor concentración en la leche madura que la κ-caseína11. Otros péptidos de acción sobre el sistema gastrointestinal son los llamados caseinmacropéptidos, relacionados con la secreción de la hormona colecistoquinina reguladora de la secreción pancreática y reguladora del vaciamiento gástrico12. El denominado glicomacropéptido (GMP) ha sido objeto de numerosos estudios. Resultado de la inicial digestión de la κ-caseína con obtención de la κ-paracaseína y el GMP (comprende los aminoácidos de la κ-caseína). Se le atribuyen numerosas funciones biológicas como ser factor estimulador de bifidobacterias (al contener oligosacáridos), fuente de ácido siálico (importante para el desarrollo cerebral) del lactante, actividad antiviral (debido a los residuos de ácido siálico), modulador de las secreciones gástricas y puede ser objeto de nuevas digestiones dando lugar a péptidos bioactivos con actividad antitrombótica13. 10. Allescher H.D., Storr M., Piller C., Brantl V., Schusdziarra V. (2000) Effect of opioid active therapeutics on the ascending reflex pathway in the rat ileum. Neuropeptides., 34: 11.- Schanbacher F.L., Talhouk R.S., Murray F.A., Gherman L.I., Willett L.B. (1998) Milk-borne Bioactive peptides. Int Dairy J., 8: 12.- Beucher S., Levenez F., Yvon M., Corring T (1994) Effects of gastric digestive products from casein and CCK release by intestinal cells in rats. J Nutr Biochem., 5: 13.- Steijins J. (1996) Dietary proteins as the source of new health promoting bio-active peptides with special attention to glutamine peptide. Food Tech Europe, March/April:80-84. EJERCEN UN EFECTO SIMILAR A LA NALOXONA (FCO ANTGAONISTA DE LA HEROÍNA)

18 Actividad opiácea Actividad opiáceaLOS MÁS ESTUDIADOS SON LOS DERIVADOS DE LAS PROTEÍNAS LÁCTEAS (CASEÍNAS) Actividad opiácea PÉPTIDOS QUE PRESENTAN AFINIDAD POR RECEPTORES OPIACEOS Y ACTÚAN COMO: MODULADORES EXÓGENOS DE LA MOTILIDAD INTESTINAL DE LA PERMEABILIDD EPITELIAL DE LA LIBERACIÓN DE HORMONAS Los péptidos opioides típicos son conocidos como endógenosy son derivados de encefalinas, endorfinas y dinorfinas. Los efectos fisiológicos de estos péptidos dependen del tipo de receptor: los receptores mestán vinculados al control de la motilidad intestinal y comportamiento emocional, los receptores d,al control del comportamiento emocional y los receptores k están relacionados con analgesia y saciedad. Actividad opiácea UNA VEZ ABOSRBIDOS ESTOS PÉPTIDOS PUEDEN LLEGAR AL CEREBRO Y OTROS ORGANOS Y EJERER EFECTOS SIMILARES A LA MORFINA O EL OPIO. ESTE PUEDE SER EL MOTIVO POR EL CUAL LOS RECIEN NACIDOS SE CALMAN Y TIENEN SUEÑO DESPUÉS DE BEBER LECHE El estudio de la actividad opiácea en un hidrolizado de proteínas lácteas dio lugar al nacimiento del concepto de exorfina”, o péptido opiáceo de origen dietético, en contraposición al de “endorfina” o péptido endógeno (Fazel, 1998). Como agonistas opiáceos se incluyen los derivados de las caseínas, como las β-casomorfinas, fragmentos incluidos en la zona f(60-70) de la β-CN y ligandos de los receptores μ (Teschemacher y Brantl, 1994) y las exorfinas, fragmentos procedentes de la αs1-CN (Loukas y col., 1983) y ligandos de los receptores δ. La α-lactorfina, que corresponde al fragmento f(50-53), la β-lactorfina, fragmento f( ) y la serorfina, fragmento f( ), son agonistas de los receptores opiáceos μ, derivados de la α-La, la β-Lg y la BSA, respectivamente (Chiba y Yoshikawa, 1986; Antila y col., 1991; Tani y col., 1994). La característica estructural común entre los agonistas opiáceos endógenos y exógenos es la presencia de Tyr en el extremo amino terminal (excepto los derivados de la α-CN). La carga negativa localizada en el grupo fenólico de la Tyr se ha descrito como esencial para la actividad opiácea, ya que la eliminación de este aminoácido provoca la pérdida de actividad del péptido (Chang y col., 1981). La presencia de otro aminoácido aromático, Phe o Tyr en la tercera o cuarta posición favorece la fijación del péptido al receptor opiáceo (Meisel, 1998). Además, la Pro en la segunda posición es crucial para la actividad biológica ya que mantiene la orientación de las cadenas de los aminoácidos Tyr y Phe (Mierke y col., 1990). Tras ser ingeridos en el alimento o tras liberarse durante la digestión gastrointestinal, las β-casomorfinas pueden ejercer los efectos a nivel local, que sólo se han descrito en animales adultos. Así, se ha estudiado la reducción del grado de vaciamiento gástrico y de la motilidad intestinal en ratas (Daniel y col., 1993) y el efecto antisecretorio en el íleon de conejo (Tomé y col., 1987). Además, se ha observado el efecto modulatorio de los niveles de insulina y somatostatina en perros (Schusdziarra y col., 1983a y b) y la regulación del transporte intestinal de aminoácidos (Brandsch y col., 1994). En humanos adultos se han detectado fragmentos opiáceos en el contenido intestinal tras la ingestión de leche de vaca (Svedberg y col., 1985), no detectándose en el suero sanguíneo. La confirmación en el hombre de los efectos detectados en los animales de experimentación abriría un nuevo campo de aplicación de estos péptidos opiáceos en la prevención y el tratamiento de desórdenes intestinales. Por el contrario y debido a la inmadurez y consecuente mayor permeabilidad de la barrera intestinal de los neonatos a los péptidos y proteínas, los fragmentos opiáceos se absorben y alcanzan la circulación sistémica, actuando sobre los receptores del sistema nervioso central. Se han encontrado β-casomorfinas en el plasma de terneros recién nacidos (Umbach y col., 1985). Las β-casomorfinas, administradas en animales de experimentación por vía intravenosa producen sedación, analgesia y modulación del comportamiento social (Teschemacher, 1987; Paroli, 1988). Actualmente, se buscan secuencias derivadas de las caseínas con alta potencia analgésica, escasos efectos colaterales y adecuadas características farmacocinéticas para su aplicación en humanos. Los péptidos antagonistas opiáceos suprimen la actividad agonista de las encefalinas, produciendo el mismo efecto que la naloxona (Fiat y col., 1993). Este grupo de péptidos incluye las casoxinas, procedentes de la κ-CN y de la αs1-CN (Chiba y col.,1989; Yoshikawa y Chiba, 1990), ligandos de los receptores μ con baja actividad comparada con la de la naloxona y las lactoferroxinas, derivados de la lactoferrina, que actúan como ligandos de los receptores μ con moderada actividad (Yoshikawa y col., 1988).

