Inhibidores

Investigación de un inhibidor de la amilasa en la absorción de glucosa humana después del

Joe A.Vinson, Hassan Al Kharrat y Donna Shuta

Departamento de Química, Loyola Hall, Universidad de Scranton, Scranton, PA 18510, Estados Unidos

Resumen: La inhibición del metabolismo o absorción de carbohidratos puede disminuir la ingesta de calorías para promover la pérdida de peso y combatir la obesidad. También es un mecanismo para reducir la hiperglucemia en sujetos diabéticos. Un extracto concentrado de frijol del norte fue encontrado para ser un inhibidor eficaz de la amilasa in vitro, por lo que potencialmente afecta a la absorción de carbohidratos de almidón. Este producto fue probado en dos estudios en humanos de dosis única. Once sujetos en ayunas recibieron 4 rebanadas de pan blanco y 42 g de margarina con o sin 1,5 g de extracto de frijol. La absorción medida por el área bajo la curva plasmática de tiempo de glucosa se inhibió 66%. Un estudio completo de la comida con 7 sujetos y 0,75 g de extracto causó una reducción poco significativa 28-41% en la absorción. Hubo una disminución de la dosis-respuesta en la absorción de glucosa por el extracto. El extracto de frijol tiene eficacia para la inhibición de la absorción de almidón y puede resultar beneficioso en la reducción de peso en individuos que consumen grandes cantidades de almidón. También puede inhibir la hiperglucemia inducida por almidón en sujetos normales y diabéticos.

Palabras clave: Glucosa, almidón, inhibidor de la amilasa, extracto de frijol.

