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PRINCIPALES PREBIÓTICOS Y SUS EFECTOS EN LA ALIMENTACIÓNHUMANA

Main prebiotics and their effects on human nutrition

Pérez-Conesa D.*, López G., Ros G.Nutrición y Bromatología, Facultad de Veterinaria, Universidad de Murcia, Campus de Espinardo,30071 Murcia, España* Autor de referencia: dario@um.es

RESUMEN

Dado el actual creciente interés científico y comercial por los alimentos funcionales, el presente artículo esuna revisión de los principales efectos beneficiosos que sobre la salud humana se han descrito tras el consumode los prebióticos, considerados como ingredientes funcionales. Una especial atención se presta al empleo delos oligosacáridos no digeribles (OND) al considerarse como compuestos de capacidad prebiótica. Dentro delos OND, los fructooligosacáridos, galactooligosacáridos y sojaoligosacáridos han sido los más ampliamenteestudiados y los que han mostrado poseer un marcado efecto prebiótico.

Palabras clave: alimentos funcionales, prebióticos, oligosacáridos no digeribles, fructooligosacáridos,galactooligosacáridos

ABSTRACT

Because of the current scientific and commercial interest on functional foods, the present article reviewsthe main human health effects described after prebiotics consumption, considerate as functional ingredients. Aspecial attention is paid to the use of non-digestible oligosaccharides (NDO) for being considered as prebioticcomponents. Within NDO group, fructooligosaccharides, galactooligosaccharides and soybean oligosacchari-des have been the components more widely studied and they have shown to have a strong prebiotic effect.

Keywords: functional foods, prebiotics, non-digestible oligosaccharides, fructooligosaccharides, galac-tooligosaccharides

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INTRODUCCIÓN

Los últimos años han supuesto un cambioen los conceptos básicos de la nutrición huma-na, hasta ahora la idea tradicional de una «dietaadecuada» estaba referida únicamente al aportede nutrientes suficientes para asegurar la super-vivencia de un individuo, cubrir sus necesida-des metabólicas y nutritivas, y satisfacer la sen-sación de hambre. En la actualidad, se prestauna mayor atención a la potencialidad de ciertosalimentos para promover la salud, mejorar elbienestar físico y reducir el riesgo de contraerenfermedades. Así, el concepto de nutriciónadecuada tiende a ser sustituido por el de nutri-ción óptima, en cuyo ámbito aparecen los ali-mentos funcionales, denominación no muy acer-tada, pues a juicio de Palou y Serra (2000) to-dos los alimentos y sus componentes tienen unafunción.

Un alimento puede ser considerado funcio-nal si se ha demostrado suficientemente que afec-ta de forma beneficiosa (más allá de proporcio-nar una nutrición adecuada desde el punto devista tradicional) a una o varias funciones rele-vantes del organismo, de manera que propor-ciona un mejor estado de salud y bienestar y/oreduce el riesgo de padecer enfermedad (Rober-froid 1995). Un alimento funcional puede serun alimento natural o modificado (alterando,añadiendo o eliminando uno o varios de suscomponentes) o una combinación de ambos.Además, puede ser funcional para la poblaciónen general o para grupos particulares de la po-blación, definidos por sus características genéti-cas, sexo, edad o por otros factores. La legisla-ción existente en la Unión Europea que regula alos nuevos alimentos y alimentos funcionales,se recoge en el Reglamento (CE) nº 258/97 delParlamento Europeo y del Consejo sobre nue-vos alimentos y nuevos ingredientes alimenta-rios.

El desarrollo de alimentos funcionales cons-tituye una oportunidad real de contribuir a lamejora de la calidad de la dieta y a la selección

de alimentos que pueden afectar de forma po-sitiva a la salud y al bienestar del consumidor.En este sentido, la perspectiva europea difierede la norteamericana, ya que considera los ali-mentos funcionales como nutraceúticos o far-maalimentos. Así pues, el concepto de alimen-to funcional incluye que, estos han de ser com-ponentes habituales de la dieta, deben ejercersus efectos en las cantidades que son consumi-das normalmente en una dieta equilibrada, ypor tanto se excluye como tales a las píldoras,cápsulas y tabletas (Diplock et al. 1999; Mil-ner 2000).

