Extruded blue corn and tepary beans-based tortillas’ impact on obesity and gut microbiota in vivo

Resumen Técnico: Impacto de las tortillas a base de maíz azul extruido y frijol tepari sobre la obesidad y la microbiota intestinal in vivo

Planteamiento del problema
La obesidad es una enfermedad crónica compleja influenciada por factores macroscópicos, bioquímicos y de la microbiota intestinal. Aunque las tortillas son un alimento básico en México y América Latina, representando hasta el 20% de la ingesta calórica diaria, su impacto específico sobre los parámetros de la obesidad sigue siendo controvertido. Los datos epidemiológicos presentan visiones contradictorias: algunos estudios sugieren que los patrones dietéticos rurales, incluyendo las tortillas, no están asociados con el exceso de peso, mientras que otros indican una correlación directa entre el alto consumo de tortillas y la obesidad. Además, las tortillas de maíz nixtamalizado tradicionales suelen carecer de suficiente lisina, triptófano y ciertas vitaminas. Existe la necesidad de evaluar si las modificaciones tecnológicas, como la extrusión y la fortificación con leguminosas densas en nutrientes como el frijol tepari (Phaseolus acutifolius), pueden mejorar el perfil nutricional de las tortillas y mitigar la desregulación metabólica y las alteraciones de la microbiota intestinal asociadas con la obesidad.

Metodología
El estudio empleó un modelo in vivo utilizando 48 ratas Wistar machos (n=8 por grupo) durante un periodo de 18 semanas. Los animales fueron divididos en cinco grupos:

1. Dieta Estándar (SD): Grupo control.
2. Dieta Alta en Grasas y Fructosa (HFFD): Grupo control obeso.
3. HFFD + Maíz Blanco Nixtamalizado (NWC): HFFD suplementado con tortillas tradicionales.
4. HFFD + Maíz Azul Extruido (EBC): HFFD suplementado con tortillas de maíz azul extruido.
5. HFFD + Maíz Azul Extruido y Frijol Tepari (EBCB): HFFD suplementado con tortillas elaboradas con una mezcla 70:30 de maíz azul extruido y frijol tepari.

Las tortillas fueron fabricadas utilizando un extrusor de un solo tornillo. La formulación EBCB utilizó una proporción de 70:30 de maíz y frijol, reflejando los patrones de consumo rurales en México. El estudio evaluó:

• Composición de la tortilla: Análisis proximal (proteína, lípidos, almidón, fibra) y caracterización de polifenoles (compuestos fenólicos totales, flavonoides, antocianinas y ácidos fenólicos específicos mediante UHPLC-DAD-ESI-QqQ MS/MS).
• Parámetros Macroscópicos y Bioquímicos: Evolución del peso corporal, glucosa en ayunas, insulina, HOMA-IR, colesterol total, HDL, triglicéridos e ingesta de calorías/fibra.
• Histopatología: Área de adipocitos en el tejido adiposo subcutáneo.
• Microbiota Intestinal: Secuenciación del gen 16S rRNA (regiones V3-V4) para analizar la diversidad alfa y beta, abundancia de filos y géneros bacterianos específicos.
• Análisis Estadístico: Los datos fueron analizados mediante ANOVA, Kruskal-Wallis, pruebas post-hoc de Dunn, Análisis de Componentes Principales (PCA) y correlaciones de Spearman.

Contribuciones Clave y Resultados

• Perfil Nutricional y Fitoquímico: Las tortillas EBCB demostraron un contenido de proteína entre un 36 y 37% superior en comparación con las tortillas NWC y EBC. Contuvieron niveles más bajos de lípidos y almidón digerible. Si bien el contenido de fenoles totales fue similar entre los tipos de tortilla, las EBC y EBCB exhibieron una mayor diversidad de compuestos fenólicos. Específicamente, la EBCB tuvo el mayor contenido de ácido shikímico (41% superior a la EBC) y ácido quínico. La NWC retuvo la mayor concentración de ácido ferúlico, mientras que la EBCB fue el único grupo en detectar catequina.
• Impacto Metabólico y de Peso Corporal: El estudio encontró que el consumo de tortillas no alteró significativamente la ganancia de peso corporal ni los niveles de glucosa en ayunas entre los grupos HFFD. Sin embargo, el grupo EBCB mostró los niveles más bajos de triglicéridos entre los grupos HFFD (aunque sin diferencia estadística respecto al grupo SD) y el menor consumo de kilocalorías. El grupo EBC exhibió el mayor consumo de fibra, superando incluso al grupo de la dieta estándar. No se observaron diferencias significativas en el HOMA-IR o el área de los adipocitos entre los grupos HFFD, lo que sugiere que la suplementación con tortillas no exacerbó ni revirtió significativamente la resistencia a la insulina o la hipertrofia de los adipocitos inducida por la HFFD.
• Modulación de la Microbiota Intestinal: Los hallazgos más significativos se relacionaron con la diversidad de la microbiota intestinal. La dieta HFFD alteró la composición de la microbiota, caracterizada por un aumento de Methanobacteriota y Actinomycetota y una disminución de Bacteroidota.
  • Restauración de la Diversidad: Los grupos EBC y EBCB restauraron los valores de los índices de Shannon, Observados de Especies y Chao1 a niveles similares al grupo de la Dieta Estándar, mientras que el grupo NWC no logró restaurar estas métricas de diversidad.
  • Filos y Géneros: Los grupos EBC y EBCB restauraron parcialmente los niveles de Bacteroidota a los del grupo SD. El consumo de tortillas promovió géneros bacterianos vinculados al metabolismo de carbohidratos y polifenoles, incluyendo Ruminococcus, Allobaculum, Parasutterella y Turicibacter. Notablemente, la EBCB fue el único grupo en restaurar parcialmente un género del orden Gastranaerophilales.
  • Correlaciones: El PCA y los análisis de correlación indicaron que los fitoquímicos, tales como las proantocianidinas extraíbles, los flavonoides totales y los ácidos específicos (quínico, shikímico), se asociaron positivamente con un aumento en la diversidad bacteriana y la presencia de géneros beneficiosos.

Significancia y Reivindicaciones
El artículo concluye que, si bien el consumo de tortillas a base de maíz azul extruido y frijol tepari (EBCB) no redujo significamente la ganancia de peso corporal ni revirtió plenamente la dislipidemia metabólica en este modelo in vivo específico, logró modular la microbiota intestinal. La formulación EBCB, rica en proteínas, fibra y polifenoles diversos, restauró la diversidad microbiana intestinal (índice de Shannon, especies observadas) y promovió poblaciones bacterianas asociadas con el metabolismo de la fibra y los polifenoles.

Los autores sostienen que el consumo de tortillas, particularmente cuando se fortifican con leguminosas y se procesan mediante extrusión, no afecta adversamente la dislipidemia y ofrece una estrategia potencial para mejorar las poblaciones de la microbiota intestinal en el contexto de una dieta obesogénica. El estudio destaca que los efectos beneficiosos de estas tortillas sobre el microbioma no estuvieron necesariamente vinculados a mejoras metabólicas macroscópicas inmediatas en este tiempo y modelo específicos, lo que sugiere que los beneficios para la salud de estas tortillas podrían estar mediados a través de la ecología intestinal en lugar de mecanismos directos de pérdida de peso. La investigación respalda el potencial de las tortillas extruidas y fortificadas con leguminosas como un alimento funcional que preserva o restaura el equilibrio microbiano intestinal sin exacerbar los parámetros relacionados con la obesidad.