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Proteasa ácida

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Acid EndopeptidaseAcid Fungal ProteaseAcid Microbial ProteaseAcid ProteinaseAcid Stable ProteaseAcidic ProteaseAspartic Acid ProteaseAspartic EndopeptidaseAspartic ProteaseAspartyl ProteaseCarboxyl ProteaseCarboxyl ProteinasePepstatin-Sensitive ProteaseProtease (EC 3.4.23)Proteolytic Enzyme

Sinopsis

Proteasa Ácida: Una Referencia Enciclopédica Integral

1. Identidad, Clasificación y Nomenclatura

La proteasa ácida es el nombre colectivo de una clase de enzimas proteolíticas definidas por su actividad catalítica óptima en condiciones ácidas. Una proteasa ácida es una enzima digestora de proteínas que exhibe actividad y estabilidad máximas en condiciones ácidas (pH 2.0–5.0) y se inactiva a valores de pH superiores a 6.0. Las proteasas ácidas tienen un punto isoeléctrico bajo y son bajas en aminoácidos básicos.

Según el valor de pH óptimo de la reacción, las proteasas se dividen en proteasa ácida, proteasa neutra y proteasa alcalina. El término general abarca una clase de enzimas que hidrolizan los enlaces peptídicos de las proteínas; según la forma en que hidrolizan los polipéptidos, se pueden dividir en endopeptidasas y exopeptidasas. Las proteasas aspárticas, que constituyen la clase bioquímica predominante de las proteasas ácidas, están formadas por cadenas de 380–420 residuos de aminoácidos que constituyen el sitio activo para la actividad catalítica. Estas proteasas ácidas son endopeptidasas y se agrupan en tres familias: pepsina (A1), retropepsina (A2) y enzimas de para-retrovirus (A3).

Las proteasas ácidas son principalmente proteasas aspárticas y están distribuidas en todas las formas de vida, incluidos vertebrados, plantas, hongos, bacterias y virus. En la nomenclatura bioquímica oficial, la clase de proteasas aspárticas está designada como EC 3.4.23 por la Unión Internacional de Bioquímica. En términos del pH óptimo para la acción enzimática, existen tres familias principales de proteinasas carboxílicas que actúan a pH ácido: peptidasas aspárticas, peptidasas serín-carboxílicas y peptidasas glutámicas.

Los sinónimos y términos relacionados clave incluyen: proteinasa ácida, proteasa aspártica, proteasa aspartílica, endopeptidasa aspártica y —para el principal representante endógeno mamífero— pepsina. Las proteasas ácidas son un grupo bien establecido de enzimas proteolíticas que digieren proteínas y péptidos en una solución ácida. Algunas proteasas ácidas conocidas son la pepsina, la gastricsina, la quimosina y la catepsina D. La mayoría de estas enzimas comparten secuencias de aminoácidos, estructuras tridimensionales, estructuras del sitio activo y mecanismos catalíticos similares. La principal proteasa ácida de importancia comercial y en suplementos dietéticos se deriva de la fermentación fúngica, principalmente de especies de Aspergillus y Rhizopus/Mucor. Las proteasas ácidas derivadas de hongos, como las aspergilopepsinas I y II de Aspergillus niger, se utilizan más comúnmente en las industrias de alimentos y bebidas.

1.1 Enzimas Principales Nombradas

  • Pepsina A (EC 3.4.23.1) — la proteasa ácida gástrica mamífera endógena, secretada por las células principales del estómago como el zimógeno pepsinógeno.
  • Aspergilopepsina I (EC 3.4.23.18) — una proteinasa ácida extracelular aislada de Aspergillus saitoi, que pertenece a la familia de las proteinasas aspárticas dentro de la superfamilia de la pepsina, y es óptima para la digestión de la caseína de la leche en un rango de pH de 2.5–3.0.
  • Aspergilopepsina II / Aspergiloglutamil peptidasa (EC 3.4.23.-): una proteasa glutámica (relacionada con eqolisina) encontrada en Aspergillus niger, con proteínas relacionadas en otros Ascomycota filamentosos.
  • Quimosina (Renina, EC 3.4.23.4) — otra proteasa ácida presente en el estómago; también producida por especies de Mucor como sustituto del cuajo animal.
  • Rhizopuspepsina (EC 3.4.23.21) — una proteasa ácida fúngica similar a la pepsina, bien estudiada, de especies de Rhizopus.
  • Catepsina D (EC 3.4.23.5) — una proteasa aspártica lisosomal intracelular presente en tejidos mamíferos.