Son numerosas las sustancias que han sidodescritas como alimentos funcionales, los fitos-teroles y vitamina E, probióticos (bacterias delos géneros Lactobacillus y Bifidobacterium),prebióticos (inulina y oligofructosa) y simbióti-cos (adición conjunta de probióticos y prebióti-cos en un mismo alimento), licopeno, polifeno-les e isoflavonas. Sin embargo, cabría destacarla importancia de los oligosacáridos no digeri-bles (OND) como firmes candidatos a ser in-cluidas en esta categoría. A pesar de que losOND se encuentran como componentes natura-les en muchos alimentos comunes como la fru-ta, legumbres, leche y miel, durante la pasadadécada su popularidad como ingredientes ali-menticios ha aumentado rápidamente, particu-larmente en Japón y Europa (Sako et al. 1999).En 1991 el gobierno japonés introdujo y legislóel concepto de alimentos para usos específicosen el fomento de la salud (Foods for SpecifiedHealth Use, FOSHU) que incluía a doce clasesde ingredientes como favorecedores de la salud,entre los que se incluyeron a los fructooligosa-cáridos (FOS), galactooligosacáridos (GOS),sojaoligosacáridos (SOS) y palatinosaoligosa-cáridos. En 1996 la lista de FOSHU incluía untotal de 58 alimentos aprobados, de los cualestreinta y cuatro reúnen a oligosacáridos comoingredientes funcionales, incluyendo a la lactu-losa, lactosucrosa, xilooligosacáridos (XOS) eisomaltooligosacáridos (Critteden y Playne1996). En Europa hay dos clases de OND que

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se usan ampliamente, los FOS (incluida la inuli-na) y los β-GOS (Salminen et al. 1998; Sako etal. 1999).

DEFINICIÓN Y CRITERIOS QUE DEBECUMPLIR UN PREBIÓTICO

Un prebiótico es un ingrediente alimenticiono digerible que afecta de forma beneficiosa aquien lo consume mediante la estimulación se-lectiva del crecimiento y/o actividad de uno oun número limitado de bacterias en el colon,mejorando así la salud del hospedador (Gibsony Roberfroid 1995). Para que un ingredientealimenticio sea clasificado como prebiótico debecumplir según Gibson (1999) los siguientes re-quisitos:

1. No debe ser hidrolizado ni absorbido en laparte anterior del tracto gastrointestinal.

2. Constituir un substrato selectivo para una oun número limitado de bacterias comensalesbeneficiosas del colon, estimulando su cre-cimiento y/o metabolismo.

3. Modificar la composición de la flora del co-lon, facilitando el desarrollo de especies be-neficiosas.

4. Inducir efectos en lumen o sistémicos quesean beneficiosos para la salud del indivi-duo que los consuma.

Los hidratos de carbono no digeribles (oli-gosacáridos y polisacáridos), algunos péptidosy proteínas, y ciertos lípidos (ésteres y éteres)son considerados como prebióticos. Debido asu estructura química, estos compuestos no sonabsorbidos en la parte anterior del tracto gastro-intestinal o no son hidrolizados por las enzimasdigestivas humanas. Estos compuestos se po-drían llamar «alimentos del colon», puesto queentran en el colon y sirven como substratos paralas bacterias endógenas del mismo, así indirec-tamente proporcionan al organismo energía,substratos metabólicos y micronutrientes esen-ciales (Gibson y Roberfroid 1995).

En términos prácticos, los prebióticos tienenalgunas ventajas sobre los probióticos, el otrogran grupo de alimentos funcionales. Claramen-te, la supervivencia del producto no es algo cues-tionable, ya que el alimento puede ser expuestoal calor (esto no es posible con microorganis-mos vivos) y el tipo de vehículo de la dieta esmuy amplio. Además, los problemas que se pue-den experimentar tras la ingestión de probióti-cos no deberían de aparecer con el empleo deprebióticos ya que el objetivo es el fortaleci-miento de la propia flora autóctona (Gibson yMcCartney 1998).

CLASIFICACIÓN Y PROPIEDADES DELOS OLIGOSACÁRIDOS

Los hidratos de carbono no sirven simple-mente como fuente de energía, sino que debidoa la estructura física de la pared celular de laque forman parte tienen efecto sobre la saciedaddel individuo (Blundell et al. 1994). Además, laproporción y extensión de la digestión del almi-dón, es el principal factor de control sanguíneode glucosa e insulina (Englyst et al. 1996). Loshidratos de carbono se pueden clasificar segúnel grado de polimerización (GP) como oligosa-cáridos (GP entre 2 y 10 unidades de monosacá-ridos) y polisacáridos (GP más de 10 monosa-cáridos) tal y como indica la terminología de laIUB-IUPAC (International Union of Pure andApplied Chemistry) (1982), aunque no existaninguna razón fisiológica o química que justifi-que esta división (Cummings et al. 1997). Almismo tiempo, según sus propiedades fisiológi-cas se pueden clasificar como digeribles o nodigeribles (o no disponibles). Los no digeriblesque están representados por el almidón resisten-te, polisacáridos no almidón (polisacáridos delas paredes celulares de las plantas, hemicelulo-sa, pectinas, gomas), y los OND (Delzenne yRoberfroid 1994), muestran varios efectos fi-siológicos y nutricionales. Sin embargo, no to-dos los compuestos que están clasificados como«alimentos del colon» son prebióticos. De he-

