Péptidos bioactivos de los alimentos marinos

La investigación reciente ha demostrado que los organismos marinos, incluyendo peces, esponjas, ascidias, moluscos, anémonas y algas son fuentes ricas de péptidos bioactivos. Estos son formados por la acción de proteasas endógenas o durante la acción de enzimas proteolíticas exógenas. En los alimentos marinos frescos, la concentración de péptidos puede ser baja, mientras que sus contenidos pueden incrementarse durante el almacenamiento debido a la degradación proteolítica del músculo.

En un estudio sobre la formación de péptidos, las fracciones solubles en ácido en el pescado fresco almacenado hasta 2 semanas en hielo fueron separadas por cromatografía de líquidos de alto rendimiento (HPLC, por sus siglas en inglés) y de fase inversa, y analizados por espectrometría de masas (MS, por sus siglas en inglés) por ionización de electroaerosol. Al menos 25 polipéptidos con pesos moleculares de 2-32 kDa fueron identificaos; aquellos con pesos moleculares de 3.9, 11.4 y 32.8 kDa disminuyeron durante el almacenamiento, mientras que aquellos con pesos moleculares de 12.5 y 16.5 kDa se incrementaron. El incremento en los perfiles de péptidos durante el almacenamiento se correlacionó con cambios en las cuentas totales aerobias y anaerobias en el pescado, sugiriendo que el análisis de péptidos podría ofrecer un índice de descomposición.

Los péptidos son formados también a partir de las proteínas estructurales del músculo durante el madurado de las anchoas saladas. Utilizando SDS-PAGE, se ha encontrado que los cambios químicos en las proteínas musculares durante la maduración se relacionan con la degradación de la estructura miofibrilar del músculo. La hidrólisis de las proteínas musculares fue significativa durante las primeras 6 semanas, con las proteínas de peso molecular >35 kDa mostrando una mayor tendencia a ser hidrolizadas. Las cadenas gruesas de miosina fue la proteína miofibrilar más sensible, mientras que actina, α-actinina y tropomiosina fueron más resistentes a la degradación enzimática.

Aislamiento de los péptidos de origen marino

Los péptidos bioactivos pueden ser producidos in vitro por hidrólisis enzimática de proteínas alimentarias. Estos péptidos son inactivos dentro de la secuencia de la proteína madre, mientras que se vuelven activos con la hidrólisis. Usualmente, las enzimas pancreáticas, generalmente tripsina, y otras enzimas o una combinación de enzimas de origen bacteriano fúngico han sido utilizadas para generar péptidos bioactivos.

Después de la hidrólisis, los péptidos en el hidrolizado son fraccionados y enriquecidos utilizando métodos cromatográficos, de enfoque isoeléctrico u otros. Las membranas de ultrafiltración han sido empleadas con éxito para enriquecer fracciones específicas de péptidos. Además de la hidrólisis con enzimas proteolíticas, la remoción física, la modificación química y la desnaturalización térmica son algunas de las estrategias alternativas empleadas para remover epítopes. El perfilado mediante cromatografía de líquidos libre de etiqueta con espectrometría de masas (LC-MS) es un método proteómico cuantitativo poderoso para identificar las abundancias relativas de péptidos entre 2 o más muestras biológicas.

Los desechos del procesamiento de alimentos marinos y los peces de bajo costo pueden ser buenas fuentes de péptidos bioactivos. Un procedimiento suave para obtener fracciones peptídicas de la sardina (Sardina pilchardus) ha sido reportado recientemente. El hidrolizado de proteína parcialmente digerida, producido por la acción de la proteinasa comercial alcalasa en carne de sardina cocida podría ser una fuente de péptidos. Los péptidos en el hidrolizado pueden ser analizados por técnicas como radioinmunoensayo de gastrina, ensayo radiorreceptor de péptido relacionado al gen de calcitonina (CGRP) y análisis de actividad mitogénica. Gastrina y CGRP han sido detectados en todos los hidrolizados producidos, pero solo algunas fracciones exhiben actividad tipo factor de crecimiento. Los resultados de la cromatografía de exclusión indican que el grado de actividad biológica aparece en las moléculas de unos 650 Da de tamaño.