1.2 Números CAS para Formas Comunes de Grado Suplementario

La Proteasa Fúngica A de Aspergillus oryzae tiene el CAS# 9025-49-4; la Proteasa Ácido Estable A de Aspergillus niger también tiene el CAS# 9025-49-4; la Proteasa AM de Aspergillus melleus tiene el CAS# 9074-07-1.

2. Fuentes Naturales

Las fuentes de proteasas ácidas microbianas son extensas y pueden originarse de cualquier tipo de microorganismo. Las proteasas fúngicas se han utilizado en la industria alimentaria debido a su seguridad y características enzimáticas. Se utilizan ampliamente dos tipos en las industrias de alimentos y bebidas: las de Aspergillus, que se parecen a la pepsina, y las de Mucor, que se parecen a la renina.

En comparación con las proteasas alcalinas, las proteasas ácidas extracelulares son producidas principalmente por especies fúngicas, como Aspergillus niger, Aspergillus oryzae, Aspergillus awamori, Aspergillus fumigatus y Aspergillus saitoi. Otras especies comercialmente relevantes incluyen:

  • Aspergillus flavus, Aspergillus oryzae, Aspergillus niger, Rhizomucor pusillus, Rhizomucor miehei y especies de Rhizopus, todas utilizadas para preparar alimentos orientales como el tempeh y el koji, y para producir queso como sustituto del cuajo.
  • Aspergillus foetidus, Aspergillus saitoi, Aspergillus clavatus, Mucor miehei y Rhizopus rhizopodiformis, todas fuentes fúngicas documentadas de proteasas ácidas utilizadas en diversos contextos alimentarios e industriales.
  • Las proteasas fúngicas ácidas también pueden derivarse de especies de Candida, Coriolus, Endothia, Enthomophtra, Irpex, Penicillium, Sclerotium y Torulopsis.

En los vertebrados, la pepsina es la principal proteasa ácida endógena. Una proteasa ácida llamada pepsina es liberada al estómago por las "células principales" del revestimiento gástrico. La pepsina está presente en el jugo gástrico como pepsinógeno, que en presencia de HCl se convierte en pepsina; la pepsina luego hidroliza parcialmente las proteínas en proteosas y peptonas. Además de las fuentes fúngicas y mamíferas, el termófilo arqueal Sulfolobus acidocaldarius produce una proteasa ácida estable al calor (termopsina), y algunas cepas bacterianas de Bacillus sp. también producen proteasas activas en medio ácido.

2.1 Formas de Preparación en Suplementos

Las preparaciones de proteasa ácida utilizadas en suplementos dietéticos se derivan casi exclusivamente de la fermentación microbiana, seguida de extracción, purificación, concentración y secado. Están disponibles comercialmente como:

  • Polvos de enzima secos, estandarizados a un nivel definido de actividad enzimática (por ejemplo, unidades SAP o unidades HUT por gramo), típicamente mezclados con un vehículo como la maltodextrina.
  • Cápsulas y tabletas — disponibles en forma de cápsula o polvo, destinadas a tomarse con comidas o suplementos que contienen proteína para ayudar a la digestión.
  • Mezclas multienzimáticas patentadas — las proteasas ácidas se encuentran en varios suplementos digestivos diferentes, a menudo en combinación con otras enzimas digestivas como la amilasa y la lipasa.

Las unidades de actividad específicas de los suplementos de proteasa ácida incluyen la unidad SAP (Proteasa Ácida Espectrofotométrica) y su variante SAPU. Una unidad SAP se define como la actividad proteolítica que liberará un micromol de tirosina por minuto bajo las condiciones del ensayo establecidas en el Food Chemicals Codex; una unidad HUT (Unidad de Hemoglobina, Base Tirosina) se define como la cantidad de enzima que produce, en un minuto, un hidrolizado de hemoglobina cuya absorbancia a 275 nm es igual a la de una solución que contiene 1.10 microgramos por mililitro de tirosina en ácido clorhídrico 0.006N.

3. Uso Tradicional e Histórico

Aunque el término "proteasa ácida" es una designación bioquímica moderna, los microorganismos productores de proteasa ácida y los alimentos fermentados que dependen de su actividad han estado integrados en tradiciones culinarias y medicinales durante milenios.

3.1 Tradiciones de Fermentación de Asia Oriental

El moho koji (Aspergillus oryzae) es la única especie fúngica domesticada conocida, y desempeña un papel central en los alimentos fermentados tradicionales de Asia oriental, como la salsa de soja, el miso y el sake. La dinastía y la nación japonesas han domesticado y utilizado el koji fermentado con el hongo no patógeno Aspergillus oryzae durante más de 1,300 años. Desde la época histórica más temprana de Japón, el pueblo japonés aisló el hongo Aspergillus oryzae, perteneciente a los ascomicetos, y lo domesticó y utilizó para producir koji como catalizador del almidón en el arroz; durante el proceso, que duró 1,300 años, técnicos especializados en koji seleccionaron genéticamente cepas no patógenas.

