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galactooligosacáridos

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Tabla de contenidos

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4'-GalactooligosaccharideAlpha-galactooligosaccharidesB-GOSBeta-galactooligosaccharidesGalacto-oligo-saccharidesGalacto-oligosaccharidesGalactosyl lactoseGalactosyloligosaccharidesGOSOligogalactoseOligogalactosyl lactoseOligogalactosyllactoseOligolactoseTGOSTOSTrans-galacto-oligosaccharidesTrans-galactooligosaccharidesTrans-oligosaccharidesTransgalactooligosaccharidesTransoligosaccharidesα-Galactooligosaccharidesα-GOSβ-Galactooligosaccharidesβ-GOS

Sinopsis

Galactooligosacáridos (GOS)

1. Identidad, química y fuentes naturales

Identidad química

Los galactooligosacáridos (GOS) son oligosacáridos compuestos por diferentes residuos de galactosilo —de 2 a 9 unidades— y una glucosa terminal unidos por enlaces β-glucosídicos, como β-(1–2), β-(1–3), β-(1–4) y β-(1–6). Los GOS son oligosacáridos que contienen galactosa cuyas estructuras químicas varían según la longitud de la cadena, la ramificación y los enlaces glucosídicos; dependiendo del origen de la β-galactosidasa, la galactosa liberada durante la hidrólisis enzimática de la lactosa puede transferirse mediante enlaces glucosídicos β(1→6), β(1→4) o β(1→3).

Los GOS consisten principalmente en compuestos con un grado de polimerización (DP) que varía de 2 a 8, con diversos enlaces glucosídicos. Se han identificado más de 100 moléculas de oligosacáridos diversas en las mezclas de GOS, y algunas de estas estructuras también están presentes en la leche humana, como la 3′-galactosillactosa (3′-GL), la 4′-galactosillactosa (4′-GL) y la 6′-galactosillactosa (6′-GL).

Tipos de GOS

Existen dos tipos principales de GOS: α-GOS y β-GOS. Los α-GOS típicamente contienen entre una y cuatro unidades de galactosa conectadas mediante enlaces alfa y funcionan como reservas de almacenamiento y crioprotectores en órganos vegetales resistentes a las heladas. Otro tipo comprende aislados naturales de la soja: los β-galactooligosacáridos, que incluyen rafinosa, estaquiosa y verbascosa, y que consisten en residuos de galactosa unidos mediante enlaces β-1,6 a la fracción de glucosa de la sacarosa.

La forma de alimento novedoso autorizada comercialmente está compuesta principalmente por GOS, formados por diferentes residuos de galactosilo (de dos a nueve) unidos a una glucosa terminal mediante un enlace β-glucosídico, pero también contiene lactosa y sus monómeros (galactosa y glucosa).

Fuentes naturales

Los GOS se encuentran naturalmente en bajas concentraciones en la leche de muchos animales, incluidos los humanos y las vacas, pero también pueden producirse mediante glucosilación química o biocatálisis. Los GOS son carbohidratos que se encuentran de forma natural en legumbres como las lentejas y los garbanzos, así como en productos lácteos y ciertas hortalizas de raíz.

Los GOS son de especial interés para la nutrición humana debido a la presencia de oligosacáridos estructuralmente relacionados, junto con diferentes estructuras complejas, en la leche materna humana. Presentan notables efectos prebióticos y similitud estructural con los oligosacáridos de la leche humana.

Producción comercial

Estos oligosacáridos se sintetizan a partir de lactosa mediante una reacción de transferencia catalizada por β-galactosidasa, lo que da lugar a la formación de una familia de di- a hexasacáridos, cuyos productos finales dependen del origen de la enzima. También pueden producirse enzimáticamente mediante la transgalactosilación de galactosidasas, y la composición química de los GOS puede variar considerablemente según el origen de la enzima y las condiciones de reacción utilizadas en su producción.