La hidrólisis limitada de los subproductos del bacalao genera péptidos para uso potencial en el desarrollo de suplementos de alimentos para humanos y animales. El músculo de bacalao ha sido sujeto a hidrólisis utilizando alcalasa bajo diferentes condiciones (temperatura, pH, tiempo y concentración enzimática); dependiendo de las condiciones, los hidrolizados rinden péptidos biológicamente activos tales como factores de crecimiento; gastrina y colecistoquinina, moléculas que exhiben un amplio espectro de actividades que van de la estimulación de la síntesis de proteínas a la secreción de enzimas digestivas, ocurre en varias fracciones bajo condiciones óptimas.

La captura mundial de atún es aproximadamente de 4 millones de toneladas al año, de la cual del 40% al 60% es desechado. De este desecho, se procesan unas 450,000 toneladas anualmente. La industria del atún, por lo tanto, puede proporcionar un gran volumen de subproductos para la recuperación de importantes nutracéuticos para las industrias de alimentos, piensos y medicamentos. Varios péptidos con características estructurales y funcionales de la gastrina y colecistoquinina, así como factores de crecimiento celular, han sido detectados en los hidrolizados de estómago de atún, preparados mediante el uso de alcalasa.

Además de las proteínas miofibrilares, las proteínas del estroma pueden ser también fuentes de péptidos biológicamente activos. Se ha descrito un método para producir un péptido a partir d gelatina de piel de pescado; el método comprende las etapas siguientes; lavado e la piel de pescado con agua salada (0.5% – 2%) y agua dulce, extracción de gelatina de la piel utilizando agua caliente (50-100°C), y sometimiento del extracto acuoso a digestión enzimática. El digesto enzimático es concentrado, pasado por carbón activado y secado. Es preferible la piel de pescado blanco, particularmente abadejo (Pollachius pollachius) o bacalao de pacífico (Gadus macrocephalus).

Papeles funcionales de los péptidos marinos de origen alimentario

Avances en la investigación de péptidos bioactivos sugieren atractivas promesasen la derivación de múltiples beneficios a la salud a partir de estas biomoléculas. Los péptidos bioactivos juegan un importante papel en el desarrollo del sabor en los alimentos ricos en proteínas; ejemplos conocidos con los hidrolizados de proteína de pescado (FPH, por sus siglas en inglés) y otros productos como la salsa de soya, los quesos madurados y los productos cárnicos fermentados o curados, de los cuales se han aislado fracciones peptídicas con diferentes sabores.

Los péptidos Glu-Asp-Glu, Asp-Glu-Ser y Ser-Glu-Glu encontrados en los FPH tienen propiedades de sabor similares a las del glutamato de sodio. El gusto amargo se debe a la formación de péptidos de bajo peso molecular, consistentes en 2-23 aminoácidos en el rango molecular 500-3,000 Da, compuestos principalmente de aminoácidos hidrofóbicos.

Los péptidos bioactivos también pueden emplearse como índices de la calidad del pescado. El péptido del colágeno de pescado, administrado oralmente, puede reparar el cartílago dañado y puede tener efectos sinérgicos con la N-acetilglucosamina.

Actividad ligadora de calcio

La unión de minerales como calcio y hierro puede ayudar a su absorción en el intestino. Los esqueletos del procesamiento industrial del hoki (Macruronus novaezelandiae), digeridos con una enzima heterogénea extraída del intestino del atún de aleta azul (Thunnus thynnus) han mostrado que la enzima tisular podría degradar las matrices óseas del hoki compuestas de colágeno, proteínas diferentes al colágeno, carbohidratos y minerales. Un fosfopéptido de hueso de pescado (FBP, por sus siglas en inglés), conteniendo 23.6% de fósforo fue aislado. El FBP tuvo un peso molecular de 3.5 kDa y podría ligar calcio sin la formación de fosfato de calcio insoluble. Se ha sugerido que el producto podría ser utilizado como un nutracéutico con una potencial habilidad ligadora de calcio.

Los péptidos del colágeno y los hidrolizados de gelatina pueden tener también propiedades funcionales. Un hidrolizado comercial de colágeno de pescado, Peptan F, puede mejorar la calidad proteínica y las características del sabor de bebidas. Los péptidos de gelatina de desechos de pescado pueden tener actividad antioxidante.

Control de obesidad

Ciertos péptidos bioactivos pueden contribuir al manejo del peso corporal. Un péptido específico de caseína, el glucomacropéptido (GMP, por sus siglas en inglés), juega un papel significativo en la supresión del apetito; estimula la producción de colecistoquinina, una hormona intestinal, la cual induce la sensación de saciedad.