Aspergillus oryzae es un microhongo filamentoso que se ha utilizado durante siglos en la fermentación de diferentes alimentos en muchos países de todo el mundo, y también es una rica fuente de numerosos metabolitos secundarios bioactivos. Las enzimas clave expresadas durante la fermentación del koji incluyen la proteasa alcalina (óptima a pH 9.0 y 40°C), la proteasa neutra I (de amplia especificidad) y la proteasa ácida (óptima a pH 3.7, 39 kDa).

El gen de la proteasa ácida (pepA) de Aspergillus oryzae se expresa específicamente en el cultivo de koji de arroz en estado sólido. La proteasa ácida producida por A. niger puede retener actividad en el ambiente de pH bajo formado en las etapas tardías de la elaboración de la salsa de soja. La elaboración del koji es uno de los pasos más importantes en la fabricación de la salsa de soja: la soja se cuece al vapor como pretratamiento, luego se mezcla con harina y trigo, y a continuación se fermenta; el proceso industrial de elaboración de koji más comúnmente utilizado implica la fermentación con Aspergillus oryzae para producir salsa de soja.

La aspergilopepsina I, antes conocida como aspergilopeptidasa A, fue aislada de Aspergillus saitoi, un microorganismo utilizado en la fermentación de los licores tradicionales japoneses awamori y shochu.

El tempeh, un alimento fermentado tradicional indonesio con más de 400 años de antigüedad, se produce fermentando soja con Rhizopus oligosporus o R. oryzae y tiene varios beneficios para la salud, incluida la mejora de la función cognitiva, la inmunidad intestinal, la flora microbiana intestinal, la hiperlipidemia y la anemia. Las proteasas ácidas secretadas por estos organismos son directamente responsables de la hidrólisis parcial de las proteínas de soja durante la fermentación.

3.2 Uso Médico Tradicional de las Enzimas Derivadas del Koji

Investigaciones recientes han dilucidado que el koji contiene sustancias medicinales como la Taka-diastasa, la proteasa ácida, el glucosilceramida de koji, el ácido kójico, oligosacáridos, etil-α-D-glucósido, ácido ferúlico, ergotioneína, piroglutamil leucina, piranonigrina A, proteínas resistentes, deferriferricrisina, poliaminas, péptidos estimulantes de Bifidobacterium, péptidos inhibidores de la enzima convertidora de angiotensina I, 14-deshidroergosterol, beta-glucano, biotina y ácido cítrico. La proteasa ácida de A. oryzae (Taka-proteasa) fue una de las primeras enzimas microbianas aisladas y estudiadas a finales del siglo XIX por el químico japonés Jokichi Takamine, cuya preparación de enzimas digestivas a partir del koji sentó las bases de la moderna industria de suplementos enzimáticos.

4. Constituyentes Clave y Compuestos Activos

4.1 Clasificación Bioquímica

Los suplementos comerciales de proteasa ácida generalmente se componen de uno o más de los siguientes tipos de enzimas bioquímicamente distintos:

  • Proteasas aspárticas (la clase más común): tipo catalítico de enzimas proteasas que utilizan una molécula de agua activada unida a uno o más residuos de aspartato para la catálisis; en general, tienen dos aspartatos altamente conservados en el sitio activo y son óptimamente activas a pH ácido.
  • Peptidasas serín-carboxílicas (familia de las kumamolisinas): una clase distinta activa a pH ácido, estructuralmente diferente de las proteasas aspárticas clásicas.
  • Proteasas glutámicas (familia de las eqolisinas): las proteínas de esta familia incluyen la aspergiloglutamil peptidasa de Aspergillus niger, las peptidasas ácidas B y C de Cryphonectria parasitica, la proteasa ácida (acp1) de Sclerotinia sclerotiorum, la proteasa ácida de Botrytis cinerea y la proteasa glutámica de Talaromyces emersonii, todas especies fúngicas filamentosas del filo Ascomycota.

4.2 Características Estructurales

La mayoría de las proteasas aspárticas tienen una estructura bilobular. La hendidura donde se une el sustrato es profunda y se sitúa entre los dos lóbulos. Los dos residuos de aspartato catalíticos (Asp32 y Asp215 según la numeración de la pepsina) se encuentran en cada uno de los dos lóbulos y están exquisitamente alineados en el fondo de la hendidura. Esta característica estructural es la base de su actividad catalítica. Las proteasas aspárticas eucariotas incluyen además puentes disulfuro conservados, que pueden ayudar a identificar los polipéptidos como proteasas ácidas aspárticas.