Las β-galactosidasas de Kluyveromyces lactis y Aspergillus oryzae producen principalmente GOS con enlaces β-1,6. La forma comercial de alimento novedoso se produce en forma de jarabe que contiene ≥ 55 % de GOS (p/p sobre materia seca) y se obtiene enzimáticamente mediante dos β-galactosidasas.

Los métodos de producción de GOS incluyen la extracción natural (principalmente a partir de semillas de plantas leguminosas), la hidrólisis de polisacáridos, la síntesis química y la síntesis enzimática mediante la actividad transglucosidasa de la β-galactosidasa. La reacción enzimática presenta las ventajas de ser segura y de alta eficiencia, y no causa contaminación ambiental, siendo actualmente el método principal utilizado.

Formas comerciales y preparaciones

Los GOS están disponibles comercialmente en varias formas, incluidos jarabes, polvos y formas farmacéuticas en cápsulas o tabletas. Se ha autorizado el uso de GOS como ingrediente en fórmulas infantiles a base de leche no exentas, destinadas a lactantes a término, así como en leche y productos lácteos, sopas, productos de panadería, cereales, jugos de fruta y verdura, jaleas y mermeladas, y bebidas no alcohólicas. También ha surgido una nueva generación de sustancias prebióticas GOS libres de lactosa, con el desarrollo de galactooligosacáridos de origen vegetal extraídos de legumbres.

2. Uso tradicional e histórico

A principios del siglo XX, se creía que la elevada acidez de las heces de los lactantes amamantados se debía a la acción de los lactobacilos presentes en la microbiota colónica, y posteriormente se descubrió que el factor estimulante del crecimiento de Lactobacillus bifidus a nivel colónico consistía en una variedad de oligosacáridos presentes en la leche humana.

Los oligosacáridos de la leche humana (HMO) destacan entre los componentes funcionales de la leche materna humana. Aunque los HMO tienen aplicaciones potenciales tanto en lactantes como en adultos, este potencial se ve limitado por las dificultades para fabricar estas estructuras complejas. En consecuencia, se están investigando alternativas funcionales como los galactooligosacáridos, y en la actualidad las fórmulas infantiles se suplementan con galactooligosacáridos para imitar los efectos biológicos de los HMO.

Los oligosacáridos no digeribles (NDO) constituyen un componente importante de la leche humana, y los NDO humanos promueven el crecimiento de una microbiota beneficiosa dominada por bifidobacterias. Se sabe también que algunos NDO humanos previenen directamente la adhesión de patógenos y toxinas. La presencia de una microbiota rica en bifidobacterias se asocia con un menor riesgo de enfermedades atópicas, como la dermatitis atópica, la alergia alimentaria y el asma, y con un menor riesgo de infecciones por patógenos. Por ello, se considera que los oligosacáridos no digeribles son responsables de la menor incidencia de infecciones y enfermedades atópicas observada en lactantes alimentados con leche humana en comparación con los alimentados con fórmula.

Aunque los GOS como ingrediente aislado o enriquecido son un desarrollo relativamente reciente en la ciencia de los alimentos, la base composicional de su uso —la acción bifidogénica selectiva de los oligosacáridos de la leche— se reconoce al menos desde principios del siglo XX en la investigación sobre nutrición infantil. En la actualidad, solo tres ingredientes dietéticos han alcanzado el estatus de prebiótico en la Unión Europea: los fructooligosacáridos (y la inulina), los galactooligosacáridos y la lactulosa.

3. Constituyentes clave y mecanismos de acción

Base estructural de la bioactividad

Los GOS generalmente comprenden de dos a ocho unidades de azúcar, incluidas galactosa y glucosa, que se sintetizan a partir de lactosa como sustrato mediante β-galactosidasa microbiana. La bioactividad de los GOS está determinada estructuralmente: el tipo y la posición de los enlaces glucosídicos, el grado de polimerización y el patrón de ramificación influyen en qué poblaciones bacterianas colónicas los fermentan preferentemente.