Actividad antibacteriana

Los péptidos antimicrobianos que están distribuidos ampliamente en la naturaleza, están involucrados en la defensa del anfitrión. Varios péptidos antimicrobianos han sido utilizados para reducir los patógenos en los alimentos y extender la vida de anaquel de muchos alimentos perecederos. Los péptidos antimicrobianos han sido usados para prevenir el crecimiento de esporas de Clostridium botulinum en alimentos como el queso. Recientemente se ha demostrado que un biopéptido inhibe el crecimiento de Listeria monocytogenes en la superficie de productos cárnicos cocinados.

Las bacteriocinas con péptidos antimicrobianos comunes, que se forman durante la fermentación de alimentos por bacterias acidolácticas (LAB, por sus siglas en inglés), como Lactococcus lactis, L. brevis, L. plantarum, L. acidophilus y Pediococcus acidolactis. La lactoferricina formada por la degradación de la proteína láctea lactoferrina por la enzima pepsina es otro péptido antimicrobiano. Estos péptidos antimicrobianos tienen el potencial para funcional como agentes conservadores de alimentos, debido a su simplicidad de uso, amplio espectro de actividad y resistencia bacteriana sobre otros agentes conservadores conocidos.

La protamina, extraída del líquido seminal de pescado, ha mostrado actividad antimicrobiana contra un rango de bacterias Gram negativo y Gram positivo, levaduras y hongos. Se cree que este péptido de 30 aminoácidos interrumpe la membrana citoplásmica; en estudios recientes, este péptido fue evaluado por su eficacia contra L. monocytogenes y Escherichia coli, mostrando mejor actividad contra bacterias Gram negativas, particularmente a valores de pH alcalino en un medio conteniendo gelatina.

También se ha reportado la actividad antimicrobiana de histonas de los hemocitos del camarón blanco del pacífico (Litopenaeus vannamei), así como proteínas antibacterianas presentes en la trucha arcoíris (Oncorhynchus mykiss) y el pez roca (Sebastes schlegeli).

Actividad antioxidante

Los radicales libres son compuestos con electrones sin par, que se estabilizan a sí mismos oxidando a otras moléculas, incluyendo proteínas, carbohidratos, lípidos y DNA. En el proceso, crean con frecuencia más radicales libres, esparciendo la cadena de destrucción que lleva al daño oxidante responsable de muchas enfermedades. La hipótesis antioxidante sugiere que los agentes reductores tienen la capacidad de prevenir el daño por oxidación y reducir el riesgo de enfermedades asociadas con el envejecimiento. El mal funcionamiento de los mecanismos de defensa antioxidante está implicado en el daño a DNA, lípidos y proteínas, lo que a su vez, posee un mayor riesgo de enfermedades crónicas incluidas cáncer y la enfermedad cardiovascular. Mucho del daño fisiológico puede ser directamente imputable al radical hidroxilo, debido a su alta reactividad. Muchos radicales hidroxilo producidos in vivo reaccionan directamente en o cerca de sus sitios de formación.

La presencia de compuestos antioxidantes en los sistemas biológicos es importante para combatir las influencias de los pro-oxidantes. Muchos péptidos, incluidos aquellos de los peces marinos, han sido reportados como poseedores de actividades antioxidantes contra peroxidación de lípidos o ácidos grasos. La carne del esqueleto del abadejo de Alaska, un subproducto, fue hidrolizado con enzima cruda del intestino de macarela, encontrándose que una fracción con un peso molecular menor a 1 kDa exhibió la mayor actividad antioxidante; esta fracción fue purificada utilizando Sephadex y HPLC, encontrando que la fracción de péptido purificada tenía una secuencia de aminoácidos Leu-Pro-His-Ser-Gly-Tyr, con un peso molecular de 672 Da. El péptido purificado eliminó 35% del radical hidroxilo en una concentración 53.6 µM.