Las aspergilopepsinas son proteinasas extracelulares secretadas por el micelio fúngico. Las enzimas tienen importancia práctica para la nutrición fúngica en un ambiente ácido. El pH óptimo de la aspergilopepsina I para la digestión de la caseína de la leche se encuentra en el rango de pH de 2.5–3.0, y la proteinasa es bastante estable en el rango de 2.5–6.0.

4.3 Especificidad de Sustrato

La pepsina A (EC 3.4.23.1) muestra una especificidad particularmente amplia; aunque se prefieren los enlaces que involucran fenilalanina y leucina, muchos otros también se escinden en cierta medida. La escisión preferencial involucra residuos hidrofóbicos, preferiblemente aromáticos, en las posiciones P1 y P1'. La aspergilopepsina I de A. saitoi generalmente favorece los residuos de aminoácidos hidrofóbicos en P1 y P1', pero también acepta Lys en P1, lo que lleva a la activación del tripsinógeno a pH ácido. La amplia especificidad de la proteasa ácido-estable permite que la enzima hidrolice fácil y eficientemente la mayoría de las proteínas solubles.

5. Mecanismos de Acción

5.1 Mecanismo Catalítico

El mecanismo más ampliamente aceptado para las proteasas aspartílicas es un mecanismo general ácido-base que involucra la coordinación de una molécula de agua entre los dos residuos de aspartato altamente conservados. Un aspartato activa el agua al sustraer un protón, permitiendo que el agua realice un ataque nucleofílico sobre el carbono carbonílico del enlace escindible del sustrato, generando un intermediario oxianión tetraédrico estabilizado por enlaces de hidrógeno con el segundo ácido aspártico. El reordenamiento de este intermediario lleva a la protonación de la amida escindible, lo que resulta en la división de la proteína sustrato en dos péptidos producto.

Los dos residuos aspartílicos están en estrecha proximidad geométrica en la molécula activa: un aspartato está ionizado, mientras que el segundo está no ionizado en el rango de pH óptimo de 2–3. A diferencia de las proteasas de serina y cisteína, la catálisis por parte de la proteasa aspártica no involucra un intermediario covalente, aunque existe un intermediario tetraédrico. El ataque nucleofílico se logra mediante dos transferencias de protones simultáneas: una desde una molécula de agua hacia la díada de los dos grupos carboxilo, y una segunda desde la díada hacia el oxígeno carbonílico del sustrato con la escisión concurrente del enlace CO–NH. Esta catálisis ácido-base general, que puede denominarse mecanismo de "empuje-tracción" (push-pull), lleva a la formación de un intermediario tetraédrico neutro no covalente.

5.2 Papel Fisiológico en la Digestión de Proteínas

Diferentes proteasas requieren diferentes niveles de pH para activarse y funcionar de manera óptima. Las proteasas ácidas como la pepsina funcionan mejor en el estómago, ya que la pepsina requiere activación por el ácido estomacal. Las proteínas parcialmente digeridas producidas en el estómago son luego procesadas por enzimas pancreáticas en el intestino delgado.

Debido a que la proteasa fúngica ácido-estable (Protease 3.0) tiene un rango de pH efectivo de 2.75 a 4.7, es especialmente adecuada para trabajar de manera sinérgica con la pepsina endógena para proporcionar la digestión de proteínas en el estómago. Una combinación única de al menos una enzima fúngica de proteasa ácida y al menos una enzima fúngica de proteasa semialcalina permite que la actividad enzimática se produzca en todo el espectro de pH gastrointestinal asociado con el sistema digestivo humano, convirtiendo la proteína dietética ingerida en aminoácidos libres y péptidos de cadena corta.

Una investigación, inspirada en las proteasas de la leche materna humana, ha demostrado que las proteasas microbianas exógenas pueden activarse dentro del tracto digestivo humano y aumentar sustancialmente la digestión de proteínas objetivo que de otro modo son difíciles de digerir por completo.

5.3 Inhibición de la Actividad

Casi todas las proteasas aspartílicas conocidas son inhibidas por la pepstatina, un pentapéptido natural producido por diversas especies de Streptomyces. La aspergilopepsina I de A. saitoi es resistente a los inhibidores de las proteinasas aspárticas tipo pepsina ordinarias, como la pepstatina, el DAN y el 1,2-epoxi-3-(p-nitrofenoxi)propano (EPNP); no se conoce ningún inhibidor natural para esta enzima, aunque el propéptido es un inhibidor fuerte.