19 AGONISTAS OPIACEOS β-casomorfinasActividad opiácea AGONISTAS OPIACEOS Característica estructural común entre los agonistas opiáceos endógenos y exógenos es la presencia de Tyr en el extremo amino terminal β-casomorfinas Función reguladora del intestino delgado, aumenta la absorción de agua y electrolitos, desacelerando el transito intestinal y actuando como agente antidiarreico Actividad opiácea La característica estructural común entre los agonistas opiáceos endógenos y exógenos es la presencia de Tyr en el extremo amino terminal (excepto los derivados de la α-CN). La carga negativa localizada en el grupo fenólico de la Tyr se ha descrito como esencial para la actividad opiácea, ya que la eliminación de este aminoácido provoca la pérdida de actividad del péptido (Chang y col., 1981). La presencia de otro aminoácido aromático, Phe o Tyr en la tercera o cuarta posición favorece la fijación del péptido al receptor opiáceo (Meisel, 1998). Además, la Pro en la segunda posición es crucial para la actividad biológica ya que mantiene la orientación de las cadenas de los aminoácidos Tyr y Phe (Mierke y col., 1990). Los péptidos opioides típicos son conocidos como endógenos y son derivados de encefalinas, endorfinas y dinorfinas. Estos actúan como receptores ligandos de opioides. Los efectos fisiológicos de estos péptidos dependen del tipo de receptor: los receptores m están vinculados al control de la motilidad intestinal y comportamiento emocional, los receptores d, al control del comportamiento emocional y los receptores k están relacionados con analgesia y saciedad (FitzGerald RJ, Meisel H , 2003). Los péptidos opioides atípicos derivados de las proteínas de la leche, son exógenos; pudiendo presentar actividad agonista o antagonista. Los derivados de la CN, son conocidos como casomorfinas y/o casoxinas, mientras que los derivados de las proteínas séricas, son conocidos como lactorfinas. Las b-casomorfinas son opioides agonistas y son fragmentos de β-CN (fragmento 60-70) y han sido caracterizados como ligandos tipo-μ.. Otras secuencias de opioides agonistas también han sido identificados en αs1-CN, α-lactalbúmina, y β-lactoglobulina (Meisel H et al., 2000; Antila P et al., 1991). Los opioides antagonistas son derivados de la κ-CN (casoxinas) y αs1-CN (Meisel H , 1998; Meisel H et al., 2000) Los péptidos opioides atípicos tienen secuencias N-terminales que difieren de los péptidos opioides endógenos típicos (Schanbacher FL et al., 1998). La característica estructural común entre péptidos opioides endógenos y exógenos, es la presencia de un residuo tirosina en el amino terminal (excepto opioides derivados de α-CN) y la presencia de otro residuo aromático (fenilalanina o tirosina), en la tercera o cuarta posición. Esta es una característica estructural importante que permite ajustar al sitio de unión de los receptores opioides. El potencial negativo, localizado en la vecindad del grupo hidroxil fenólico de tirosina, es esencial para la actividad opioide, cuando no está presente resulta en ausencia total de bioactividad (Meisel H , 1997; Teschemacher H et al 1997)