Un heptapéptido, péptido eliminador de radicales derivado de mejillón (MRSP, por sus siglas en inglés), con un peso molecular de 962 kDa, fue purificado de mejillón azul marino fermentado (Mytilus edulis). El péptido es altamente efectivo en la eliminación de radicales: el MRSP podría eliminar radicales superóxido, hidroxilo, centrados en carbono y 1,1-difenil-2-picrilhidracilo (DPPH) hasta un 98% en una concentración de 200 µg/ml. Las concentraciones para actividades eliminadoras de estos radicales al 50% son 21, 34, 52 y 96 µM, respectivamente. Adicionalmente, MRSP exhibe una fuerte inhibición de la peroxidación de lípidos a 54 µM, la cual es mayor que la de α-tocoferol. También exhibe una elevada actividad quelante a Fe2+. Estos resultados identifican a MRSP como un potente antioxidante natural, que realiza su actividad vía diferentes mecanismos de acción. Recientemente se han reportado péptidos antioxidantes, aislados de pepinos de mar y el camarón kuruma (Penaeus japonicus).

Se ha reportado actividad antioxidante en péptidos de gelatinas de pescado. Los péptidos derivados del hidrolizado tríptico de la gelatina de piel de corvina (Johnius belengerii) exhiben significativa actividad eliminadora de radicales superóxido, centrados en carbón y DPH, de acuerdo a estudios de espectroscopia por resonancia de giro de electrón. Luego de separaciones cromatográficas consecutivas del hidrolizado tríptico, se encontró que la secuencia péptida His-Gly-Pro-Leu-Gly-Pro-Leu (797 Da) actúa como un fuerte eliminador de radicales bajo las condiciones de estudio. Adicionalmente, este péptido podría también funcionar como un antioxidante con la peroxidación de ácido linoleico, y la actividad es cercana al antioxidante sintético de alta actividad, hidroxitolueno butilado (BHT, por sus siglas en inglés). Los niveles de enzima antioxidante en células cultivadas de hepatoma (cáncer que comienza en el hígado) humano, se incrementaron en la presencia de este péptido y se cree que éste estaría involucrado en el mantenimiento del balance redox en el ambiente celular. Los datos indican que las actividades de eliminación de radicales libres de los péptidos de gelatina de piel de corvina, contribuyen substancialmente a sus propiedades antioxidantes, medidas en diferentes sistemas oxidantes. Adicionalmente, éstos péptidos han mostrado acelerar la absorción de calcio dietario en modelos animales, incrementando la biodisponibilidad de calcio.

En otro estudio, la gelatina del abadejo de Alaska fue serialmente hidrolizada con alcalasa, pronasa y colagenasa, utilizando un reactor de membrana recíclico de 3 etapas. El hidrolizado de pronasa-E estaba compuesto de péptidos de 1.5 a 4.5 kDa y mostró alta actividad antioxidante. Los diferentes péptidos con actividad antioxidante elevada fueron aislados con técnicas cromatográficas, estando compuestos de 13 y 14 residuos de aminoácidos, conteniendo un residuo de glicina en el C-terminal y el motivo repetido Gly-Pro-Hyp. El péptido P2 tuvo potente actividad antioxidante en la peroxidación de ácido linoleico. La viabilidad celular de células hepáticas cultivadas fue significativamente mejorada por este péptido, sugiriendo que el péptido P2 purificado es un antioxidante natural.

La elastina es un importante componente proteínico de los tejidos elásticos como las paredes arteriales, ligamentos y piel. La elastina insoluble se hace soluble por digestión con pepsina o por tratamiento con ácido clorhídrico. La elastina solubilizada con pepsina (PSE, por sus siglas en inglés) y la elastina solubilizada con ácido (ASE, por sus siglas en inglés) son efectivos inhibidores de la oxidación del ácido oleico. La actividad antioxidante de PSE y ASE es mejorada en la presencia de ácido cítrico como sinergista, sugiriendo el potencial de los productos hidrolíticos de la elastina como antioxidantes efectivos.

Actividad inhibidora de la enzima convertidora de angiotensina I

La enzima convertidora de angiotensina I (ACE, por sus siglas en inglés) es una exopeptidasa (dipeptidil-carboxipeptidasa, EC 3.4.15.1) que juega un papel fundamental en la homeostasis de la presión sanguínea así como en el balance de fluidos y sales en los mamíferos. ACE, que es una metalopeptidasa-cinc, rompe los dipéptidos del C-terminal de varios sustratos péptidos; divide a la angiotensina I en un potente octapéptido vasoconstrictor, angiotensina II, cambiando el depresor (bradiquinina) a un péptido inerte, lo que resulta en el incremento de la presión arterial.