Resistencia a la digestión

Los GOS son un componente alimentario indigerible que puede atravesar el tracto gastrointestinal superior de forma relativamente intacta y fermentar en el colon para producir ácidos grasos de cadena corta (AGCC), que a su vez regulan la flora intestinal del organismo. La mayoría de las estructuras de HMO y de GOS relacionadas son resistentes a la hidrólisis por parte de la lactasa intestinal (β-galactosidasa) u otras enzimas del borde en cepillo, y existe evidencia de que la mayoría sobreviven al paso por el intestino delgado y llegan al colon, donde actúan como prebióticos que estimulan el crecimiento de bacterias colónicas beneficiosas.

Fermentación bifidogénica selectiva

Los GOS son prebióticos bifidogénicos y lactogénicos; sin embargo, la utilización de los GOS depende de la cepa bacteriana. Existe evidencia convincente in vivo de que los prebióticos pueden promover el crecimiento de bifidobacterias en el tracto intestinal de lactantes y adultos, y en el caso particular de los GOS, se han reportado aumentos de 2 a 3 logaritmos en el número de bifidobacterias en muestras fecales obtenidas de adultos individuales.

Producción de ácidos grasos de cadena corta

Los AGCC son los productos finales de la fermentación por microorganismos como Bifidobacterium y Lactobacillus. En una prueba in vitro, la microbiota fecal obtenida de lactantes amamantados produjo los mismos AGCC que la obtenida tras la alimentación complementaria con GOS. Los AGCC producidos por la fermentación de fibra dietética aumentan la producción intestinal de GLP-1 y PYY, lo que mejora la secreción de insulina.

Soporte de la barrera intestinal

Los componentes pro y prebióticos, incluidos los GOS, mejoraron por sí mismos los marcadores de permeabilidad colónica, lo que proporciona una justificación para su uso en patologías con una permeabilidad intestinal subyacente aumentada.

Absorción de calcio y minerales

Se han propuesto varios mecanismos para la absorción mineral mejorada por GOS: (1) la fermentación bacteriana de metabolitos ácidos en el colon reduce el pH local del intestino, aumentando así la concentración luminal de iones de calcio e incrementando la absorción pasiva de calcio; (2) los AGCC modifican la carga del calcio, promueven los canales de calcio y aumentan su absorción.

Modulación inmunitaria

Se ha descubierto que los GOS modulan la función inmunitaria, mejoran la absorción de nutrientes (por ejemplo, calcio y hierro), reducen los síntomas relacionados con el estrés y la neuroinflamación, y favorecen la función de la barrera intestinal.

Eje intestino-cerebro

El intestino y el cerebro están íntimamente conectados a través del eje intestino-cerebro, que implica una comunicación bidireccional mediante vías neuronales, endocrinas e inmunitarias. Los GOS son prebióticos que modulan la microbiota intestinal y están implicados en el eje intestino-cerebro (GBA, por sus siglas en inglés), y modelos preclínicos han reportado efectos sobre la neuroquímica, la función cerebral y la cognición.

4. Evidencia científica por área de uso

4.1 Modulación de la microbiota intestinal (efecto bifidogénico)

Fortaleza de la evidencia: Sólida; múltiples ECA en humanos

Los GOS se encuentran entre los prebióticos más establecidos, y numerosos estudios han demostrado que impactan la microbiota intestinal en diversos grupos objetivo, ejerciendo un papel beneficioso sobre la composición y la actividad de la microbiota intestinal, así como sobre los resultados de salud. Un aumento en la abundancia de Bifidobacterium se reporta de manera consistente en todos estos estudios.

Un estudio de Tamai et al. (1992) describió el efecto bifidogénico de 20 días de consumo de 2 g de GOS al día en hombres sanos de entre 25 y 60 años. Además, 1 g de GOS al día durante 21 días aumentó los niveles de bifidobacterias en un estudio con hombres sanos de entre 26 y 57 años.