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Cuadro 1. Clasificación de los principales hidratos de carbono de la dieta

Clases (GP) Subgrupos (tipo de monosacárido y uniones α ó β)

Azúcares Monosacáridos: fructosa, galactosa, glucosa, manosa, sorbosa, xilosa(1-2) Disacáridos: celobiosa, gentibiosa, lactosa, maltosa, melibiosa, sacarosa,

trehalosaPolialcoholes: sorbitol, maltitol, lactitol, xilitol

Oligosacáridos Maltooligosacáridos (α-glucanos)(3-10) Otros oligosacáridos (β-OND): fructooligosacáridos, galactooligosacáridos,

rafinosa, estaquiosa

Polisacáridos Almidón (α-glucanos): amilopectina, amilosa(>10) Polisacáridos no almidón: celulosa, hemicelulosa, pectinas, gomas, mucíla-

gos, β-glucanos

-1

FOS cc (GFn) Inulina Oligofructosa 4’ galactosil-lactosan=2 Kestosa n=10-60 n=2-10 (4’-GOS)n=3 Nistosan=4 Fructosil-nistosa

Figura 1. Estructura química de los principales oligosacáridos empleados en nutrición huma-na

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cho, para la mayoría de estas sustancias, el pro-ceso de fermentación en el colon no está bienespecificado, y pueden además estimular en elcolon el crecimiento y/o la actividad metabólicade diferentes especies bacterianas, incluyendoespecies que son tanto perjudiciales como bene-ficiosas (Wang y Gibson 1993).

Englyst y Hudson propusieron en 1996 elnombre de «hidratos de carbono de cadena cor-ta» para un nuevo grupo de hidratos de carbonoalimenticios que incluía a los oligosacáridos ylos polisacáridos más pequeños. Para propósi-tos analíticos, la solubilidad en etanol al 80%(v/v) ha sido validada como una forma prácticade aislar a este grupo de hidratos de carbono(Englyst y Hudson 1996; Cummings et al. 1997).Para una mejor compresión, en la Cuadro 1 semuestra la clasificación de los principales hi-dratos de carbono de la dieta (Cummings y En-glyst 1995; Englyst y Hudson 1996).

El concepto de OND se debe a de que elátomo de C anomérico (C

1 ó C

2) de las unidades

de monosacáridos de algunos oligosacáridos die-téticos (Figura 1), tiene una configuración quehace a sus enlaces osídicos no digeribles por laactividad hidrolítica de las enzimas digestivashumanas. Esta resistencia a la digestión ha sidodemostrada en varios ensayos, incluyendo vo-luntarios humanos ileostomizados. Las princi-pales categorías de oligosacáridos actualmentedisponibles o en desarrollo como ingredientesalimenticios incluyen a hidratos de carbono enlos que la unidad de monosacárido es fructosa,galactosa, glucosa, y/o xilosa (Delzenne y Ro-berfroid 1994; Crittenden y Playne 1996).

Junto a las propiedades de los oligosacári-dos enumeradas anteriormente hay que destacarque son solubles en agua y medianamente dul-ces, normalmente 0,3-0,6 veces tan dulce comola sacarosa, aunque esta propiedad decrece conla longitud de la cadena. Además, debido a lafermentación del colon, dan una contribuciónenergética al alimento de 1,5 kcal/g, similar alde la fibra dietética soluble. Los OND propor-cionan una elevada capacidad de retención de

humedad, previniendo una excesiva desecación,y una baja actividad agua, que es convenienteen el control de la contaminación microbiana(Nakakuki 1993).

TIPOS DE OLIGOSACÁRIDOS

Como anteriormente se ha descrito, los ONDse encuentran en diferentes alimentos de formanatural, sin embargo también pueden ser produ-cidos mediante diferentes reacciones químicasen el laboratorio. Principalmente existen 3 mé-todos para elaborar los OND como a continua-ción se resume:

1. Mediante la extracción directa en agua ca-liente de diferentes raíces, como la chicoriao alcachofa de Jerusalén para extraer la inu-lina, o de semillas para la obtención de losSOS.