Los inhibidores de ACE son por lo tanto compuestos hipotensores, ampliamente utilizados para el tratamiento de la presión arterial elevada. Actualmente, inhibidores específicos de ACE son empleados como medicamentos para tratar la hipertensión, la falla cardiaca congestiva y el infarto al miocardio. Aunque han sido diseñados inhibidores sintéticos, se sabe que tienen efectos secundarios como tos y erupciones en la piel. Sin embargo, los inhibidores de ACE derivados de proteínas alimenticias no han mostrado estos efectos secundarios.

Los péptidos inhibidores de ACE han sido ampliamente estudiados y son reconocidos como nutracéuticos hipotensores. Los péptidos inhibidores de ACE están raramente presentes como tales en los alimentos; deben ser liberados de la proteína madre, preferiblemente por hidrólisis enzimática controlada. Se han encontrado varios inhibidores de ACE en los hidrolizados enzimáticos de las proteínas alimenticias. Por lo menos 40 péptidos derivados de alimentos han mostrado un efecto hipotensor. Péptidos en el rango de los 2 a 30 aminoácidos, que inhiben a la ACE, han sido producidos por la hidrólisis enzimática de caseína y proteínas del suero. Otras proteínas incluyen zeína, gelatina, levadura, maíz y pescado. Las ventajas asociadas de estos péptidos incluyen el tratamiento de enfermedades cardiovasculares, cáncer, diabetes, osteoporosis, hipertensión, desórdenes gastrointestinales y función renal. Estos péptidos tienen potencial como componentes hipotensores en los alimentos funcionales o nutracéuticos, con estudios referentes que lo confirman para péptidos procedentes de hidrólisis de proteínas de carne, pescado e invertebrados, incluyendo moluscos.

El primer péptido marino inhibidor de ACE fue aislado de la sardina, la cual fue hidrolizada por Denazyme AP, una proteasa de Aspergillus oryzae. El valor de IC50 (concentración de la muestra que inhibe el 50% de la actividad ACE) del péptido de sardina fue 3.79 mg/l. Más tarde, se aislaron péptidos inhibidores de ACE de hidrolizados de otras fuentes marinas, como salmón (varias especies de la familia Salmonidae), ostras (varias especies de la familia Ostreidae), wakame (Undaria pinnatífida), lenguado de aleta amarilla (Limanda aspera) y bonito seco (Sarda spp).

El hidrolizado de músculo de salmón es un potente inhibidor de ACE y exhibe efecto hipotensor cuando se administra oralmente a ratas hipertensas espontáneas. La secuencia de aminoácidos en los péptidos tiene influencia en la actividad inhibidora de ACE. Por ejemplo, de los 6 péptidos ACE que fueron identificados en el hidrolizado de salmón, el péptido Phe-Leu inhibe no competitivamente la enzima, mostrando 50% de inhibición a una concentración de 13.6 µM. El dipéptido con secuencia inversa, Leu-Phe, exhibe inhibición competitiva y es menos efectivo que Phe-Leu. De los otros péptidos examinados en el hidrolizado de músculo de salmón, aquellos con Trp como el residuo de C-terminal, Ala-Trp, Val-Trp, Met-Trp, Ile-Trp y Leu-Trp muestran inhibición no competitiva. Sin embargo, los péptidos de secuencia inversa con Trp en el N-terminal son inhibidores competitivos, excepto Trp-Leu.

El tratamiento térmico a presión del desecho del procesamiento del salmón, resulta en una extracción apreciable de colágeno y otras proteínas. El extracto inhibe significativamente la actividad de ACE, en un grado de inhibición 7 veces mayor que el de los extractos de cartílago o piel.  Además, el extracto de cartílago también inhibe la oxidación del ácido linoleico y es activo contra todas las especies reactivas de oxígeno, como el anión superóxido y los radicales hidroxilo y DPPH. Los datos indican su potencial para suprimir la hipertensión e inhibir los procesos oxidantes, que son importantes en el control de enfermedades de estilo de vida como cáncer, enfermedades cardiovasculares y diabetes.