Los resultados obtenidos en lactantes alimentados con fórmula mostraron que los GOS eran capaces de inducir el desarrollo de una microbiota intestinal similar a la de los lactantes amamantados. Un estudio clínico (Moro et al., 2002) mostró que la suplementación con GOS en una proporción del 90-10 % produjo efectos bifidogénicos similares a la lactancia materna.

Un estudio doble ciego, controlado con placebo y cruzado en mujeres sanas investigó los efectos de la suplementación con GOS en dosis bajas. Dado que los suplementos en forma de cápsulas o tabletas solo pueden contener una cantidad limitada de ingredientes, existe interés en fundamentar dosis bajas de GOS; hasta el momento, solo un número limitado de estudios ha abordado la eficacia de dosis diarias bajas (≤2 g) sobre la composición de la microbiota intestinal en una población sana.

4.2 Salud infantil y alimentación con fórmula

Fortaleza de la evidencia: Moderada a sólida; múltiples ECA en lactantes

Los galactooligosacáridos se utilizan principalmente en la nutrición infantil, en fórmulas de continuación y en leches de crecimiento. Sus beneficios nutricionales son el principal motor de su uso en la nutrición infantil, y los GOS se utilizan en productos alimentarios infantiles como fracciones que imitan a los oligosacáridos de la leche humana. Las fórmulas infantiles suelen contener entre 6 y 8 g de GOS por litro de fórmula.

Diferentes niveles de GOS en la fórmula infantil aumentan la frecuencia de las deposiciones, y en comparación con los lactantes que recibieron fórmula estándar, los lactantes que recibieron suplementos prebióticos tuvieron deposiciones más blandas y una consistencia de las heces similar a la de los lactantes amamantados.

Las preparaciones de GOS se han estudiado en condiciones in vitro e in vivo por sus propiedades bifidogénicas y promotoras de la salud, y cuentan con un estatus generalmente reconocido como prebiótico eficaz. Sus aplicaciones en la nutrición infantil están bien establecidas; sin embargo, el impacto preciso y a largo plazo de la inclusión de GOS sobre el desarrollo de la microbiota y sus consecuencias para el desarrollo del huésped requieren investigaciones adicionales significativas.

4.3 Síndrome del intestino irritable (SII)

Fortaleza de la evidencia: Moderada; ECA pequeños con hallazgos positivos pero no del todo consistentes

Una investigación clínica examinó la eficacia de un nuevo trans-galactooligosacárido prebiótico en pacientes con SII. En total, 44 pacientes con SII positivo según criterios de Roma II completaron un ensayo clínico controlado, cruzado, paralelo y unicéntrico de 12 semanas de duración. Los pacientes fueron aleatorizados para recibir 3,5 g/día de prebiótico, 7 g/día de prebiótico, o 7 g/día de placebo. Los síntomas del SII se monitorearon semanalmente y se puntuaron según una escala Likert de 7 puntos. También se monitorearon los cambios en la microflora fecal, la frecuencia y forma de las deposiciones, la evaluación global subjetiva (SGA), la ansiedad, la depresión y las puntuaciones de calidad de vida.

El prebiótico aumentó significativamente las bifidobacterias fecales (3,5 g/día, P < 0,005; 7 g/día, P < 0,001). El prebiótico a 7 g/día mejoró significativamente la SGA (P < 0,05) y las puntuaciones de ansiedad (P < 0,05). El galactooligosacárido actuó como prebiótico, estimulando específicamente las bifidobacterias intestinales en pacientes con SII, y fue eficaz para aliviar los síntomas.

Un estudio posterior exploró enfoques combinados de GOS y dieta baja en FODMAP. Un ensayo aleatorizado, controlado con placebo, de tres brazos, incluyó a 69 pacientes adultos con SII según criterios de Roma III de atención secundaria en el Reino Unido, quienes fueron aleatorizados a una dieta simulada con suplemento placebo (control), o a una dieta baja en FODMAP (LFD) suplementada con placebo o con 1,4 g/día de B-GOS durante 4 semanas.