2. Hidrólisis enzimática parcial de OND, comoen la obtención de oligofructosa a partir delhidrolizado de la inulina (De Bruyn et al.1992), o de polisacáridos para obtener losXOS por la acción de xilanasa sobre los xi-lanopolisacáridos (Yamaguchi et al. 1994).

3. Síntesis enzimática de un disacárido o deuna mezcla de disacáridos usando osiltrans-ferasas, como la obtención de FOS de cade-na corta (FOS cc) a partir de la sacarosa(Spiegel et al. 1994), los GOS a partir de lalactosa y la lactosucrosa a partir de una mez-cla de sacarosa y lactosa (Yamaguchi et al.1994).

El organismo humano carece de los enzimasdigestivos necesarios para poder hidrolizar losOND, puesto que éstas, α-glucosidasa, maltasa-isomaltasa y sucrasa, son en su mayor parteespecíficas de uniones α-osídicas. Debido a quelas enzimas no pueden romper el enlace gluco-sídico β, los OND a nivel nutritivo se compor-tan como fibras alimentarias solubles, ya quellegan íntegros al intestino grueso donde sonfermentados por la flora del colon (Tokunaga et

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Cuadro 2. Nombre y estructura química de los oligosacáridos

Nombre Nombre comercial Estructura química y tipo de enlace osídico

Inulina Raftiline® α-D-Glu (1→2)-[β-D-Fru]n-(1→2) β-D-Fru (n=10→60)

Oligofructosa Raftilose® β-D-Fru (1→2)-[β-D-Fru]n-(1→2) β-D-Fru (n=2→10)

Fructooligosacáridos de Actilight®,

cadena corta Neosugar® α-D-Glu (1→2)-[β-D-Fru]n-(1→2) β-D-Fru (n=1→3)

Galactooligosacáridos Oligomate® α-D-Gal (1→6)-[β-D-Gal]n-(1→4) β-D-Glu (n=1v5)

Galactotriosa/TOS Cup-Oligo® α-D-Gal (1→6)-[β-D-Gal]n (n=2)

Isomaltooligosacáridos Isomalto-900® [α-D-Glu (1→6)]n (n=2→5)

Sojaoligosacáridos Soya-Oligo® [α-D-Gal (1→6)]n-α-D-Glu-(1→2) β-D-Fru (n=1→3)

Xilooligosacáridos - [β-D-Xyl-(1→4)]n (n=2→9)

Gentiooligosacáridos Gentose® [β-D-Glu-(1→6)]n (n=2→5)

Lactulosa Duphalac® β-D-Gal-(1→4)-b-D-Fru

Lactosucrosa - β-D-Gal-(1→4)-α-D-Glu (1→2)-β-D-Fru

Celobiosa - β-D-Glu (1→4)-D-Glu

Celodextrinas - [β-D-Glu (1→4)]n-D-Glu (n=3-6)

Ciclodextrinas Dexy Pearl® [α-D-Glu (1→4)]n cíclico (n=6-12)

Glucanoligosacáridos - -

Leucrosa - α-D-Glu (1→5)-D-Fru

Maltitol - α-D-Glu (1→6)-D-Sor

Palatinosaoligosacáridos - [α-D-Glu (1→6)-D-Fru]n (n=2-4)

Lactitol - β-D-Gal (1→4)-D-Sor

Maltooligosacáridos - [α-D-Glu (1→4)]n (n=2→7)

Manooligosacáridos Alltech® [α-D-Man (1→6)]n (n=2→8)

Glucosilsucrosa Coupling Sugar® α-D-Glu (1→4)-α-D-Glu (1→2)-b-D-Fru

Glucooligosacáridos - [α-D-Glu] n (n=2-6)

Fru=Fructosa, Gal=Galactosa, Glu=Glucosa, Man=Manosa, Sor=Sorbitol, Xyl=XilosaAdaptado de Delzenne y Roberfroid (1994) y Crittenden y Playne (1996)

al. 1989; Molis et al. 1996). En la Figura 2 serepresentan esquemáticamente los diferentes pro-cesos de producción de los oligosacáridos, y enla Cuadro 2 se muestran los oligosacáridos en-contrados en la bibliografía científica como can-didatos a ejercer un efecto prebiótico.

Sin embargo, no todos los compuestos lista-dos en el Cuadro 2 han demostrado científica-mente su capacidad como prebiótico, debido enparte a su digestión total o parcial por las enzi-mas del intestino delgado humano, por la impo-sibilidad de promover una fermentación selecti-

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va en el colon y por la falta de estudios conclu-yentes. Por tanto el número de OND reales sereduce a los siguientes: FOS, GOS y SOS, quepor otra parte han sido los más extensamente

Figura 2. Esquema que representa los procesos de producción de los oligosacáridos.