INTRODUCCIÓN
Los trastornos nutricionales más comunes en los EE.UU. son el sobrepeso y la obesidad. La obesidad ha aumentado más del 75% desde 1980 [1]. Una encuesta de 2006 de los Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades encontró que un promedio de 37% de los estadounidenses tenían sobrepeso [2]. Estos hallazgos están de acuerdo con las tendencias que se ven en otras partes del mundo.
El número de niños y adolescentes considerados con sobrepeso se ha duplicado en los Estados Unidos desde 1976 [3]. En 1999, se gastaron más de 300 millones de dólares en los Estados Unidos para medicamentos recetados para tratar la obesidad [4].  Ser obeso aumenta el riesgo de artritis, dislipidemia, hipertensión, diabetes y enfermedad de las arterias coronarias.
Debido a estos riesgos para la salud, los individuos obesos tienen una calidad de vida más baja que aquellos que no son obesos [5]. Los medicamentos actualmente aprobados para bajar de peso se pueden dividir en dos categorías basadas en el mecanismo: (a) reducción del apetito o aumento de la saciedad e (b) inhibición de la absorción de nutrientes [6].
Hay numerosos efectos secundarios de estos medicamentos, que limitan su utilidad. Viendo el lado positivo, hay evidencia de que incluso la pérdida de peso modesta (5% del peso corporal) disminuirá el riesgo de las enfermedades crónicas como la diabetes y las enfermedades cardiovasculares [7]. La principal fuente de carbohidratos en la dieta estadounidense es el almidón y el consumo excesivo de carbohidratos se asocia con frecuencia con la obesidad [8]. Esta idea se ha hecho popular por la dieta baja en carbohidratos popularizada por Atkins y otros. El frijol blanco (Phaseolus Vulgaris) ha evidenciado efectos inhibidores de la amilasa salival y pancreática [9,10]. La teoría detrás de los bloqueadores de almidón ha sido explicada por Preuss y sus compañeros de trabajo [11].
La digestión del almidón comienza con amilasa salival en la boca seguida de otras enzimas pancreáticas en el duodeno. El resultado final de la digestión es la producción de monosacáridos y de disacáridos que se absorben en el intestino delgado. La conversión final de disacáridos a monosacáridos se produce durante la absorción. La ralentización en la absorción de carbohidratos influiría favorablemente en el sistema de insulina y, a su vez, conduciría a una menor acumulación de grasa [12].
Una búsqueda de 2008 en la base de datos de la Biblioteca Nacional de Medicina revela que hay 1552 artículos sobre la inhibición de la
amilasa. Una investigación experimental exhaustiva encontró que la razón principal por la que los inhibidores de la amilasa comercial no han podido influir en la digestión del almidón en los seres humanos es su actividad inhibidora de la baja amilasa [13]. Por lo tanto, investigamos un nuevo producto comercial para bloquear los carbohidratos del consumo de almidón in vivo.
MATERIALES Y METODOLOGÍA
Fase 2, un extracto concentrado de frijol blanco (Pharmachem Labs, Kearney, NJ) en forma de polvo, se encontró que era un potente inhibidor de la amilasa in vitro, 5300 ± 1052 U actividad de amilasa/g utilizando un ensayo estándar realizado en triplicado a pH 6.8 con almidón de patata como sustrato y pancreatina como fuente de enzimas (Lycoming Analytical Laboratories Standard Operating Procedure Revision 5, 2003). Dos estudios piloto en humanos cruzados al azar con método doble ciego, se llevaron a cabo después de obtener la aprobación de la Junta de Revisión Institucional de la Universidad de Scranton y el consentimiento informado de los voluntarios.
Estudio 1
Para este estudio se consideraron once sujetos (6 mujeres y 5 hombres, de 21 a 57 años) con los cuales se inician pruebas después de un ayuno nocturno. Luego de una extracción inicial de sangre, consumieron durante una semana Inhibidor de la amilasa, con una dieta conformada por 4 rebanadas grandes de pan blanco con 3 cucharadas de margarina de aceite de soja (610 calorías de 60,5 g de carbohidratos, 36,5 g de grasa y 10,5 g de proteína) y 4 g de Sweet N’Low™ con o sin 1,5 g de fase 2 que se mezcló con la margarina. Se extrajo sangre antes de comer y luego cada 15 minutos durante 2 horas, para medir la glucosa plasmática mediante un procedimiento automatizado.
Estudio 2
Un segundo estudio piloto con siete sujetos (de 23 a 43 años, 4 hembras y 3 machos) incluyó una dosis más baja de fase 2 (0,75 g) con una comida completa tomada después de un ayuno nocturno. Los sujetos consumieron una cena de 64 g de Hungry Man™ de bistec frito con salsa, puré de papas, judías verdes y tarta de cereza que contiene 630 calorías de 64 g de carbohidratos (6 g de fibra dietética, 19 g de azúcares y 39 g de almidón), 29 g de grasa y 29 g de proteína y un control sin necesidad de proteína 2. La Fase 2 se mezcló con la salsa y los sujetos recibieron las cenas a ciegas. La sangre se extrajo cada 10 minutos durante 60 minutos y luego periódicamente hasta 2 horas. Para ambos estudios se realizó un análisis estadístico utilizando una prueba T emparejada.

RESULTADOS

Estudio 1

Los resultados del consumo de pan se muestran en la Fig. (1). El grupo Fase 2 experimentó un menor cambio en la curva máxima de glucosa y la glucosa volvió a la línea de base antes que el control (62 frente a 80 min.). El área debajo de la curva (calculada desde la línea de base hasta cuando la curva vuelve a la línea base después del consumo) para la Fase 2 (0 a 62 min) fue 66% menor (p < 0.05) que para el control (0 a 80 min.). Este resultado indica que sólo 1/3 de los carbohidratos en el pan fueron absorbidos con la Fase 2.

Figura 1 - control de los cambios en la glucosa plasmática después del consumo de 4 rebanadas de pan blanco y margarina

Fig. 1). Comparación de 1,5 g de Fase 2 frente al control de los cambios en la glucosa plasmática después del consumo de 4 rebanadas de pan blanco y margarina (media – error estándar de media). *Significancia frente a control.