4.4 Constipación

Fortaleza de la evidencia: Moderada; ECA en adultos, incluidas personas mayores

Los GOS desempeñan un papel importante en el alivio de la intolerancia a la lactosa y en la prevención de la constipación. Un ensayo clínico demostró que las mujeres con constipación que tomaron GOS durante 3 semanas mostraron un alivio significativo de los síntomas de constipación (Teuri y Korpela, 1998). Los prebióticos aumentan la capacidad de retención de agua en el intestino; estos movimientos aumentan el peso y la frecuencia de las deposiciones, suavizan las heces y reducen el tiempo de tránsito.

4.5 Función inmunitaria: adultos y personas mayores

Fortaleza de la evidencia: Moderada; ECA controlados con placebo en poblaciones de edad avanzada

El envejecimiento se asocia con una reducción del número de bifidobacterias colónicas beneficiosas y con una inmunidad deteriorada. Un estudio doble ciego, controlado con placebo y cruzado, evaluó el efecto de una mezcla prebiótica de GOS (B-GOS) sobre la función inmunitaria y la composición de la microflora fecal en sujetos mayores sanos. En este estudio, 44 sujetos de edad avanzada fueron asignados aleatoriamente a recibir tratamiento con placebo o con B-GOS (5,5 g/día), consumiendo los tratamientos durante 10 semanas, seguidas de un período de lavado de 4 semanas antes de cambiar al otro tratamiento durante las 10 semanas finales.

Un estudio posterior examinó la influencia de una mezcla de galactooligosacáridos (B-GOS) sobre la microbiota intestinal, los parámetros inmunitarios y la metabonómica en personas mayores (Vulevic et al., 2015).

Los resultados primarios en los ensayos con GOS en adultos han variado, abarcando indicadores inmunitarios, absorción de hierro, bienestar mental y salud intestinal.

4.6 Prevención de alergias en lactantes

Fortaleza de la evidencia: Preliminar a moderada; varios ECA, pero los resultados requieren replicación

Un estudio (2009) mostró que la suplementación con GOS en lactantes de alto riesgo redujo las respuestas totales de inmunoglobulinas, moduló las respuestas alérgicas y redujo la IgE. La presencia de una microbiota rica en bifidobacterias se asocia con un menor riesgo de enfermedades atópicas, como la dermatitis atópica, la alergia alimentaria y el asma.

Un ensayo aleatorizado, doble ciego y controlado con placebo realizado por Kukkonen et al. (2007) examinó el uso de probióticos y galactooligosacáridos prebióticos en la prevención de enfermedades alérgicas. Más recientemente, una búsqueda en PubMed arrojó ensayos clínicos publicados en 2025 que abarcan temas como los efectos de simbióticos que contienen GOS sobre los resultados alérgicos en lactantes tras la suplementación materna.

4.7 Absorción de minerales (calcio y hierro)

Fortaleza de la evidencia: Moderada; ECA cruzados doble ciego en humanos

Los efectos beneficiosos de los GOS sobre la absorción de calcio y la mineralización ósea se han demostrado en mujeres posmenopáusicas (Abrams et al., 2005). Un ensayo cruzado doble ciego (Whisner et al., 2013) halló que los galactooligosacáridos aumentan la absorción de calcio y las bifidobacterias intestinales en niñas jóvenes.

Entre los mecanismos propuestos: la fermentación bacteriana de metabolitos ácidos en el colon reduce el pH intestinal, aumentando las concentraciones luminales de iones de calcio y la absorción pasiva de calcio. Un estudio (Scholz-Ahrens et al., 2002) demostró en ratas y cerdos ovariectomizados que la administración de GOS disminuyó el pH intestinal, aumentó la mineralización ósea, inhibió la degradación ósea inducida por deficiencia de estrógenos y preservó la estructura ósea. Los datos en animales no pueden extrapolarse directamente a los humanos, y la evidencia clínica en esta área, aunque prometedora, sigue siendo limitada.