Alcachofa de JerusalénChicoria

Remolacha

Inulina (FOS)

Sucrosaó

Sacarosa

Leche de vaca

Almidónsoluble

Suero de soja

Glucosa

Xilán

Celulosa

extracción

Soja

extracciónRafinosa (SOS)

palatinosa sintetasa

transfructosilación

hidrólisisOligofructosa (FOS)

FOS cadena corta

isomerización alcalina

transgalactosilación

transglucosilación

Palatinosaoligosacáridos (POS)

Almidón

transfructosilaciónLactosucrosa

Lactulosa

(Trans)Galactooligosacáridos(TOS/GOS)

Glucosilsucrosa

transglucosilación

hidrólisis

Ciclodextrinastransglucosilación

transglucosilación

Maltooligosacáridos (MOS)

Isomaltooligosacáridos (IOS)

transglucosilaciónGentiooligosacáridos (GES)

Glucooligosacáridos (GUS)

extracción extracciónSojaoligosacáridos (SOS)

Celobiosa

Xilooligosacáridos (XOS)

hidrólisis

Mazorcaextracción

Lactosa

estudiados y pueden proporcionar la mejor evi-dencia de los efectos prebióticos en humanos(Critteden y Playne 1996), y son los que a con-tinuación se describen.

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Galactooligosacáridos (GOS). El estableci-miento de una microflora de bifidobacterias enel intestino de los niños alimentados a pecho seha atribuido a la presencia de OND que contie-nen galactosa en la leche humana (Smart 1993).Por tanto, la inclusión de GOS como ingredien-tes alimenticios prebióticos ha atraído un inte-rés comercial considerable, y varias empresasestán actualmente implicadas en su producción.Los GOS se producen por la acción de las β-galactosidasas con actividad de transgalactosi-lación. Las uniones glicosídicas entre dos uni-dades de galactosa principalmente son unionesdel tipo β(1-4) (como 4’-galactosil-lactosa, 4’-GOS) cuando se usan las β-galactosidasas deri-vadas de Bacillus circulans (Mozaffar et al.1984) o de Cryptococcus laurentii (Ozawa etal. 1989), y del tipo β(1-6) (como 6’-galactosil-lactosa, 6’-GOS) cuando se usan las enzimasderivadas de A. oryzae o Streptococcus thermo-philus (Matsumoto 1990). Normalmente más del55% de la lactosa que se emplea como substratose convierte en GOS (Ishikawa et al. 1995).

Fructooligosacáridos (FOS). Es uno de losprincipales OND bifidogénicos en cuanto a vo-lumen de producción. Se elaboran mediante 2procesos, que resultan en productos finales lige-ramente diferentes. En el primer método, losFOS se producen a partir del disacárido sacaro-sa usando la actividad transfructosilación delenzima β-fructofuranosidasa de Aspergillus ni-ger. Al igual que sucede en la producción deGOS, se necesita una elevada concentración dematerial inicial para una eficaz transglucosila-ción (Park y Almeida 1991). Los FOS así for-mados contienen entre 2 y 4 unidades de fructo-sa unidas con enlaces β(2→1), con un residuoterminal a-D-glucosa, y entre ellos cabe desta-car: 1-kestosa (Glu-Fru

2), 1-nistosa (Glu-Fru

3) y

1F-fructosilnistosa (Glu-Fru4). Dependiendo del

productor a esta mezcla de FOS cc se les hadenominado como «Actilight», «Nutraflora» ó«Meliogo». El segundo método es la hidrólisisenzimática o química de la inulina. La mezclade FOS formada por este proceso se parece a la

mezcla producida por el proceso de transfructo-silación. Sin embargo, no todas las cadenas fruc-tosa con uniones b(2→1) acaban en una glucosaterminal (Fru

m, m=1-7). A este producto se le

conoce como oligofructosa.Sojaoligosacáridos (SOS). Son extraídos di-

rectamente del alimento crudo y no requierenprocesos enzimáticos de elaboración. El suerode la soja, un producto de la producción deconcentrados y aislados de proteínas de soja,contiene oligosacáridos rafinosa (formado porfructosa, galactosa y glucosa) y estaquiosa, éstaúltima tiene un residuo de galactosa más. Am-bos son indigeribles y por tanto alcanzan el co-lon intactos, donde actúan como prebióticos,estimulando el crecimiento de las bifidobacte-rias en el hombre (Benno et al. 1987).