20 Actividad Antiagregante plaquetariaActividad antitrombótica Actividad Antiagregante plaquetaria LA AGREGACIÓN PLAQUETARIA EN UN PASO CRÍTICO EN LA FORMACIÓN DE TROMBOS Y ESTA MEDIADA POR EL ENLACE DEL FIBRINÓGENO Y SU RECEPTOR , LA GLUCOPROTEÍNA GPIIB/IIIA, DE LA MEMBRANA DE LAS PLAQUETAS LOS PÉPTIDOS CON LA SECUENCIA: ARG-GLIC-ASP PUEDEN ANTAGONIZAR EL ACOPLAMIENTO DEL FIBRINÓGENO A LA GLUCOPROTEÍNA GPIIb/IIIAa INHIBICIÓN DE LA AGREGACIÓN PLAQUETARIA

21 Actividad antitrombóticaLos péptidos antitrombóticos, las Casoplatelinas, son derivadas de la parte C-terminal (caseinoglicomacropéptido) de la κ-Caseina, inhibiendo la agregación de las plaquetas y reduciendo los riesgos de formación de trombos Esto es debido a la similitud en la estructura y funcionalidad del dodecapéptido presente en el fibrinógeno humano y el undecapéptido de la κ-Caseina de bovino A nivel molecular, la coagulación de la sangre y de la leche muestra gran similitud. En la leche el mecanismo de coagulación es definido por la interacción de k-Caseina con quimosina y el proceso de coagulación de la sangre, es definido por la interacción de fibrinógeno con trombina.

22 Actividad antitrombóticaSecuencias peptídicas de la κ-CN casoplatelinas son similares a la cadena γ del fibrinógeno in vitro los péptidos derivados de la κ-CN bovina son inhibidores de la agregación plaquetaria y de la unión de la cadena γ del fibrinógeno humano al receptor específico de la membrana de las plaquetas Actividad antitrombótica Los péptidos antitrombóticos, las casoplatelinas, son derivadas de la parte C-terminal (caseinoglicomacropéptido) de la κ-CN, inhibiendo la agregación de las plaquetas. Esto es debido a la similitud en la estructura y funcionalidad del dodecapéptido presente en el fibrinogeno humano y el undecapéptido de la κ-CN de bovino (1,18). A nivel molecular, la coagulación de la sangre y de la leche muestra gran similitud. En la leche el mecanismo de coagulación es definido por la interacción de k-CN con quimosina y el proceso de coagulación de la sangre, es definido por la interacción de fibrogeno con trombina. Secuencias peptídicas de la κ-CN, denominadas casoplatelinas son similares a la cadena γ del fibrinógeno (Caen y col., 1992). Se ha comprobado in vitro que los péptidos derivados del extremo carboxilo terminal de la κ-CN bovina y fundamentalmente el fragmento f( ) son inhibidores de la agregación plaquetaria y de la unión de la cadena γ del fibrinógeno humano al receptor específico de la membrana de las plaquetas (Jollès y col., 1986). La característica estructural similar entre la cadena γ del fibrinógeno y las casoplatelinas, responsable de la competencia en el proceso de agregación de las plaquetas, es la homología en la secuencia de los aminoácidos Ile, Lys y Asp en las posiciones 108, 112 y 115, respectivamente (Fiat y col., 1989). Estos peptidos localizados en el segmento N-terminal del caseinoglyco-macropeptide, son capaces de inhibir por la agregación plaquettaire y de atarse sobre receptores específicos situados en la superficie de las plaquetas, impidiendo así la formación del trombo. La actividad antitrombótica ejercida por el fragmento Lys-Arg-Asp-Ser, derivado de la lactoferrina, se debe a otro mecanismo de acción, ya que inhibe, de manera dosisdependiente, la agregación plaquetaria inducida por ADP, debido a la homología con el fragmento f( ) de la cadena α del fibrinógeno (Mazoyer y col., 1990). Se ha comprobado in vivo que este fragmento inhibe la formación de trombos en la arteria coronaria de perros (Shebuski y col., 1989) y prolonga el tiempo de sangrado en la arteria mesentérica del hámster (Cook y col., 1988). Además, se ha descrito el efecto antitrombótico de este péptido sobre la trombosis inducida por láser en rata y cerdo (Drouet y col., 1990). Se han encontrado secuencias peptídicas en el plasma de recién nacidos alimentados con leche materna o con fórmulas infantiles elaboradas con leche de vaca, en concentración suficiente para ejercer el efecto antitrombótico in vivo, lo que demuestra su liberación a partir de las proteínas lácteas durante el proceso de digestión gastrointestinal (Chabance y col., 1995). Estudios más recientes han demostrado la presencia de péptidos antitrombóticos en el estómago, duodeno y posteriormente en la sangre de adultos que habían ingerido leche o yogur (Chabance y col., 1998), lo que demuestra la capacidad de las bacterias lácticas de hidrolizar las proteínas lácteas y formar péptidos bioactivos durante el proceso de fermentación, así como la capacidad del tracto gastrointestinal de absorber cadenas peptídicas.