Estudio 2

Los datos completos del estudio de comidas se muestran en la Fig. (2). De nuevo, la Fase 2 causó un retorno anterior a la línea de base (58 frente a 70 min). Con esta dosis, el área media bajo la curva fue un 28% menor, lo cual indica que 2/3 de los carbohidratos en la comida fueron absorbidos. Esto es de hecho, una estimación conservadora, ya que la etiqueta de la cena congelada detalla 19 g de los carbohidratos son azúcares que no se inhiben de la absorción. Suponiendo que todos los azúcares son glucosa y que se absorben por completo, la inhibición máxima sería del 41% de los carbohidratos consumidos. Los cambios en la glucosa y las áreas bajo las curvas no fueron significativamente diferentes entre los dos grupos.

Figura 2 - control de los cambios en la glucosa plasmática después del consumo de una comida completa

Fig. 2). Comparación de 0,75 g de fase 2 frente al control de los cambios en la glucosa plasmática después del consumo de una comida completa (media – error estándar de media). *Significancia frente a control.

DISCUSIÓN
El producto se vende comercialmente como tabletas o en cápsulas. Añadimos el producto a la comida como un polvo para eliminar cualquier efecto de un excipiente, que podría contener almidón. El consumo de 0,75 g de la fase 2 produjo una inhibición calculada de 28 a 41% y con 1,5 g del mismo componente hubo una inhibición del 66% de absorción de almidón como glucosa. Por lo tanto, hubo una inhibición de la dosis-respuesta de la absorción de almidón a pesar de la diferencia en el consumo de nutrientes entre las dos comidas.
La dosis baja fue aproximadamente 1/2 tan eficaz como la dosis alta por lo que el efecto fue lineal. Sin embargo, la dosis baja de la Fase 2 no resultó en ningún efecto significativo tal vez debido a un número tan pequeño de sujetos. Nuestros resultados se pueden comparar con un estudio realizado por Mayo Clin en 1987, con una comida de 650 calorías en el que 2.9 g de un extracto de frijol preparado en el centro, pero no 2.0 g reducción de glucosa postprandial [14].  Corroborando también nuestros resultados de dosis única es un estudio en el que los sujetos de ayuno consumieron 50 g de carbohidratos, en el que mientras más pan blanco más cápsulas contentivas de Fase 2 en dosis de 1500 a 3000 mg, por Udani (comunicación personal).
Las reducciones en el área bajo la curva de glucosa en sangre se produjeron en todas las dosis con una disminución máxima del 34% a la dosis más alta (p < 0,05).
El producto Fase 2 parece ser mucho más potente, lo que permite utilizar dosis más bajas. En nuestro estudio de dosis única no hubo efectos secundarios durante el día del estudio como flatulencia como se indica al interrogar a los sujetos.
En los 5 estudios en humanos a largo plazo y un estudio en animales discutido a continuación no hubo tampoco informes de efectos secundarios con Fase 2.
Un estudio reciente de toxicidad en animales que examinó la dosificación aguda y subcrónica de la fase 2 en 0,5 a 5 g/kg de peso corporal no mostró toxicidad, no hay reacciones adversas ni ningún efecto sobre la función renal y hepática [15].
Se demostró que un extracto de frijol blanco purificado disminuye la glucosa plasmática en ratas diabéticas normales y tipo 2 [16]. El extracto disminuyó significativamente el aumento de peso y la ingesta de alimentos en animales normales después de 3 semanas y disminuyó significativamente la ingesta de alimentos, la ingesta de agua y el aumento de peso corporal en los animales diabéticos. El extracto también normalizó las disacáridasas maltasas elevadas y la sucrasa en los grupos diabéticos. El inhibidor de la amilasa podría ser beneficioso para prevenir la hiperglucemia inducida por almidón en sujetos diabéticos, que es un factor que contribuye al desarrollo de enfermedades cardiovasculares y complicaciones diabéticas [17].