EFECTO FISIOLÓGICO DE LOS OLIGO-SACÁRIDOS NO DIGERIBLES (OND) A NI-VEL GASTROINTESTINAL Y SISTÉMICO

Los OND más ampliamente estudiados sonlos FOS y los GOS y por tanto los efectos anivel gastrointestinal y sistémico que continua-ción se describen se refieren a estos 2 grupos.

Actividad bifidogénica. Este efecto se refie-re a la estimulación selectiva de un grupo limi-tado de bacterias beneficiosas (principalmentebifidobacterias y lactobacilos) en el colon hu-mano. Como consecuencia de la fermentaciónde los OND en el colon y el descenso de pH desu contenido se ha observado igualmente undescenso de otros géneros bacterianos (perjudi-ciales). Así, el empleo de TOS en humanos a laconcentración de 10 y 15 g/día (Bouhnik et al.1997; Ito et al. 1993) produjo un incremento delas bifidobacterias fecales, mientras que las en-terobacterias no se vieron afectadas y descendióel número de bacteroides y clostridios, respecti-vamente. También se ha descrito actividad bifi-dogénica mediante el empleo de inulina, sinobservar cambios en otros grupos bacterianosexcepto un descenso del género Bacteroides(Gibson et al. 1995; Kleessen et al. 1997). Por

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último el número de estudios referidos al uso deoligofructosa como OND con capacidad bifido-génica es mayor (Mitsuoka et al. 1987; Gibsonet al. 1995; Bouhnik et al. 1996).

Producción de ácidos grasos de cadena cortay efectos asociados. La fermentación en el co-lon de OND produce ácidos grasos de cadenacorta (AGCC), tales como acético, propiónico ybutírico, lactato y determinados gases (H

2 y

CO2). Todos los hidratos de carbono que son

fermentados en el colon humano deberían darun valor calórico de 1,5 kcal/g (6,3 KJ/g) (Cum-mings y Frohlich 1993). Para la inulina y oligo-fructosa los valores publicados de producciónde AGCC varían entre 1 y 2,1 kcal/g (4,2 a 8,8KJ/g) (Roberfroid et al. 1993; Molis et al. 1996).Para los GOS el valor calórico está calculado en1,73 kcal/g de acuerdo con el método estandari-zado en Japón (Sako et al. 1999).

De estudios in vivo en animales se puedeconcluir que el enriquecimiento con OND des-ciende el pH cecal e incrementa la producciónde AGCC cecales, siendo el acetato el principalseguido por el butirato y propionato (Ito et al.1993; Rowland y Tanaka 1993; Campbell et al.1997). Este incremento en la producción deAGCC está relacionado con un descenso en elpH luminal, una hiperplasia de la mucosa intes-tinal, incremento del grosor de la pared tanto enel intestino delgado como en el ciego (Campbe-ll et al. 1997; Chonan et al. 1995; Kikuchi et al.1996) y la motilidad intestinal (Cummings 1981).

Efecto sobre el número (o frecuencia) dedeposiciones. En distintos estudios se ha de-mostrado que la administración de GOS tieneefectos beneficiosos sobre individuos afectadosde estreñimiento (Narimiya et al. 1996; Degu-chi, et al. 1997). En el estudio de Deguchi et al.(1997), los sujetos mejoraron la frecuencia de ladefecación cuando ingirieron diariamente du-rante una semana 5 g de GOS. El motivo quejustifica este hecho puede estar basado en laproducción de AGCC, contribuyendo al incre-mento de la presión osmótica y a la estimula-ción del peristaltismo (Ishikawa et al. 1995).

Tanto en estudios con animales (Roberfroidet al. 1993) como con voluntarios humanos (Gib-son et al. 1995) el empleo de FOS se acompañóde un incremento en el peso de las deposicionesfecales. Lo que se correspondió con una mayorpeso fresco de las heces (1-1,5 g por g de FOS).

Prevención del cáncer de colon. Se ha suge-rido que varias enzimas bacterianas, tales comoβ-glucuronidasa, β-glucosidasa y nitroreducta-sa, podrían jugar un papel importante en la car-cinogénesis del colon convirtiendo pre-carcinó-genos en carcinógenos (Rowland 1988). En unestudio (Rowland y Tanaka 1993) con ratas conflora humana asociada, la administración de 5%GOS, produjo un incremento en la concentra-ción cecal de anaerobios totales, lactobacilos ybifidobacterias así como un descenso en el nú-mero de enterobacterias. También se redujo sig-nificativamente el pH cecal tras la ingestión deGOS, así como la actividad de β-glucuronidasay nitroreductasa. Únicamente se ha observadoalguna evidencia con los FOS con experimentoscon animales. Así en 2 estudios (Reddy et al.1997; Rowland et al. 1998) se observó que en elgrupo alimentado con inulina y oligofructosa,tras la inyección de azoximetano se observó unareducción significativa del número de focos decriptas aberrantes en el colon. Una explicacióna la prevención del cáncer de colon, es la des-crita por Tanaka et al. (1990). De tal forma queel butirato producido en la fermentación de losOND, además de ser la principal fuente de ener-gía de las células epiteliales del colon, y a bajasconcentraciones puede actuar como reguladorde las expresión de genes involucrados en laproliferación y diferenciación de los colonoci-tos de los mamíferos, así como de las célulasdel carcinoma de colon.