23 Actividad antitrombóticaEl fragmento Lys-Arg-Asp-Ser, derivado de la lactoferrina inhibe de manera dosis-dependiente, la agregación plaquetaria Se han encontrado secuencias peptídicas en el plasma de recién nacidos alimentados con leche materna o con fórmulas infantiles elaboradas con leche de vaca, en concentración suficiente para ejercer el efecto antitrombótico in vivo, lo que demuestra su liberación a partir de las proteínas lácteas durante el proceso de digestión gastrointestinal Actividad antitrombótica Los péptidos antitrombóticos, las casoplatelinas, son derivadas de la parte C-terminal (caseinoglicomacropéptido) de la κ-CN, inhibiendo la agregación de las plaquetas. Esto es debido a la similitud en la estructura y funcionalidad del dodecapéptido presente en el fibrinogeno humano y el undecapéptido de la κ-CN de bovino (1,18). A nivel molecular, la coagulación de la sangre y de la leche muestra gran similitud. En la leche el mecanismo de coagulación es definido por la interacción de k-CN con quimosina y el proceso de coagulación de la sangre, es definido por la interacción de fibrogeno con trombina. Secuencias peptídicas de la κ-CN, denominadas casoplatelinas son similares a la cadena γ del fibrinógeno (Caen y col., 1992). Se ha comprobado in vitro que los péptidos derivados del extremo carboxilo terminal de la κ-CN bovina y fundamentalmente el fragmento f( ) son inhibidores de la agregación plaquetaria y de la unión de la cadena γ del fibrinógeno humano al receptor específico de la membrana de las plaquetas (Jollès y col., 1986). La característica estructural similar entre la cadena γ del fibrinógeno y las casoplatelinas, responsable de la competencia en el proceso de agregación de las plaquetas, es la homología en la secuencia de los aminoácidos Ile, Lys y Asp en las posiciones 108, 112 y 115, respectivamente (Fiat y col., 1989). Estos peptidos localizados en el segmento N-terminal del caseinoglyco-macropeptide, son capaces de inhibir por la agregación plaquettaire y de atarse sobre receptores específicos situados en la superficie de las plaquetas, impidiendo así la formación del trombo. La actividad antitrombótica ejercida por el fragmento Lys-Arg-Asp-Ser, derivado de la lactoferrina, se debe a otro mecanismo de acción, ya que inhibe, de manera dosisdependiente, la agregación plaquetaria inducida por ADP, debido a la homología con el fragmento f( ) de la cadena α del fibrinógeno (Mazoyer y col., 1990). Se ha comprobado in vivo que este fragmento inhibe la formación de trombos en la arteria coronaria de perros (Shebuski y col., 1989) y prolonga el tiempo de sangrado en la arteria mesentérica del hámster (Cook y col., 1988). Además, se ha descrito el efecto antitrombótico de este péptido sobre la trombosis inducida por láser en rata y cerdo (Drouet y col., 1990). Se han encontrado secuencias peptídicas en el plasma de recién nacidos alimentados con leche materna o con fórmulas infantiles elaboradas con leche de vaca, en concentración suficiente para ejercer el efecto antitrombótico in vivo, lo que demuestra su liberación a partir de las proteínas lácteas durante el proceso de digestión gastrointestinal (Chabance y col., 1995). Estudios más recientes han demostrado la presencia de péptidos antitrombóticos en el estómago, duodeno y posteriormente en la sangre de adultos que habían ingerido leche o yogur (Chabance y col., 1998), lo que demuestra la capacidad de las bacterias lácticas de hidrolizar las proteínas lácteas y formar péptidos bioactivos durante el proceso de fermentación, así como la capacidad del tracto gastrointestinal de absorber cadenas peptídicas.

24 Actividad antimicrobianaLos péptidos bioactivos con propiedades antimicrobianas e inmunomoduladoras más estudiados son aquellos que proceden de la leche y los productos lácteos Este efecto parece estar relacionado con la carga neta positiva de estos péptidos, que se organizan estructuralmente y provocan la formación de canales iónicos en la membrana de los microorganismos alterando su permeabilidad y provocando la muerte celular Lactoperoxidasa Lisozima Lactoferrina Lactoferricina

25 2) Produciendo alteraciones en la pared bacteriana Actividad antimicrobiana En la leche y también en el huevo se encuentran la lactotransferrina y la ovotransferrina. Ambas transferrinas, poseen actividad antibacteriana frente a gran variedad de microorganismos: 1) Secuestrando el hierro e impidiendo su utilización por las bacterias 2) Produciendo alteraciones en la pared bacteriana 3) Mediante la estimulación de la fagocitosis por macrófagos y monocitos La lactoferrina es capaz de inhibir la replicación de virus como el de la inmunodeficiencia humana, el virus de la leucemia de células T del tipo I, el citomegalovirus, el virus de la hepatitis C o el herpes simplex tipo I

26 Actividad antimicrobianaLa Lisozima presente también en la leche y el huevo posee actividad antimicrobiana e inmunorreguladora pudiendo mejorar la sinusitis crónica y normalizar la respuesta humoral y celular en pacientes con bronquitis crónica cuando se combina con inmunoterapia