El primer documento que describe un estudio en humanos utilizando la Fase 2 fue en 2000 [18]. El estudio duró 12 semanas con 40 voluntarios obesos que originaron reducciones significativas en el peso (3,5 kg), grasa corporal e Índice de Masa
Corporal (IMC) en el grupo Fase 2 frente a un placebo.
Cuatrocientos mg de fase 2 en cada comida se administraron en combinación con otros dos extractos, por lo que los resultados no son directamente atribuibles a la Fase 2. Un ensayo controlado con placebo humano de ocho semanas con sujetos obesos dando 1500 mg de fase 2 dos veces al día con el almuerzo y la cena produjo una pérdida de peso moderada no significativa de 0,5 libras/semana en comparación con el placebo sin efectos adversos [19].  El producto también produjo una reducción de 26 mg/dL en los triglicéridos plasmáticos de los sujetos.
Un estudio más reciente del mismo grupo incluyó un programa de modificación dietética, ejercicio e intervención conductual [20]. Fue un estudio más corto de 4 semanas con 1000 mg dos veces al día y mostró la mayor pérdida de peso de 8,7 libras en los sujetos que consumieron la mayoría de los carbohidratos frente al grupo placebo que perdió 1,7 libras (p < 0.05) y también una reducción significativa en el tamaño de la cintura (p < 0.01) ocurrió en el grupo activo. Este resultado demuestra mejor la eficacia del producto para inhibir la absorción de carbohidratos para aquellos sujetos que consumen una gran cantidad de carbohidratos. La pérdida de peso de la fase 2 es similar a la encontrada para Orlistat (4 libras) después de 12 semanas [21].
Un grupo japonés investigó 750 mg de Fase 2 más otros ingredientes administrados dos veces al día durante 8 semanas [22]. Encontraron una reducción significativa en el peso, cadera, cintura, grasa corporal, presión arterial y  en el IMC, aunado al aumento significativo en el metabolismo basal para los 10 sujetos.
El estudio más grande y más reciente fue un estudio aleatorizado, de doble ciego, controlado con placebo realizado en 60 voluntarios preseleccionados, ligeramente con sobrepeso, cuyo peso fue estable durante al menos seis meses. Se dividieron en dos grupos, homogéneos para la edad, el sexo y el peso corporal. El producto activo fue una tableta de 445 mg de fase 2 tomada una vez al día durante 30 días antes de una comida principal rica en carbohidratos. Hubo pérdida de peso media de 3 kg en el grupo activo y -0,4 kg en el grupo placebo (p < 0,001), una pérdida de masa grasa en el grupo activo de 2,4 kg (p < 0,001) y una pérdida de 3 cm en la circunferencia de la cintura y una pérdida de 1,5 cm en la circunferencia de la cadera (p < 0,001). También el grosor del tejido adiposo tomado por un ecograma cutáneo disminuyó 4,2 mm (p < 0,001) [23].
El extracto de frijol Fase 2 inhibe la absorción de almidón con sujetos normales proporcionados de pan o una comida completa como una fuente de carbohidratos. El extracto de frijol también aumenta la tasa de aclaramiento de glucosa. También podría resultar eficaz para disminuir la hiperglucemia inducida por comidas en sujetos diabéticos.
En noviembre de 2006, la FDA en una carta afirmaba que para la Fase 2 se le permitió utilizar las siguientes afirmaciones de estructura/función: «Puede ayudar en el control de peso cuando se utiliza junto con una dieta sensata y un programa de ejercicio» y «Puede reducir la digestión enzimática de almidones dietéticos». Los estudios de pérdida de peso a largo plazo (un año de duración) en sujetos normales y diabéticos con sobrepeso y obesidad, se indican a partir de los resultados de este estudio y de otros estudios publicados.
RECONOCIMIENTOS
Los autores desean agradecer a los voluntarios en este estudio y a los Laboratorios Pennant por proporcionar las instalaciones clínicas. Esta investigación fue apoyada por Pharmachem Labs.

REFERENCIAS

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