Efecto sobre la glucemia e insulinemia. Esteefecto ha sido descrito fundamentalmente paralos FOS. Aunque el mecanismo por el que seproducen dichos efectos y los datos existentesson a veces contradictorios, se ha descrito que laadministración crónica de oligofructosa (20 g aldía durante 4 semanas) no modificó los valores

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plasmáticos de glucosa e insulina en ayunas devoluntarios sanos humanos (Luo et al. 1996). Sinembargo, en individuos diabéticos la ingestiónde 8 g/d de oligofructosa durante 14 días descen-dió los valores de glucosa (Yamashita et al. 1984).

Efecto sobre el metabolismo de los lípidos.La mayoría de los estudios que muestran efec-tos de los OND sobre los lípidos sanguíneos,tanto en animales como en humanos han sidorealizados con FOS.

Ha sido descrito un descenso de los nivelesde las lipoproteínas de baja densidad (LDL) ycolesterol total en individuos con diabetes noinsulino-dependiete mediante el empleo de oli-gofructosa (Yamashita et al. 1984; Luo et al.1996), y de triglicéridos y colesterol total coninulina (Canzi et al. 1995), mientras que el em-pleo de inulina en voluntarios hiperlipidémicosha mostrado un descenso de los triglicéridos(Williams 1999) y del colesterol y LDL (David-son et al. 1998). Sin embargo, cuando los estu-dios se llevaron a cabo en individuos sanos ynormolipidémicos no se observó ningún efectosobre los niveles lipídicos tras la administraciónde inulina, oligofructosa o transgalactooligosa-cáridos (TOS) (Van Dokkum et al. 1995; Pe-dersen et al. 1997; Ellegärd et al. 1997). Losestudios realizados con animales (ratas) son másnumerosos y muestran que la administración deinulina y oligofructosa desciende los niveles detriglicéridos séricos, colesterol total y fosfolípi-dos, pero no los niveles de ácidos grasos libres(Hata et al. 1983; Tokunaga et al. 1986; Fiorda-liso et al. 1995).

Efecto sobre la uremia y eliminación de ni-trógeno (N)/amoniaco. Los mecanismos que es-tán bajo este efecto probablemente se deban alincremento de las bifidobacterias y al descensode ciertas bacterias autóctonas tales como Bac-teroides que tienen potencial para producir amo-niaco (NH

3), además Deguchi et al. (1997) de-

mostraron que algunas bifidobacterias tienen lahabilidad de asimilar NH

3 como fuente de N.

En un estudio con personas sanas, la ingestiónde 3 g/día de 4’-GOS redujo significativamente

la concentración fecal de NH3 (Tamai et al.

1992). En estudios con ratas, los FOS cc incre-mentan eficazmente la excreción fecal de N yreducen la excreción renal de N (Younes et al.1996). Este efecto ocurre porque los FOS sirvencomo fuente de energía para las bacterias intes-tinales, que durante el crecimiento también re-quieren de una fuente de N para la síntesis pro-teica. De hecho, la cantidad de NH

3 requerido

para sustentar el crecimiento del máximo debacterias podría llegar a ser insuficiente, y laurea en sangre sería entonces requerida comouna fuente fácil para la síntesis proteica bacte-riana en el ciego (Younes et al. 1997). En estu-dios con voluntarios sanos el consumo de 3 g de4’-GOS al día redujo significativamente la con-centración fecal de amonio (Tamai et al. 1992).En otro estudio con pacientes con hiperamone-mia asociada con cirrosis hepática, la adminis-tración de 6’-GOS junto a B. breve redujo gra-dualmente los niveles sanguíneos de amoniohasta valores normales en 4 semanas (Matsu-moto et al. 1990).

