Determinación del índice glucémico de un producto elaborado a base de amaranto (Amaranthus caudatus Linnaeus),
quinua (Chenopodium quinoa Willd) y tarwi (Lupinus mutabilis Sweet) para tratamiento
coadyuvante de diabetes tipo 2 y obesidad

Glycemic Index of a product made from amaranthus (Amaranthus caudatus Linnaeus),
quinoa (Chenopodium quinoa Willd) and tarwi (Lupinus mutabilis Sweet) to adjuvant
treatment of diabetes type 2 and obesity

GRADOS TORREZ, RICARDO ENRIQUE¹   TRINO, RODRIGO DANIEL¹   PEREZ GONZALES, JULIO²
GONZALES DÁVALOS, EDUARDO^1*
1Área de Farmacología, Instituto de Investigaciones Fármaco Bioquímicas "Luis Enrique Terrazas Siles". Universidad Mayor de San Andrés, Av. Saavedra 2224. La Paz, Bolivia.
²Carrera de Bioquímica, Fac. Ciencias Farmacéuticas y Bioquímicas, Universidad Mayor de San Andrés, Av. Saavedra 2224. La Paz, Bolivia.
^*Autor Correspondencia
FECHA DE RECEPCIÓN: 22 DE MARZO DE 2018     FECHA DE ACEPTACIÓN: 25 DE MAYO DE 2018

Resumen

En este trabajo se determinó el IG de un producto elaborado a base de harinas de amaranto (Amaranthus caudatus Linnaeus), quinua (Chenopodium quinoa Willd) y tarwi (Lupinus mutabilis Sweet) (Producto nutracéutico: "AQT Regulador Metabólico") mediante la respuesta glucémica postprandial después de su consumo por voluntarios sanos, en comparación con la glucosa anhidra (alimento de referencia) para corroborar su potencial rol nutracéutico como tratamiento coadyuvante de la DM2 y/o regulador metabólico en obesos no diabéticos con o sin resistencia a la insulina.

Este estudio reveló que tras 15 y 30 min del consumo de glucosa anhidra, la glucemia en el grupo control alcanzó unos picos máximos de 115 y 118mg/dl_ respectivamente, mientrasque, tras el consumo de producto nutracéutico: "AQT Regulador Metabólico" los picos máximos a los mismos tiempos fueron de 95,4 y 106,4 mg/dL respectivamente. La curva de tolerancia para el producto "AQT Regulador Metabólico"fue más plana en comparación con la glucosa anhidra y estas diferencias fueron estadísticamente significativas. La comparación de las áreas bajo la curva indica que el IG del producto: "AQT Regulador Metabólico" es igual a 30,6 % que es considerado como un IG bajo, por tanto, el producto es un complemento alimenticio aconsejable en la dieta de pacientes diabéticos, debido a que el incremento de glucemia postprandial no es significativo en comparación con la glucosa.

PALABRAS CLAVE índice Glucémico, Amaranto, Quinua,Tarwi, Diabetes, Obesidad.

Abstract

The Glycemic índex (Gl) is a parameter that indicates the acute impact of carbohydrates in a food on the levéis of Glucose in blood, there-fore, the amountand type of carbohydrates are the main determinants of glycaemia. In diabet-ics, foods with low Gl have a favorable impact on glycemic control, improve insulin resistance and increase HDL-Cholesterol; in addition, in healthy people they reduce the risk of develop-ing diabetes and cardiovascular diseases.

In this work, the GI ofaproduct made from amaranth (Amaranthus caudatus Linnaeus), quinoa (Chenopodium quinoa Willd) and tarwi (Lupinus mutabilis Sweet) (Nutraceutical product "AQT Metabolic Control") was determined by the postprandial glycemic response after its consumption by healthy volunteers, compared to anhydrous glucose (reference food) to corroborate its potential nutraceutical role as a co-adjuvant treatment of DM2 and/or metabolic regulator in non-diabetic obese patients with orwithoutinsulin resistance.

This study revealed thatafter 15 and 30 min of the consumption of anhydrous glucose, the glycaemia in the control group reached maxi-mum peaks of 115 and 118 mg/dL respectively while, after the consumption of the nutraceuti-cal product "AQT Metabolic Control" máximum peaks at the same times were 95,4 and 106,4 mg/ dL respectively. The tolerance curve for the prod-uct "AQT Metabolic Control" was flatter com-pared to anhydrous glucose and these differenc-es were statistically significant The comparison of the areas under the curve indicates that the IG of the product "AQT Metabolic Control" is equal to 30,6 % that is considered as a low Gl, therefore, the product is a recommended dietary supple-ment in the diet of diabetic patients, due to that the increase in postprandial glycaemia is not significant compared to glucose.