27 caseínas y lactoferrinaActividad antimicrobiana caseínas y lactoferrina Inhibición in vitro del crecimiento de cepas patógenas Los efectos in vivo de estos péptidos se han demostrado tras su administración por vía intravenosa. Sin embargo, no existen estudios de la influencia del proceso de digestión gastrointestinal sobre la actividad antimicrobiana de estos péptidos Actividad antimicrobiana La inhibición in vitro del crecimiento de cepas patógenas tiene lugar por la acción de fragmentos de las caseínas y de la lactoferrina. El efecto antimicrobiano de los péptidos derivados de las proteínas lácteas parece estar relacionado con la carga neta positiva de estos péptidos. Un gran porcentaje de los aminoácidos constituyentes son básicos y entre ellos forman un bucle en forma de α-hélice en el extremo carboxilo terminal (Kang y col.,1996), que provoca la formación de canales iónicos en la membrana de los microorganismos (Agawa y col., 1991), alterando su permeabilidad y provocando lamuerte celular (Bellamy y col., 1992). El fragmento f(1-23) de la αs1-CN o isracidina, obtenido tras la hidrólisis por la quimosina, ejerce in vivo actividad antimicrobiana frente a Staphylococcus aureus y Candida albicans, a concentraciones comparables con la de antibióticos conocidos (Lahov y Regelson, 1996). Además, se han descrito con actividad antimicrobiana distintos fragmentos derivados de la αs2-CN, como la casocidina-I o fragmento f( ), que inhibe el crecimiento de Escherichia coli y Staphylococcus carnosus (Zucht y col., 1995). Las secuencias peptídicas f( ) y f( ), aisladas a partir de un hidrolizado de la αs2-CN con pepsina, provocan efectos antibacterianos frente a Bacillus cereus y Escherichia coli (Recio y Visser, 1999a). Los fragmentos derivados de la β-CN humana ejercen efectos protectores frente a Klebsiella pneumoniae en ratón (Migliore-Samour y col., 1989). La lactoferricina, fragmento f(17-41), aislada de un hidrolizado con pepsina de la lactoferrina, presenta propiedades bacterianas in vitro frente a microorganismos Gram positivos y Gram negativos, incluidos Bacillus, Escherichia, Klebsiella, Listeria, Proteus, Pseudomonas, Salmonella, Streptococcus y levaduras, como Candida (Bellamy y col., 1993; Recio y Visser, 1999b). El menor tamaño de este péptido con respecto al de la lactoferrina favorece el acceso a las zonas de acción de la superficie microbiana. Los efectos in vivo de estos péptidos se han demostrado tras su administración por vía intravenosa. Sin embargo, no existen estudios de la influencia del proceso de digestión gastrointestinal sobre la actividad antimicrobiana de estos péptidos.

28 Actividad antioxidanteANTIOXIDANTES QUE PREVIENEN LA PEROXIDACIÓN ENZIMÁTICA Y NO ENZIMÁTICA DE ÁCIDOS GRASOS ESENCIALES SECUENCIA - CASEÍNA LA ADICIÓN DE UN RESIDUO LEUCINA O PROLINA EN EL N-TERMINAL DE UN DIPÉPTIDO HIS-HIS, PUEDE AUMENTAR LA ACTIVIDAD ANTIOXIDANTE Y POTENCIA LA ACTIVIDAD ANTIOXIDANTE DE OTROS ANTIOXIDANTES NO PÉPTIDOS

29 Actividad hipocolesterolémicaLos péptidos hipocolesterolémicos compiten con el colesterol por un sitio en estas micelas. De esta forma, en presencia de estos péptidos, menos moléculas de colesterol se incorporarán a las micelas y por tanto la absorción de colesterol por el organismo será menor. CASEÍNA PÉPTIDOS DERIVADOS DE TRIGO PÉPTIDOS DE PROTEÍNAS DE SOJA PARCIALMENTE UNIDOS A FOSFOLÍPIDOS - Baja relación Met/Gly y Lys/Arg - Alto contenido de aas hidrofóbicos

30 Actividad Quelante Las caseínas de la leche estabilizan los iones calcio y fosfato a través de la formación de complejos por eso aumentan su biodisponiblidad. Los CPPs juegan un papel determinante en la absorción de calcio en el intestino delgado y su presencia en la cavidad oral promueve la remineralización del esmalte de los dientes.