6. Evidencia Científica por Área de Uso

6.1 Mejora de la Digestibilidad de la Proteína Dietética

Nivel de evidencia: Moderado para estudios in vitro; Preliminar a moderado para datos clínicos en humanos; los resultados son mixtos y están limitados por tamaños de muestra pequeños y financiamiento industrial en varios ensayos.

La investigación ha demostrado que las proteasas microbianas exógenas pueden activarse dentro del tracto digestivo humano y aumentar sustancialmente la digestión de proteínas objetivo. Utilizando el protocolo in vitro INFOGEST 2.0, una familia de proteasas bacterianas activas en medio ácido (familia S53) mejoró sustancialmente la digestibilidad de una variedad de proteínas de origen animal y vegetal — soja, guisante, garbanzo, arroz, caseína y suero de leche. En promedio, esta proteasa aumentó la digestibilidad proteica en un 115% durante la fase gástrica y en un 15% en la fase intestinal, según el grado de hidrólisis. Este estudio se realizó in vitro, no en humanos, y fue financiado en parte por Digestiva, Inc., y Mars Inc.

Una serie clave de investigaciones clínicas examinó Aminogen®, una mezcla patentada de proteasas fúngicas derivadas de especies de Aspergillus. Una mezcla oral patentada de proteasa fúngica (Aminogen®) mantiene su actividad después de la dosificación oral. La dosificación aguda de Aminogen® con concentrado de proteína de suero de leche fue eficaz para aumentar la tasa de absorción de proteínas; cuarenta hombres saludables se dividieron en dos grupos y recibieron 50 g de concentrado de proteína de suero de leche (80% proteína) o 50 g de concentrado de proteína de suero de leche con Aminogen®. Los resultados indicaron una tasa más rápida de absorción de aminoácidos, reflejada en niveles significativamente más altos de aminoácidos en sangre y una mayor retención de nitrógeno en el grupo con Aminogen®.

Un estudio clínico doble ciego investigó un sistema enzimático de proteasa fúngica durante 30 días en hombres activos y saludables. La dosificación aguda de Aminogen®, una mezcla patentada de enzimas proteasas digestivas aisladas de Aspergillus y mezcladas con concentrado de proteína de suero de leche, aumentó la tasa de absorción de proteínas; los resultados indicaron una tasa más rápida de absorción de aminoácidos, reflejada en niveles significativamente más altos de aminoácidos en sangre, mayor retención de nitrógeno y niveles significativamente reducidos de proteína C-reactiva. Sin embargo, pocos estudios han examinado la seguridad de la dosificación repetida de enzimas orales con un sustrato apropiado.

Un ensayo clínico aleatorizado, doble ciego, controlado con placebo y de tipo cruzado, publicado en 2025 en una revista revisada por pares, evaluó los efectos de una mezcla de tres preparaciones de proteasas microbianas (P3) al ser coingeridas con concentrado de proteína de suero de leche. El objetivo fue evaluar los efectos de una mezcla de 3 preparaciones de proteasas microbianas (P3) sobre la concentración plasmática posprandial de aminoácidos cuando se coingiere con concentrado de proteína de suero de leche (WPC) en adultos jóvenes saludables; P3 se probó primero in vitro para efectos proteolíticos en una simulación estática de la digestión orogástrica. En un estudio posterior, aleatorizado, doble ciego, controlado con placebo y de tipo cruzado, 12 hombres y 12 mujeres (IMC promedio: 23.6; edad promedio: 25 años) consumieron WPC (25 g de proteína) que contenía P3 o placebo. Se encontró que la coingesta de WPC con P3 mejora la aminoacidemia plasmática posprandial temprana y altera ciertos índices de apetito y saciedad en adultos jóvenes. Este ensayo fue financiado por BIO-CAT, Inc.

La investigación en humanos in vivo que utiliza proteasas microbianas como estrategia nutricional para mejorar el aumento posprandial de la concentración de aminoácidos en sangre ha mostrado un beneficio o ninguna diferencia en comparación con un placebo. Utilizando 2.5 g y 5 g de Aminogen (proteasas de Aspergillus niger y A. oryzae), se informó un aumento de la concentración sérica de aminoácidos tras la coingesta con 50 g de WPC en comparación con WPC solo, en participantes masculinos jóvenes y saludables. En general, estos resultados sugieren que la fuente, el tipo y/o la dosis de cada proteasa microbiana y/o proteína dietética pueden influir en la capacidad de las enzimas proteolíticas para aumentar la concentración posprandial de aminoácidos en sangre.

Estudios anteriores han demostrado que la coingesta de una mezcla enzimática exógena junto con proteína vegetal aumenta la digestibilidad de la proteína y reduce la diferencia entre las proteínas animales y vegetales en términos de beneficios nutritivos. Varios estudios clínicos han demostrado un impacto positivo de la suplementación enzimática en la digestión y absorción de proteínas.