KEYWORDS Glycemic Index, Amaranth, Quinoa, Tarwi, Diabetes, Obesity.

INTRODUCCIÓN

Heterogeneidad metabólica de alimentos ricos en carbohidratos

Los carbohidratos son tradicionalmente clasificados como mono, oligo y polisacáridos de acuerdo a su estructura química. Sin embargo, una clasificación basada únicamente en su estructura química no provee información acerca de su importancia en la salud (Asp, 1995). Es adecuada e importante una clasificación basada en la habilidad que tienen de ser digeridos y absorbidos por el intestino delgado, contribuyendo directa o indirectamente al suministro corporal (Riccardi eí al., 2008). Por tanto, los alimentos ricos en carbohidratos también han sido clasificados en base a sus efectos en la glucemia postprandial como se indica de acuerdo a su índice glucémico (IG) (Tabla 1).

El IG es un parámetro que indica el impacto agudo de los carbohidratos de un alimento sobre los niveles de Glucosa en sangre (Wolever y Jenkins, 1986), por tanto, la cantidad y tipo de carbohidratos son los principales factores determinantes de la glucemia. El IG clasifica a los carbohidratos de un alimento de acuerdo a como afectan a la glucemia; de esta manera, carbohidratos con un IG bajo (55 % o menos) son digeridos, absorbidos y metabo-lizados más lentamente y ocasionan un incremento en la glucemia más bajo y lento (Jenkins et al., 1983). En diabéticos, los alimentos con IG bajo tienen un impacto favorable en el control de glucemia, mejoran la resistencia a la insulina e incrementan el HDL-Colesterol; además, en personas sanas reducen el riesgo para desarrollar diabetes y enfermedades cardiovasculares (Garg eí a/.,1988; Parillo eí al., 1996). Alimentos ricos en fibra generalmente tienen un IG bajo, aunque no todos los alimentos con IG bajo necesariamente tienen un alto contenido en fibra. Por otro lado, La glucemia postprandial está influenciada no solo por el IG del alimento, sino también por la cantidad de carbohidrato ingerido (Riccardi eí al., 2008).

Consecuencias de la hiperglucemia postprandial

La diabetes mellitus tipo 2 (DM2) es un desorden crónico-progresivo del metabolismo de carbohidratos (Chawla et al., 2016), donde la hiperglucemia postprandial es el principal riesgo para complicaciones micro/macro vasculares (como enfermedades cardiovasculares, nefropatía, retinopatía, pie diabético, etc), incrementando la morbilidad y mortalidad cardiovascular en sujetos diabéticos (Martín-Timón etal., 2014; Figura 1). Muchas de éstas complicaciones pueden ser reducidas mediante el control glucémico, así, la dieta juega un papel crítico en mantener niveles de glucemia estables (Shreef et al., 2016).

Una dieta basada en alimentos con IG bajo es una herramienta para mejorar la resistencia a la insulina y el control glucémico en pacientes con diabetes mellitus tipo 2 (Wood y Fernandez, 2009).

Pertenecen a la categoría de pseudo-cereales. Se caracterizan por su excelente perfil de nutrientes y la ausencia de proteínas del gluten (prolaminas) que se encuentran en los cereales de uso común, como el trigo, la cebada y la avena. Éstos pseudo-cereales son esencialmente cultivos amiláceos, ricos en aminoácidos esenciales, ácidos grasos, minerales y vitaminas (Shreef eí al., 2016).

El amaranto es una semilla nativa americana. Se caracteriza por ser una fuente de proteínas, minerales y vitaminas A y C. Tiene un alto contenido de fibra soluble (alrededor del 42%) (Early y Early, 1987) y de proteínas (12,5 -17,5 %) (Teutonico y Knorr, 1985), y especialmente un elevado contenido de lisina y metionina en comparación con otros cereales (Bressani, 1989). La mayor parte de las propiedades del amaranto, radica en su contenido de sustancias como la lunasina, un péptido con efectos antitumorales, antihiperlipidé-micos, antidiabéticos y antihelmínticos (Huerta-Ocampo y de la Rosa, 2011; Gonzales et al., 2016; Trino et al., 2017; Zambrana et al., 2017).