31 Actividad antihipertensivaLos péptidos con actividad antihipertensiva pueden actuar de formas muy diversas, siendo la inhibición de la enzima convertidora de angiotensina (ACE) el mecanismo de acción más estudiado Angiotensinógeno Angiotensina I Angiotensina II Angiotensina III ACE Actividad antihipertensiva La hipertensión es un importante factor de riesgo cardiovascular. El sistema renina-angiotensina-aldosterona es un importante regulador de la presión sanguínea. La hipertensión arterial es un proceso multifactorial, por lo que los péptidos con actividad antihipertensiva pueden actuar de formas muy diversas, siendo la inhibición de la enzima convertidora de angiotensina (ACE) el mecanismo de acción más estudiado. Pero dentro del reino animal, las proteínas más estudiadas como fuente de péptidos inhibidores de la ACE son las proteínas lácteas, principalmente caseínas, tanto bovinas (Maruyama y Suzuki, 1982; Maruyama y col., 1987a) como humanas (Kohmura y col., 1989). Recientemente, se ha iniciado el estudio de las proteínas de suero como fuente de péptidos con actividad inhibitoria de la ACE (Mullally y col., 1997a y b; Pihlanto-Leppälä y col., 2000). Posteriormente se detallará este mecanismo de acción y se describirán los péptidos lácteos descritos hasta la actualidad con esta actividad. Otra de las enzimas involucradas en la regulación de la presión arterial es la enzima convertidora de endotelina (ECE). Cataliza la formación de endotelina-1 a partir de su precursor (Yanagisawa y col., 1988). La endotelina-1 es un potente vasoconstrictor, lo que favorece el incremento de la presión arterial. Por lo tanto, la inhibición de la ECE produce un efecto antihipertensivo. La endotelina-1 (ET-1) es la única sintetizada en endotelio y también músculo liso vascular, además de otros tejidos. Estímulos importantes como hipoxia, isquemia shear stress induce la transcripción de ARN mensajero, síntesis y secreción de ET-1 en minutos. Se libera hacia el músculo liso fundamentalmente y una pequeña proporción hacia el lumen Su vida media en plasma es de 4 a 7 minutos, se une a receptores específicos de músculo liso y provoca vasoconstricción pudiendo considerarse como una hormona paracrina. El gen de la ET-1 se halla en el cromosoma 6 y se transcribe como preproproteína y en el citoplasma es clivada por una “enzima convertidora de endotelina”. Factores de crecimiento y proteínas vasculares modulan su transcripción: angiotensina II, catecolaminas, insulina, LDL oxidadas, HDL, shear stress, trombina la estimulan, mientras que péptido natriurético atrial, endotelina 3, prostaglandina E2, prostaciclina, a  traves del ON, la inhiben.Sólo se han descrito péptidos inhibidores de esta enzima a partir de un hidrolizado digestivo del bonito (Okitsu y col., 1995), pero el alto contenido y variedad de proteínas presentes en la leche podría abrir un nuevo campo de estudio encaminado a la identificación de péptidos lácteos con esta actividad. La acción de péptidos, como la α-lactorfina, fragmento f(50-53) de la α-La, sobre los receptores opiáceos, provocan el descenso de la presión arterial tras la administración por vía subcutánea (Nurminen y col., 2000). Meisel H. and Bockemann W. Antonie Van Leeuwenhoek 1999;76:

32 1.3. PÉPTIDOS LÁCTEOS CON ACTIVIDAD INHIBITORIA DE LA ENZIMACONVERTIDORA DE ANGIOTENSINA (ACE) Actividad de la ACE. Relación estructura/actividad de los péptidos inhibidores de la ACE La ACE (EC ) actúa en el sistema renina-angiotensina, hidrolizando la angiotensina-I, decapéptido inactivo, de secuencia DNVYIHPFHL, producido por la acción de la renina. La hidrólisis conduce a la liberación de la angiotensina-II y el dipéptido C-terminal Hys-Leu (Skeggs y col., 1956). La angiotensina-II es un compuesto de elevada potencia vasoconstrictora. Su acción provoca la contracción rápida de las arteriolas, y por tanto, el incremento de la presión arterial. Además, estimula la secreción de aldosterona por las glándulas suprarrenales, hormona que induce la retención de sodio y agua y la excreción de potasio. La acumulación de agua provoca el incremento del volumen extracelular (Tirelli y col., 1997), el consecuente aumento de la presión arterial y la neutralización de la producción de renina. La ACE actúa simultáneamente en el sistema quinina-calicreína, catalizando la degradación de las bradiquininas (Ërdos, 1975; Soffer, 1976), compuestos de potente acción vasodilatadora. Esta acción favorece el incremento de la presión arterial (Figura 2). Se ha demostrado que la inhibición de la ACE provoca el descenso de la presión arterial en el hombre y en animales (Laffan y col., 1978). Se han identificado varios péptidos endógenos que actúan como inhibidores y sustratos competitivos de la ACE, como las encefalinas, las bradiquininas y la sustancia P. Como primeros inhibidores exógenos se estudiaron los extractos del veneno de la serpiente Bothrops jararaca. Estos extractos presentan un doble efecto. Potencian la actividad de la bradiquinina (Ferreira, 1965) e inhiben la ACE, tanto in vitro (Bakhle, 1968) como in vivo (Ng-Kwai-Hang y Vane, 1970). A partir de estos extractos se han aislado distintos péptidos (Ferreira y col., 1970; Ondetti y col., 1971). Actualmente, un derivado sintético, el Captopril (D-3-mercapto-2-metilpropanoil-1-prolina; IC50 = 0,006 μM), obtenido tras el estudio delmodelo hipotético del sitio activo de la enzima, es el fármaco más empleado en el control de la hipertensión (Unger y col., 1981; Wyvratt y Patchett, 1985). La unión de los péptidos a la ACE está influida por la secuencia tripeptídica Cterminal de los mismos, que puede interaccionar con tres regiones del centro activo de la ACE (Ondetti y Cushman, 1982). Así, los aminoácidos de carácter hidrofóbico, como Trp, Tyr, Phe o Pro favorecen la unión a estas zonas. El péptido con secuencia C-terminal Phe-Ala-Pro, análogo al encontrado en el inhibidor presente en el extracto del veneno de serpiente es uno de los más favorables para unirse al centro catalítico. La carga positiva del grupo guanidino o del grupo ε-amino de la Arg o Lys, respectivamente, contribuyen a la potencia inhibidora (Cheung y col., 1980). La presencia de aminoácidos dicarboxílicos en la secuencia peptídica o de Pro como penúltimo aminoácido disminuye o anula la actividad inhibitoria de la ACE (Erdös, 1976; Cushman y col., 1977). El extremo N-terminal también influye en la actividad, y así, la presencia de Val o de Ile en esta posición incrementa la actividad inhibitoria de la ACE en el péptido