Nota de limitación: La mayoría de los ensayos en humanos en esta área son pequeños (menos de 50 participantes), de corta duración (agudos o de ≤30 días), utilizan productos enzimáticos heterogéneos, y varios ensayos publicados han sido financiados por los fabricantes de las mezclas enzimáticas patentadas probadas. La replicación independiente con ensayos preregistrados y con potencia estadística adecuada sigue siendo limitada.

6.2 Apoyo para Individuos con Capacidad Digestiva Reducida

Nivel de evidencia: Preliminar (basado en estudios in vitro y en fundamentos teóricos); evidencia clínica directa limitada específicamente para la proteasa ácida fúngica en este contexto.

El alto consumo de proteínas y el sobreprocesamiento inhiben la actividad de las proteasas endógenas, lo que resulta en una digestión incompleta de las proteínas; la adición de enzimas digestivas aumenta la digestión y posiblemente mejora la tasa de absorción. La adopción generalizada de proteasas activas en medio ácido tiene el potencial de mejorar el valor nutricional y contribuir a la seguridad y sostenibilidad alimentaria; este enfoque podría complementar los esfuerzos actuales para mejorar las proteínas en el suministro de alimentos, aumentar la calidad de fuentes de proteína más sostenibles, y ayudar en la nutrición de pacientes con intestinos clínicamente comprometidos y frágiles, así como de individuos como adultos mayores y atletas de alto rendimiento que tienen necesidades elevadas de proteína.

Los datos sugieren que la suplementación con proteasa para mejorar la digestión de proteínas y la absorción de aminoácidos puede estar mejor dirigida a individuos con capacidad digestiva endógena comprometida, como adultos mayores o aquellos con insuficiencia pancreática parcial. Sin embargo, para la insuficiencia pancreática exocrina (IPE) manifiesta, la terapia de reemplazo de enzimas pancreáticas (TREP) de grado farmacéutico con receta —en lugar de solo proteasas ácidas de grado suplemento dietético— sigue siendo el estándar de atención. La esteatorrea es la manifestación digestiva más importante en la IPE; el tratamiento actual incluye la suplementación enzimática con concentrado de enzimas pancreáticas porcinas, compuesto principalmente de lipasa, amilasa y proteasa.

6.3 Generación in Vitro de Péptidos Bioactivos y Antioxidantes

Nivel de evidencia: Solo in vitro; sin evidencia clínica directa en humanos como suplemento.

Los estudios de digestión in vitro que utilizan suplementos de proteasa ácida, como PepzymeAG (75,000 HUT/g, proteasas ácidas de Aspergillus niger), han explorado la generación de péptidos bioactivos con propiedades antioxidantes y antidiabéticas a partir de proteínas dietéticas. Los efectos sobre la proteína se han evaluado en términos del grado de hidrólisis, el patrón de péptidos y las actividades biológicas de los péptidos bajo condiciones gastrointestinales simuladas, utilizando el método armonizado INFOGEST. Estos hallazgos son enteramente preliminares y no pueden extrapolarse a resultados clínicos en humanos.

6.4 Fabricación de Queso y Sustitución del Cuajo (Contexto Histórico/Industrial)

Las proteasas ácidas, entre otras funciones, pueden utilizarse como sustituto de actividades asociadas con la renina, la papaína y la pepsina. Las especies de Aspergillus y Mucor son fuentes importantes de proteasa ácida. Aunque esta no es una aplicación de salud/suplemento, la coagulación de las proteínas de la leche por proteasas ácidas de Mucor miehei y Rhizomucor pusillus se ha practicado industrialmente durante décadas como sustituto vegetariano del cuajo en la producción de queso.

7. Sistemas Corporales y Áreas de Salud Asociadas

  • Sistema gastrointestinal / digestión de proteínas: Las proteasas están involucradas en muchas funciones biológicas, incluida la digestión de proteínas ingeridas, el catabolismo de proteínas (la descomposición de proteínas viejas) y la señalización celular. Una actividad proteásica adecuada ayuda a mantener niveles saludables de proteínas en sangre, contribuye a la recuperación y apoya la función inmunológica, mientras que las deficiencias pueden provocar molestias digestivas y una mala absorción de nutrientes.
  • Musculoesquelético / disponibilidad de aminoácidos: El contexto principal para la suplementación con proteasa ácida exógena en los estudios clínicos modernos es la mejora de la absorción de aminoácidos a partir de la proteína dietética, particularmente en el contexto de la nutrición deportiva y el soporte de la proteína muscular.
  • Función inmunológica: Las proteasas también desempeñan un papel en la coagulación sanguínea, el apoyo a la inmunidad, la activación de proteínas precursoras, la señalización celular, el reciclaje de proteínas y la apoptosis.
  • Endocrino / metabólico: En un ensayo clínico, Aminogen® coingerido con proteína de suero de leche se asoció con niveles significativamente reducidos de proteína C-reactiva, aunque este hallazgo aislado requiere replicación.
  • Apoyo nutricional / integridad intestinal: Se discute en la literatura científica como potencialmente relevante para pacientes con intestinos clínicamente comprometidos y necesidades elevadas de proteína, aunque la evidencia en humanos aún es limitada.