La Quinua es una semilla ancestral cultivada en la región andina. Se caracteriza por sus elevadas propiedades nutricionales. Los granos de quinua son ricos en proteínas teniendo un buen balance en el contenido de aminoácidos esenciales cuando se compara con otros cereales. Además, contiene cantidades significantes de fitoquímicos incluyendo saponinas, flavonoides, fitoeste-roles, ácidos fenólicos, vitaminas liposolubles, ácidos grasos, elementos traza y minerales los cuales tienen muchos efectos bioquímicos ventajosos (Mota eí a/., 2016; Shreef eí a/., 2016; Gonzales eí a/., 2016; Trino eí a/., 2017). Existen muy pocos estudios sobre el efecto hipoglucemiante de la quinua in vivo.

El tarwi originario de los Andes es un grano medicinal que presenta mayor contenido de proteínas que la soya, siendo la leucina y lisina los principales aminoácidos útiles en la cicatrización de tejido muscular, piel y huesos, absorción de calcio y formación de colágeno. El tarwi controla diferentes enfermedades como la diabetes y enfermedades renales. Tiene actividad antihi-pertensiva y antihiperglucémica. Es la única especie del género Lupinus que posee compuestos fitoestrógenos como isoflavonas (un tipo de flavonoide) que tienen una actividad similar al Tamoxifen utilizado en el tratamiento de cáncer de mama (Ha y Zemel, 2003; Jacobsen y Mujica, 2006; Carrillo eí a/., 2012; Gonzales et al., 2016; Trino et al., 2017).

El objetivo de este estudio fue determinar el IG de un producto elaborado a base de harinas de amaranto, quinua y tarwi (Producto nutracéutico: "AQT Regulador Metabólico") mediante la respuesta glucémica postprandial después de su consumo en comparación con la glucosa anhidra (alimento de referencia); de esta forma, corroborar su potencial rol nutracéutico como tratamiento coadyuvante de la DM2 y/o regulador metabólico en obesos no diabéticos con o sin resistencia a la insulina.

METOLOGÍA

Diseño del Estudio

Estudio de corte transversal descriptivo. Participaron de forma voluntaria estudiantes de la Facultad de Ciencias Farmacéuticas y Bioquímicas (F.C.F.B) y de la Facultad de Medicina. Los voluntarios se encontraron en un rango de edad entre 18-35 años para ambos géneros, aparentemente sanos, sin alergias, desórdenes alimentarios ni consumo habitual de suplementos alimenticios, alcohol ni en estado de gestación. Los voluntarios fueron provistos de una hoja informativa con todos los detalles del estudio y además firmaron un consentimiento informado como requisito indispensable para su participación. Se contó con un total de 10 voluntarios. Este estudio, fue realizado en el Instituto de Investigaciones Fármaco Bioquímicas (Área de Farmacología) FCFB-UMSA, La Paz - Bolivia.

Constituido por harinas tostadas de amaranto, quinua y tarwi. El producto final AQT Regulador Metabólico fue preparado en el departamento de Desarrollo y control de calidad de productos naturales, área de Farmacología, Instituto de Investigaciones Fármaco Bioquímicas (IIFBfar-UMSA). El análisis fisi-coquímico fue realizado en INLASA, La Paz- Bolivia.

Administración de los productos en estudio

El análisis bromatológico del producto AQT Regulador Metabólico (Amaranto, quinua y tarwi) realizado en INLASA (N B 312031 -2006; N B 312027-2006) indica que en 25 g de producto AQT se hallan presentes 15,9 g de hidratos de carbono. Los productos: AQT y Glucosa anhidra (referencia), fueron codificados y distribuidos aleatoriamente a los voluntarios divididos en 2 grupos para evitar sesgos. El producto AQT Regulador Metabólico fue preparado disolviendo 25 gen 250 mL de agua, mientras que 15,9 g de Glucosa Anhidra fueron disueltos en la misma cantidad de agua para su consumo por voluntarios en ayunas.

Determinación de la curva de tolerancia

La glucemia de los voluntarios fue determinada con Glucómetro por punción capilar a tiempo 0 (antes del consumo de Producto AQT Regulador Metabólico o Glucosa anhidra), 15, 30, 45, 60 y 90 min. La curva de tolerancia fue realizada con la media y desviación estándar de los resultados.

Determinación del IG

Las áreas bajo la curva (Area Under the Curve: AUC) del producto AQT Regulador Metabólico y de la glucosa anhidra (referencia) fueron determinadas. El IG para el producto AQT Regulador Metabólico fue entonces calculado dividiendo el valor del AUC del producto AQT Regulador Metabólico entre el AUC de la glucosa anhidra (referencia) ignorando cualquier área debajo de la línea base y multiplicando por 100 (Torres eí al., 2006):

IG= (AUC producto AQT/ AUC glucosa anhidra) x 100

Análisis estadístico

RESULTADO

Análisis fisicoquímico de harinas de amaranto, quinua y tarwi.