Efecto sobre la absorción mineral. En unestudio con voluntarios ileostomizados la inges-tión de inulina y oligofructosa no modificó eltránsito de Ca, Mg, Zn y Fe desde el íleon haciael colon, sugiriendo que la absorción mineraltiene lugar en el colon (Ellegärd et al. 1997).Van Dokkum et al. (1995) mediante una técnicade isótopos estables, no observaron ningún efectode los OND sobre la absorción mineral en hom-bres jóvenes tras la toma de 15 g de inulina,oligofructosa o GOS al día durante 3 semanas,debido según los autores al corto periodo detiempo (24 h) en la recogida de las muestras. Enun estudio posterior, las muestras fueron reco-gidas a las 36 h de la administración del isóto-po, se observó un incremento significativo(p<0,05) en la absorción de Ca con el empleode oligofructosa (van den Heuvel et al. 1999b).Coudray et al. (1997) también observaron unincremento significativo (p<0,01) en la absor-ción de Ca en voluntarios que tomaron inulinadurante 4 semanas, sin embargo no se mostra-

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ron efectos en la absorción de Mg, Fe y Zn. vanden Heuvel et al. (1999a) investigaron la absor-ción de Ca en un estudio con mujeres postme-nopáusicas, observando una diferencia signifi-cativa (p<0,01) en la absorción entre el grupocontrol y el alimentado con 10 g de lactulosa.Un estudio reciente (Abrams y Griffin 2001)con una dieta relativamente alta en Ca (1.500mg/día), y con consumo de inulina y oligofruc-tosa durante 3 semanas, reveló un incrementodel 18% en la fracción real de la absorción deCa y un incremento absoluto del Ca absorbidode 90 mg/día.

En los humanos se sabe que los mineralescomo el Ca, P y Mg además de en el intestinodelgado, también se absorben de forma efectivadesde el colon (Sellin et al. 1984; Colette et al.1986). Varios son los estudios que demuestranque los OND (oligofructosa, TGOS, inulina yGOS) alcanzan el colon intactos (Alles et al.1997; Bouhnik et al. 1997) y allí son fermenta-dos de forma específica por las bifidobacteriasdel colon, aumentando su número en las mues-tras fecales, sin modificar el pH fecal y el re-cuento de otros géneros bacterianos como lasenterobacterias (Bouhnik et al. 1997; Kleessenet al. 1997), o por el contrario disminuyendo elnúmero de bacteroides y clostidios (Ito et al.1993; Gibson et al. 1995). Sin embargo, otrosautores (Scholz-Ahrens et al. 2001) considerantodavía escasas las evidencias de esta especifi-cidad, y proponen que el principal efecto de losprebióticos responsable de la mayor absorciónmineral en humanos está relacionado con suefecto como «alimentos del colon». Es decir,que ésta sirve como substrato para la flora intes-tinal de una forma inespecífica pero que podríaestimular la tasa de fermentación, producciónde AGCC y acidificación luminal. Sin embargo,y como se ha mencionado anteriormente no seha encontrado un claro efecto de los OND sobreel pH fecal y concentración o proporción deAGCC. Esta falta de relación clara podría expli-car parcialmente la menor estimulación de laabsorción mineral por estas sustancias en los

humanos con relación a los animales. Los nu-merosos estudios realizados con ratas conclu-yen que la administración de FOS y GOS esti-mula la absorción de Ca, Mg y Fe (Ohta et al.1995; Chonan y Takahashi 1999; Chonan et al.2001; Scholz-Ahrens et al. 2001). Otra explica-ción que dan Scholz-Ahrens et al. (2001) es lacorta duración de los estudios en humanos, ha-ciendo imposible extrapolar a corto plazo losefectos de los OND en la absorción mineralsobre el desarrollo del esqueleto o salud delhueso, por lo que se requieren estudios a máslargo plazo.

Otro aspecto que tampoco está claro en elhombre es que el efecto dosis-dependiente delos prebióticos sobre la absorción de algunosminerales pueda estar relacionado con la capa-cidad estimulante sobre las bifidobacterias delsubstrato. Así, Roberfroid et al. (1998) conclu-yeron que aunque no había relación dosis-efec-to en el rango de 4 a 20 g/día de inulina yoligofructosa, esta cantidad era suficiente paraestimular el crecimiento de estas bacterias. Has-ta ahora no está claro si existe un efecto dosis-dependiente de los prebióticos sobre la absor-ción mineral asociada con un efecto dosis-de-pendiente en el crecimiento de bifidobacterias.No obstante, una variable que se puede correla-cionar con estos incrementos es el número ini-cial de bifidobacterias en heces, independiente-mente de la dosis de los FOS, ya que se haobservado que cuando el número inicial de bifi-dobacterias es más bajo se produce el mayorincremento de estas bacterias cualquiera que seala dosis diaria de FOS empleada (Roberfroid yDelzenne 1998).

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