8. Formas de Dosificación y Dosis Reportadas

Nota importante: Las proteasas ácidas se miden en unidades de actividad enzimática, no solo en masa; una masa dada de producto con baja actividad enzimática no es equivalente a la misma masa con mayor actividad.

  • La dosis para la proteasa ácido-estable (medida en unidades SAP/SAPU) no debe superar 6,800 SAPU por día. Para productos multi-ingrediente que contienen proteasa de A. niger y de A. oryzae, la dosis máxima combinada de ambas fuentes no puede exceder 680,000 HUT y 6,800 SAP por día.
  • En ensayos clínicos en humanos, se han estudiado dosis de 2.5 g y 5 g de Aminogen (proteasas de Aspergillus niger y A. oryzae) coingeridas con 50 g de WPC, en participantes masculinos jóvenes y saludables.
  • Los niveles de actividad típicos de las proteasas ácidas adecuadas incluyen aproximadamente 1,800 unidades SAPU/g para la proteasa de Rhizopus niveus y aproximadamente 2,500 unidades SAPU/g para la proteasa de A. niger. En formulaciones ejemplares, se pueden usar 50 mg de proteasa ácida (con una actividad de 1,800 unidades SAPU/g) solos o en combinación.
  • PepzymeAG, una proteasa ácida de Aspergillus niger utilizada en estudios de digestión in vitro, ha sido caracterizada con una actividad de 75,000 HUT/g.

9. Estatus Regulatorio

La larga historia de uso seguro de A. oryzae por parte de la industria de fermentación alimentaria y la ausencia de producción de aflatoxinas le han otorgado el estatus GRAS (generalmente reconocido como seguro) por parte de la FDA. Aspergillus oryzae y Aspergillus niger están en la lista de sustancias generalmente reconocidas como seguras (GRAS) de la Administración de Alimentos y Medicamentos (FDA) de los Estados Unidos. La carbohidrasa y la proteasa de Aspergillus oryzae están incluidas por la FDA como "sustancias derivadas de microorganismos reconocidas por la FDA como Generalmente Reconocidas como Seguras en Cartas de Opinión".

A. oryzae tiene una larga historia de uso seguro en la producción de ingredientes alimentarios, y se ha utilizado para producir numerosos ingredientes alimentarios que son GRAS. A diferencia de algunos miembros del género Aspergillus, no hay registro de que A. oryzae produzca micotoxinas, y los productos finales derivados de este hongo han mostrado niveles no detectables de toxina T-2, zearalenona, ocratoxina A, esterigmatocistina y aflatoxinas B1, B2, G1 y G2.

10. Consideraciones de Seguridad e Interacciones Conocidas

10.1 Perfil de Seguridad General

Los suplementos de enzimas proteasas se consideran generalmente seguros, con un bajo riesgo de efectos adversos. Los efectos secundarios comunes incluyen síntomas gastrointestinales leves, como hinchazón o molestias, pero estos son poco frecuentes. Pocos estudios han examinado la seguridad de la dosificación repetida de enzimas orales con un sustrato apropiado, y los datos de seguridad a largo plazo de ensayos controlados en humanos siguen siendo limitados.

Aunque las intervenciones con A. oryzae en estudios con animales no siempre reportaron beneficios, no hubo reportes de efectos adversos.

10.2 Alergia e Hipersensibilidad

Los individuos con sensibilidades conocidas a mohos o alergias documentadas a especies de Aspergillus representan la principal población en riesgo elevado. Aspergillus fumigatus y otros aspergilos patógenos relacionados producen proteasas que actúan como alérgenos potentes cuando se inhalan, pero las especies utilizadas en suplementos dietéticos, A. oryzae y A. niger, no son patógenas y están clasificadas como GRAS por la FDA. No obstante, el potencial alergénico documentado de las proteasas de la familia Aspergillus por vía inhalatoria es un contexto importante para las personas sensibles que manipulan polvos enzimáticos a granel.