En la Tabla 2 se puede observar una comparación entre el contenido de macronutrientes presentes en el amaranto, quinua y tarwi.

Curva de tolerancia al Producto AQT Regulador Metabólico comparado con Glucosa Anhidra (alimento de referencia)

La curva de tolerancia se muestra en la Figura 2. Tras 15 y 30 min del consumo de glucosa anhidra, la glucemia alcanzó unos picos máximos de 115 y 118 mg/dL respectivamente, mientras que, tras el consumo de producto AQT Regulador Metabólico los picos máximos a los mismos tiempos fueron de 95,4 y 106,4 respectivamente. La curva de tolerancia para el producto AQT Regulador Metabólico fue más plana en comparación con la glucosa anhidra y estas diferencias fueron estadísticamente significativas (Figura 2). En la Tabla 3 se detalla la media de la glucemia obtenida a tiempo 0 (antes del consumo) y tras 15, 30, 45 y 90 min del consumo de producto AQT Regulador Metabólico y glucosa anhidra respectivamente.

DISCUSIÓN Y CONCLUSIÓN

Los carbohidratos que influyen en la concentración sanguínea de glucosa y otros parámetros metabólicos, son aquellos que se absorben rápidamente a través del intestino delgado, contrariamente a lo que ocurre con la fibra no digerida, que alcanza el colon y sufre degradación bacteriana (Riccardi eí al., 2008). Esta fibra alimenticia que se encuentra presente en muchos alimentos como legumbres, vegetales, cereales y pseudo-cereales como el amaranto, quinua y tarwi, actúa sobre el metabolismo intermediario disminuyendo la absorción intestinal de glucosa y grasa, además, el proceso de fermentación en el intestino produce ácidos grasos de cadena corta que pueden contribuir a la modulación del metabolismo de la glucosa y los lípidos en el hígado (To-desco et al., 1991;Thorburn et al., 1993).

El consumo de carbohidratos incrementa las concentraciones sanguíneas de glucosa, particularmente en el periodo postprandial. Por tanto, en pacientes diabéticos, una dieta rica en carbohidratos puede tener efectos de detrimento en el control glucémico, el cual juega un rol principal en el desarrollo de complicaciones macro y micro-vasculares. En paralelo con el incremento de la glucosa sanguínea, las concentraciones de insulina y triacilglicéridos tienden a incrementarse junto con otros factores de riesgo de enfermedad cardiovascular (Riccardi et al., 2008).

Alimentos con valores energéticos, composición nutricional, biodisponi-bilidad y cantidad de glúcidos muy similares pueden tener una cinética de liberación de glucosa en la luz intestinal muy variada. La glucosa como tal, no necesita una digestión previa puesto que es absorbido directamente como monosacárido por esta razón es utilizada en éste estudio como alimento de referencia. Sin embargo, el producto AQT Regulador Metabólico sufre inicial-mente un proceso de digestión enzimática (hidrólisis), por tanto, la liberación y absorción de monosacáridos es paulatina. Además, la susceptibilidad de los granulos de almidón al ataque enzimático es muy variable, debido en parte a su diferente morfología y organización cristalina (Wars et al., 1986; Riccardi eí al., 2003; Golay et al., 1986; Leclere et al., 1994).

Las concentraciones de glucosa sanguínea después del consumo del producto AQT comienzan a disminuir continuamente hasta retornar a niveles basales (Figura 2). Esto podría ser explicado por el hecho de que el producto AQT Regulador Metabólico tiene un alto contenido de fitoquímicos beneficiosos para la salud como vitamina E, hierro, zinc y magnesio, así como sapo-ninas, fenoles y fitoesteroles (Graf eí al., 2015). Éstos compuestos bioactivos pueden atenuar el metabolismo de carbohidratos y la hiperglucemia; mejorar la función de células pancreáticas *+ y la liberación de insulina (Mirmiran eía/., 2014). Además, compuestos antioxidantes como polifenoles y flavonoi-des pueden estar relacionados con el efecto de la reducción postprandial de la glucemia sugiriendo un mejoramiento en la función pancreática (Abugoch, 2009). Por otro lado, éste producto contiene además proteínas, lípidos (ácidos grasos insaturados) y fibra (Tabla 2) que aportan a que el producto en su conjunto tenga una absorción lenta y alcance un IG bajo (igual a 30,6 %), por tanto, el producto AQT Regulador Metabólico es considerado como un complemento alimenticio aconsejable en la dieta de pacientes diabéticos, debido a que el incremento de glucemia postprandial no es significativo (Figura 2, Tabla2) en comparación con la glucosa.

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