Un péptido inhibidor de ACE, derivado de proteasa alcalina, en la sardina, muestra un valor IC50 de 1.63 µM para la inhibición de ACE. Valores comparables para péptidos del intestino de bonito y de pescado salado seco de Indonesia son 320 µM y 31.97 µM, respectivamente; el primero fue generado durante la autolisis del intestino de bonito, mientras que el segundo fue obtenido por tratamiento con pepsina del pescado seco. En otro estudio, el hidrolizado enzimático de desechos de pescado mostró una fuerte actividad inhibidora de ACE; las concentraciones requeridas para un 50% de inhibición fueron de 0.6-2.8 mg/ml. En algunos casos, la gelatina de piel de pescado hidrolizada enzimáticamente ha mostrado mejores actividades biológicas que los péptidos derivados de proteínas del músculo de pescado, para actuar como agentes antioxidantes e hipotensores.

La ingestión dietaria adecuada de pescado, que lleva a la liberación hidrolítica de éstos péptidos, podría por lo tanto ser terapéuticamente útil. Los estudios de alimentación animal conducidos en Noruega sugieren el efecto de FPH como un nutrimento cardioprotector. El tratamiento con proteína de pescado redujo el nivel de colesterol en plasma, elevó el contenido de lipoproteínas de alta densidad (HDL, por sus siglas en inglés) y alteró la composición de ácidos grasos en hígado, plasma y lipoproteínas ricas en triacilglicerol en ratas obesas Zucker. La actividad del péptido de la ostra de perla (Pinctada spp) ha sido señalada, por el hecho de que el consumo de la ostra reduce significativamente el colesterol plasmático, con valores de 82 mg/dl en el caso de ratas alimentadas con caseína, que se reducen a 57 mg/dl en las alimentadas con ostra.

Como resultado de la actividad inhibidora de ACE de los péptidos generados durante la digestión, el consumo de proteína dietaria ha sido reconocido como inversamente relacionado a la presión arterial. El consumo de proteína dietaria de 39 g resulta en una presión sistólica 3.55 mm de mercurio más baja.

Además de la actividad inhibidora de ACE, los péptidos de proteínas de bacalao, salmón y trucha inhiben la prolil-endopeptidasa (EC 3.4.21.26) aislada del músculo de cerdo. Las fracciones péptidas tanto de hidrolizados como autolizados de pescado son efectivos en la inhibición de hidrólisis de Z-Gly-Pro-amido-metilcoumarin por prolil-endopeptidasa, sugiriendo que los hidrolizados y autolizados de las 3 especies de pescado contienen péptidos inhibidores de la enzima. Los péptidos tienen diferente peso molecular y aparente hidrofobicidad.

Actividad inmunoestimulante

Estudios in vitro e in vivo han mostrado que ciertas fracciones de péptidos en FHP pueden estimular el sistema de defensa inmune no específica. Tanto la salda de pescado como el ensilaje de pescado son hidrolizados de proteína con propiedades inmunoestimulantes. Generalmente, la salsa de pescado es identificada como un producto típico asiático, pero la literatura antigua revela que la salsa de pescado fue un producto alimentario común en el sur de Europa hace más de 2,000 años. Estudios recientes demuestran que la salsa de pescado puede ser hecha tanto con especies de pescado tropicales como con especies de aguas frías.

Actividad inhibidora de proteasa del virus de inmunodeficiencia humana I

El virus de inmunodeficiencia humano (HIV, por sus siglas en inglés) es el retrovirus que causa el síndrome de inmunodeficiencia adquirida (AIDS, por sus siglas en inglés). Algunos péptidos en el hidrolizado de termolisina derivado de ostras ha sido reportado por presentar actividad HIV-I -proteasa. Su aplicación práctica todavía debe ser comprobada.

Antitrombina

La antitrombina inactiva ala trombina casi instantáneamente en la presencia de heparina, pero solamente de manera lenta cuando la heparina está ausente. Las antitrombinas del salmón del Atlántico (Salmo salar) y la trucha arcoíris (Oncorhynchus mykiss) han sido aislado e identificados por su función in vitro similar como su contraparte humana. La inactivación de la trombina por la antitrombina de salmónido, la cual es dependiente de la concentración de heparina, es máxima a pH 7.8-8.4 y máxima a concentraciones entre 1.5 y 6.0 unidades/ml.

A diferencia del sistema humano, la interacción salmónida trombina-antitrombina funciona en un amplio rango de temperatura y está presente a temperaturas tan bajas como 3°C.