Se demostró que una proteasa secretada por Aspergillus oryzae provoca inmunidad Th2 e inflamación alérgica en ratones a través de la escisión proteolítica del fibrinógeno. Este hallazgo proviene de un modelo de exposición por vía respiratoria y no es directamente aplicable a la vía oral de los suplementos dietéticos; sin embargo, subraya la necesidad de precaución en contextos ocupacionales o de manejo a granel.

10.3 Preocupaciones sobre Micotoxinas

Debido a cuestiones económicas y de seguridad alimentaria, A. oryzae continúa clasificándose como un taxón separado del estrechamente relacionado A. flavus, un productor predominante de aflatoxinas. La larga historia de uso seguro de A. oryzae por parte de la industria de fermentación alimentaria y la ausencia de producción de aflatoxinas le han otorgado el estatus GRAS por parte de la FDA. La producción con garantía de calidad por parte de fabricantes de buena reputación implica realizar pruebas de ausencia de micotoxinas en las preparaciones enzimáticas finales.

10.4 Inactivación de la Enzima por Cocción

El calor generado durante el procesamiento y la cocción de alimentos generalmente destruye la actividad enzimática antes de la ingestión. Por el contrario, la actividad de las enzimas destinadas a la suplementación dietética debe permanecer intacta para ayudar en la digestión cuando se toman por vía oral. La investigación clínica ha demostrado que una mezcla oral patentada de proteasa fúngica mantiene su actividad después de la dosificación oral.

10.5 Interacciones con Medicamentos y Suplementos

No se reportan interacciones farmacológicas formalmente documentadas o clínicamente establecidas específicas para las proteasas ácidas fúngicas ingeridas por vía oral en la literatura revisada. Casi todas las proteasas aspartílicas conocidas son inhibidas por la pepstatina, lo que sugiere que el uso concurrente de pepstatina (un metabolito natural que ocasionalmente está presente en ciertos suplementos) podría, en teoría, reducir la actividad de la proteasa ácida, aunque esta interacción no ha sido documentada clínicamente a las dosis de suplemento.

10.6 Notas Específicas por Población

Los seres humanos difieren individualmente en su capacidad digestiva de proteínas. Las cantidades excesivas de ingesta de proteínas podrían reducir el porcentaje de absorción de proteínas por el intestino. Las poblaciones con capacidad proteásica endógena reducida —incluidos los adultos mayores, los individuos posteriores a una cirugía bariátrica y aquellos con condiciones asociadas a la hipoclorhidria— representan una población objetivo potencial para la suplementación con proteasa ácida; sin embargo, los ensayos controlados en estos grupos específicos no se han publicado extensamente hasta el momento de escribir este documento.

11. Resumen de la Calidad de la Evidencia

La bioquímica de las proteasas ácidas —su estructura, mecanismo catalítico, pH óptimo y funciones fisiológicas endógenas— está muy bien establecida en la literatura revisada por pares. El uso comercial e industrial de las proteasas ácidas fúngicas en la fermentación de Asia oriental está documentado a lo largo de siglos y corroborado por la investigación microbiológica y bioquímica moderna.

La evidencia de que la suplementación con proteasa ácida exógena mejora la digestión de proteínas y la biodisponibilidad de aminoácidos en humanos saludables es preliminar a moderada. Varios ensayos controlados aleatorizados pequeños y estudios cruzados agudos han reportado aumentos significativos en los aminoácidos séricos posprandiales y en la retención de nitrógeno cuando se coingieren mezclas de proteasas fúngicas (incluidos componentes activos en medio ácido) con proteína dietética. Sin embargo, muchos de estos estudios han sido realizados o financiados por los fabricantes, involucran muestras pequeñas, utilizan mezclas patentadas (lo que dificulta aislar la contribución específica de la fracción activa en medio ácido) y no han sido replicados de forma independiente a gran escala. Los datos in vitro son más consistentes en demostrar una hidrólisis de proteínas mejorada, pero la traducción a resultados de salud humana clínicamente significativos requiere mayor investigación.

Referencias

Condiciones de Salud

Condiciones de salud que Proteasa ácida puede ayudar a apoyar.

  • La proteasa ácida (proteasa ácida fúngica) es activa a niveles de pH gástrico (pH 2.0–4.0), complementando el rango de pH limitado de las proteasas pancreáticas. Se incluye en suplementos de enzimas digestivas de amplio espectro para garantizar la digestión de proteínas en todo el espectro de pH del tracto gastrointestinal. Las proteasas fúngicas estables en medio ácido han sido estudiadas para la hidrólisis del gluten.

Sistemas Corporales

Sistemas corporales que Proteasa ácida puede ayudar a apoyar.

  • No hay sistemas corporales disponibles.
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