33 Actividad inhibidora de ACE de proteinas lácteasActividad antihipertensiva Actividad inhibidora de ACE de proteinas lácteas En esta tabla se muestran las diferentes actividades inhibidoras de fragmentos de hidrólisis de caseinas y de proteínas del suero lácteo. Siendo el fragmento αs1-caseina el que mayor inhibición presenta sobre la ACE y la seroalbúmina bovina ´la proteína sérica con mayor porcentaje de inhibición sobre la actividad ACE. (Richard et al., 2004)

34 Actividad antihipertensivaPéptidos con actividad antihipertensiva que inhiben de la enzima convertidora de endotelina (ECE) Actividad antihipertensiva Otra de las enzimas involucradas en la regulación de la presión arterial es la enzima convertidora de endotelina (ECE). Cataliza la formación de endotelina-1 a partir de su precursor (Yanagisawa y col., 1988). La endotelina-1 es un potente vasoconstrictor, lo que favorece el incremento de la presión arterial. Por lo tanto, la inhibición de la ECE produce un efecto antihipertensivo. La endotelina-1 (ET-1) es la única sintetizada en endotelio y también músculo liso vascular, además de otros tejidos. Estímulos importantes como hipoxia, isquemia shear stress induce la transcripción de ARN mensajero, síntesis y secreción de ET-1 en minutos. Se libera hacia el músculo liso fundamentalmente y una pequeña proporción hacia el lumen Su vida media en plasma es de 4 a 7 minutos, se une a receptores específicos de músculo liso y provoca vasoconstricción pudiendo considerarse como una hormona paracrina. El gen de la ET-1 se halla en el cromosoma 6 y se transcribe como preproproteína y en el citoplasma es clivada por una “enzima convertidora de endotelina”. Factores de crecimiento y proteínas vasculares modulan su transcripción: angiotensina II, catecolaminas, insulina, LDL oxidadas, HDL, shear stress, trombina la estimulan, mientras que péptido natriurético atrial, endotelina 3, prostaglandina E2, prostaciclina, a  traves del ON, la inhiben.Sólo se han descrito péptidos inhibidores de esta enzima a partir de un hidrolizado digestivo del bonito (Okitsu y col., 1995), pero el alto contenido y variedad de proteínas presentes en la leche podría abrir un nuevo campo de estudio encaminado a la identificación de péptidos lácteos con esta actividad. La acción de péptidos, como la α-lactorfina, fragmento f(50-53) de la α-La, sobre los receptores opiáceos, provocan el descenso de la presión arterial tras la administración por vía subcutánea (Nurminen y col., 2000). Algunos de los péptidos liberados tras la acción de los microorganismos durante la fermentación de la leche, pueden ejercer actividad inhibitoria de la ACE, por lo que los productos fermentados podrían ser empleados en la prevención y tratamiento de la hipertensión