4.8 Diarrea del viajero

Fortaleza de la evidencia: Moderada; un ECA doble ciego con potencia estadística adecuada

Los prebióticos han despertado interés por su capacidad de influir positivamente en la composición de la microbiota colónica, aumentando así la resistencia a infecciones y enfermedades diarreicas. Un estudio evaluó la eficacia de una mezcla prebiótica de galactooligosacáridos (B-GOS) sobre la gravedad y/o la incidencia de la diarrea del viajero en sujetos sanos. El estudio fue de diseño paralelo, aleatorizado, doble ciego y controlado con placebo, en 159 voluntarios sanos que viajaron durante un mínimo de 2 semanas a un país de bajo o alto riesgo de diarrea del viajero, comparando el producto en investigación B-GOS con un placebo de maltodextrina. Los resultados mostraron diferencias significativas entre el grupo B-GOS y el grupo placebo en cuanto a la incidencia (P < 0,05) y la duración (P < 0,05) de la diarrea del viajero.

4.9 Eje intestino-cerebro, ansiedad y bienestar mental

Fortaleza de la evidencia: Preliminar; ECA pequeños con resultados prometedores pero mixtos que requieren replicación

Un estudio publicado en Scientific Reports (Johnstone et al., 2021) reportó efectos de la intervención con GOS sobre la ansiedad rasgo autorreportada, el sesgo atencional y la abundancia bacteriana, sugiriendo que la suplementación dietética con un prebiótico GOS podría mejorar los indicadores de ansiedad preclínica. Los resultados mostraron que la suplementación con GOS mejoró los niveles de ansiedad autorreportados, redujo el sesgo atencional hacia estímulos negativos y promovió el crecimiento de Bifidobacterium, alterando así la composición del microbioma intestinal de los participantes.

Un ensayo posterior, más amplio, doble ciego y controlado con placebo, intentó replicar y ampliar estos hallazgos. Este ensayo incluyó a 83 mujeres sanas (de 17 a 25 años) que recibieron GOS o placebo durante 28 días, con evaluaciones al inicio, al final y 28 días después de la suplementación. El resultado primario fue la ansiedad rasgo; los resultados secundarios incluyeron los niveles cerebrales de GABA y glutamato en la corteza prefrontal dorsolateral, la corteza cingulada anterior y el giro occipital inferior (medidos mediante 1H-MRS), y la composición del microbioma intestinal.

La ansiedad rasgo no difirió significativamente entre grupos al final del estudio, aunque las tendencias favorecieron una menor ansiedad en el grupo de GOS en el seguimiento (p = 0,069). El GOS redujo el GABA, con significancia de tendencia, en el giro occipital inferior y la corteza prefrontal dorsolateral en participantes con alta ansiedad, con efectos que persistieron en el seguimiento. El GOS aumentó la abundancia de Bifidobacterium (p = 0,001), pero no afectó la diversidad general del microbioma.

Las revisiones y metaanálisis sobre la eficacia de los prebióticos para reducir la sintomatología de ansiedad son mixtos, y demandan la realización de más ensayos bien controlados en participantes humanos.

Un estudio cruzado independiente de Dahl et al. (2023) evaluó los efectos de FOS y GOS sobre marcadores biológicos de estrés. Ese estudio tuvo como objetivo determinar los efectos de los fructooligosacáridos (FOS) y los galactooligosacáridos (GOS) sobre marcadores biológicos de estrés e inflamación, así como sobre síntomas de salud mental en adultos. Esto refleja el estado mixto de la evidencia en esta área emergente.