Calcitonina

La osteoporosis está marcada por un desgaste de la masa ósea, y es responsable por 1.5 millones de fracturas anuales en cadera, muñeca y columna en personas mayores a 50 años, y por unas 50,000 muertes/año por caída. La enfermedad debe ser tratada con una hormona llamada calcitonina, que se obtiene del salmón (en el humano, la calcitonina es producida primariamente por las células parafoliculares de la tiroides). La hormona ayuda a regular el calcio y a disminuir la pérdida de hueso.

Para los pacientes con osteoporosis, la calcitonina de salmón, que es 30 veces más potente que la secretada por la tiroides, inhibe la actividad de los osteoclastos que degradan el tejido óseo, lo que permite a los huesos retener más masa ósea. La hormona paratiroidea estimula la síntesis de calcitonina y también la absorción de calcio óseo así como la conservación de calcio renal. Sin embargo, otras proteínas como albúmina (que transporta calcio en la sangre) y la α-lactoalbúmina de la caseína están involucradas en el metabolismo del calcio, influyendo en la salud de los huesos.

Actualmente, la calcitonina de salmón es también sintetizada. Es similar a la calcitonina de salmón y ofrece una manera económica de crear grandes cantidades del producto. El primer medicamento basado en calcitonina de salmón fue aprobado en los Estados Unidos desde 1975, y actualmente hay una versión oral de la calcitonina de salmón en pruebas clínicas. Como norma general, la calcitonina de salmón recibió aprobación de la FDA solamente para uso de mujeres postmenopáusicas que no pueden tolerar estrógeno o para quienes el estrógeno no es una opción.

Otras funciones fisiológicas de las proteínas marinas

Los péptidos podrían ayudar en la diabetes, mejorando la absorción de la glucosa hacia las células corporales.

Los péptidos en los hidrolizados de proteína de pescado podrían ser benéficos cuando se utilizan como componentes del pienso en la acuacultura; pequeños péptidos de hidrolizados de bacalao o camarón pueden mejorar la resistencia a enfermedades en el salmón acuacultivado.

Los péptidos de tamaño medio (3-10 kDa) encontrados en los hidrolizados de estómago y cabeza de bacalao podrían estimular el crecimiento de los fibroblastos murinos.

Investigadores en Nueva Zelanda han reportado que una proteína de mejillón podría sanar heridas en humanos. En su medio natural, la proteína forma un fuerte adhesivo que une al marisco a las rocas, así como biomoléculas funcionales. Sin embargo, dado que algunos alimentos ricos en proteínas, como los mariscos, pueden disparar reacciones alérgicas en individuos susceptibles, su uso estaría sujeto a la identificación y posible eliminación de los epítopes que interactúan con las células del sistema inmune para disparar la respuesta alérgica, o a evitar su aplicación en personas sensibles.

Algunos péptidos pueden funcionar como compuestos anticongelantes para la crioestabilización de miofibrillas en los productos cárnicos. Se ha investigado el efecto de hidrolizados de proteína de soya (SPH, por sus siglas en inglés), con un contenido de 84-88% de péptidos, en la estabilización y desnaturalización inducida por deshidratación de proteína miofibrilar de pez lagartija (Saurida wanieso) congelado: los efectos de estabilización de SPH al 5% en las miofibrillas del pescado fueron evaluados en términos de inactivación de Ca2+-ATPasa y la presencia de agua sin congelar. Las proteínas miofibrilares con SPH adicionada contuvieron niveles más altos de agua de absorción de monocapa y multicapa, resultando en una menor actividad acuosa y una menor tasa de inactivación de Ca2+-ATPasa. La cantidad de agua sin congelar en las proteínas miofibrilares con SPH se incrementó significativamente, sugiriendo que los péptidos de SPH estabilizaron las moléculas de agua en la esfera de hidratación de las proteínas miofibrilares y por lo tanto suprimieron la desnaturalización inducida por la deshidratación. El efecto estabilizador del SPH fue menor que el del glutamato de sodio.

Se requiere investigación adicional en el área de los péptidos marinos, incluyendo la detección de bioactividades potenciales entre las diversas fuentes marinas, desarrollo de nuevas técnicas para su aislamiento y purificación, estudios en su interacción con otros componentes del alimento y evaluación de su seguridad y biodisponibilidad, así como identificación de productos transgénicos para la obtención de proteínas bioactivas, incluyendo el potencial de efectos secundarios como alergenicidad y toxicidad.

La evaluación de la eficacia en modelos animales y en pruebas clínicas en humanos per se y en sistemas alimenticios marcará la pauta de su aplicación en el futuro.