35 Efectos in vivo de los péptidos lácteos inhibidores de la ACEActividad antihipertensiva Efectos in vivo de los péptidos lácteos inhibidores de la ACE Muestra Dosis Duración DBP SBP Caseina hidrolizada 20g/día 4 semanas -4.6 -6.6 Sekiya et al., 1992 α-S1 caseina > 0.2g/kg -6.5 -4.5 Nimmaguda et al., 2000 Leche fermentada 95 ml/día 8 semanas -6.9 -14.1 Hata et al., 1996 150 ml/día 5 meses -9.3 -15.4 Seppo et al., 2003 Hidrolizado de proteínas séricas 6 semanas -7.0 -11.0 Pins y Keenan, 2002, 2003 Efectos in vivo de los péptidos lácteos inhibidores de la ACE La capacidad de un péptido para desarrollar la actividad antihipertensiva in vivo depende de distintos factores, como el procesado al que ha sido sometido el alimento, la estabilidad del péptido, la capacidad de absorción y el mecanismo de inhibición de la ACE (Yamamoto y Takano, 1999). Los péptidos bioactivos pueden originarse durante el procesado de los alimentos. Así, las formulas infantiles hipoalergénicas y las fórmulas enterales se elaboran con proteínas parcialmente hidrolizadas. El procesado de los alimentos puede, además, promover la conversión racémica de los L-aminoácidos, presentes de forma natural en los alimentos en D-aminoácidos, lo que puede ocasionar la formación de péptidos indigeribles por el organismo, afectando a su proceso de absorción (Meisel, 1998). Los péptidos bioactivos también pueden formarse durante el proceso de digestión en el tracto gastrointestinal. La digestibilidad está influida por las condiciones del procesado y por las interacciones antagónicas y sinérgicas con otros componentes de la dieta (Meisel y col., 1989). Los péptidos de bajo peso molecular son muy reactivos, pudiendo interaccionar con carbohidratos y lípidos. Una vez hidrolizados los fragmentos por las enzimas digestivas, pepsina, tripsina y quimotripsina, fundamentalmente, los péptidos liberados pueden ejercer el efecto a nivel del tracto digestivo, actuando sobre los receptores de la mucosa intestinal. Las peptidasas de las microvellosidades pueden hidrolizar los péptidos, liberando los aminoácidos o di-péptidos de los extremos amino y carboxilo terminales (Kenny y Maroux, 1982; Yoshioka y col., 1987). Aquellos péptidos resistentes a la hidrólisis pueden ser absorbidos a través de la barrera intestinal y alcanzar la circulación sistémica. Se ha demostrado un mecanismo de transporte de di- y tripéptidos independiente de la secuencia aminoacídica (Döring y col., 1998). Al llegar a la sangre, los péptidos deben resistir la acción de las peptidasas presentes en el suero sanguíneo y alcanzar los receptores diana de los órganos, pudiendo ejercer distintos efectos sistémicos. Por lo tanto, las diferencias entre los resultados obtenidos in vivo y la actividad inhibitoria de la ACE in vitro se deben a la afinidad de los péptidos al mecanismo de transporte a través de la barrera intestinal y a la resistencia a las peptidasas, tanto intestinales como sanguíneas (Saito y col., 1994a). Además, una elevada actividad antihipertensiva en fragmentos con baja actividad inhibitoria de la ACE puede ser debida a la acción de dichos fragmentos mediante otro mecanismo de acción. Esto se ha observado en fragmentos de las caseínas, como el fragmento f( ) de la β-CN (Maeno y col., 1996). Se han llevado a cabo distintos estudios con animales de experimentación y ensayos clínicos encaminados a determinar la actividad antihipertensiva de hidrolizados de caseínas y de proteínas de suero con enzimas digestivas y microbianas. Así, se ha comprobado el descenso de la presión arterial en ratas espontáneamente hipertensas tras la administración intraperitoneal y oral de un hidrolizado de caseínas y de los fragmentos f(23-34) y f( ) de la αs1-CN y f( ) de la β-CN (Karaki y col., 1990). De manera similar se ha observado este efecto en humanos hipertensos (Sekiya y col., 1992). La hidrólisis de suero de quesería con la proteinasa K conduce a la obtención de un hidrolizado con efecto depresor de la presión sistólica en ratas espontáneamente hipertensas, siendo el máximo responsable de esta actividad el péptido IPA, fragmento f(78-80) derivado de la β-Lg (Abubakar y col., 1998).

36 CONCLUSIONES

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44 1. Martínez Augustin O, Martínez de Victoria Muñoz E1. Martínez Augustin O, Martínez de Victoria Muñoz E. Proteínas y péptidos en nutrición enteral. Nutr. Hosp. 2006; 21 (Supl. 2) 1-14. 2. Diehl-Jones WL, Askin DF. Nutritional modulation of neonatal outcomes. AACN Clin Issues. 2004; 15:83-96. 3. Field CJ. The immunological components of human milk and their effect on immune development of infants. J Nutr. 2005;135: 1-4. 4. Lonnerdal B. Nutritional and physiologic significance of human milk proteins. Am J Clin Nutr. 2003; 77:1537S-1543S. 5. Meisel H. Overview on milk protein-derived peptides. Int Dairy Journal. 1998; 8: 6. FitzGerald RJ, Meisel H. Milk protein derived inhibitors of angiotensin-I-converting enzyme. Br J Nutr. 2000; 84:S33-S37. 7. Korhonen H, Pihlanto A. Food-derived bioactive peptides-opportunities for designing future foods. Curr Pharm Design. 2003; 9: 8. Robert PR, Zaloga GP. Dietary bioactive peptides. New Horizons. 1994; 2: 9. Rutherfurd-Markwick KJ, Moughan PJ. Bioactive peptides derived from food. J AOAC Int. 2005; 88: 10. Meisel H. Multifunctional peptides encrypted in milk proteins. Biofactors. 2004; 21:55-61.

45 11. Vermeirssen V, Van Camp J, Verstraete W11. Vermeirssen V, Van Camp J, Verstraete W. Bioavailability of angiotensin I converting enzyme inhibitory peptides. Br J Nutr. 2004; 92: 12. Pihlanto A, Korhonen H. Bioactive peptides and proteins. Adv Food Nut Res. 2003; 47: 175–276. 13. Dziuba J, Niklewicz M, Iwaniak A, Darewicz M, Minkiewicz P. Structural properties of bioactive animal protein fragments accessible for proteolytic enzymes. Polimery. 2005; 6: 14. Wang W, Gonzalez E. A new frontier in soy bioactive peptides that may prevent age-related chronic diseases. CRFSFS. 2005; 4:63-78 15. Yamamoto N, Ejiri M, Mizuno S. Biogenic peptides and their potential use. Curr Pharm Des. 2003; 9(16):1345–55. 16. Matsui T, Yukiyoshi A, Doi S, Sugimoto H, Yamada H, Matsumoto K. Gastrointestinal enzyme production of bioactive peptides from royal jelly protein and their antihypertensive ability in SHR. Nutr Biochem ;13(2):80–6. 17. Agawa Y, Lee S, Ono S, Aoyagi H, Ohno M, Tanoguchi T, Anzai K y Kirino, Y. Interaction with phospholipid bilayers: ion channel formation, and antimicrobial activity of basic amphipatic α-helical model peptides of various chain lengths. J Biol Chem 1991; 296:

46 MUCHAS GRACIAS