4.10 Salud metabólica (obesidad y prediabetes)

Fortaleza de la evidencia: Preliminar; ECA pequeños, hallazgos metabólicos mixtos

Los GOS, como fibra soluble no digerible con propiedades prebióticas, promueven el crecimiento de bacterias beneficiosas como bifidobacterias y lactobacilos, que producen AGCC que mejoran la sensibilidad a la insulina y el metabolismo de la glucosa. Sin embargo, un estudio clave de gastroenterología citado en la literatura —"Supplementation of Diet With Galacto-oligosaccharides Increases Bifidobacteria, but Not Insulin Sensitivity, in Obese Prediabetic Individuals" (Gastroenterology, 2017)— encontró que, si bien se confirmó el efecto bifidogénico de los GOS, no se demostró mejora en la sensibilidad a la insulina en una población obesa y prediabética. Esto subraya la importancia de distinguir entre los efectos sobre la microbiota y los resultados metabólicos posteriores.

Un ensayo clínico aleatorizado, doble ciego, controlado con placebo y de brazos paralelos en humanos obesos comparó el impacto ecológico y fisiológico de los GOS y de cepas probióticas cuando se usaron solos o en combinaciones simbióticas. Aunque las combinaciones simbióticas evaluadas en este estudio no demostraron sinergia funcional, los hallazgos mostraron claramente que los componentes pro y prebióticos, por sí mismos, mejoraron los marcadores de permeabilidad colónica.

Actualmente se están realizando ensayos clínicos que investigan el uso de GOS en aplicaciones como los efectos sobre los niveles de glucosa en sangre en adultos sanos y la enfermedad de injerto contra huésped tras trasplantes alogénicos de células madre.

5. Sistemas corporales y áreas de salud asociadas

  • Sistema gastrointestinal: Estimulación selectiva de bacterias beneficiosas (particularmente Bifidobacterium y Lactobacillus); producción de AGCC; mejora de la consistencia de las heces y del tiempo de tránsito; soporte de la integridad de la barrera intestinal; alivio de la constipación; manejo de los síntomas del SII.
  • Sistema inmunitario: Modulación de parámetros inmunitarios innatos y adaptativos; reducción de la sensibilización alérgica (particularmente la enfermedad atópica en lactantes); soporte de la inmunosenescencia en poblaciones de edad avanzada.
  • Metabolismo esquelético/mineral: Mayor absorción de calcio, hierro, zinc y magnesio mediante la reducción del pH intestinal y mecanismos mediados por AGCC; posibles efectos sobre la mineralización ósea.
  • Desarrollo infantil: Imitación estructural de los oligosacáridos de la leche humana; desarrollo de una microbiota dominada por bifidobacterias en lactantes alimentados con fórmula; normalización de las deposiciones.
  • Sistema nervioso / salud mental (emergente): Evidencia clínica preliminar de efectos ansiolíticos a través del eje intestino-cerebro en mujeres jóvenes sanas; reducción de la secreción de la hormona del estrés (cortisol); modulación de la neuroquímica cerebral (GABA/glutamato); los efectos son preliminares y requieren ensayos confirmatorios más amplios.
  • Resistencia a enfermedades infecciosas: Reducción de la incidencia y duración de la diarrea del viajero en un ECA controlado.
  • Salud metabólica (emergente): Efectos bifidogénicos confirmados en individuos obesos/prediabéticos; hasta la fecha no se han demostrado mejoras directas en la sensibilidad a la insulina en ensayos clínicos.

6. Formas de dosificación y dosis reportadas

Los GOS están disponibles comercialmente en forma de jarabe líquido, polvo y en cápsulas o tabletas. Las dosis reportadas en estudios clínicos varían considerablemente según la población y la indicación:

  • Fórmula infantil: Las fórmulas infantiles suelen contener entre 6 y 8 g de GOS por litro de fórmula.
  • Fórmula infantil (regulatorio): La determinación GRAS de Nestlé cubre el uso a un nivel que proporciona hasta 7,8 g de GOS por litro de fórmula reconstituida o lista para tomar.
  • SII (adultos): Dosis de ensayo clínico de 3,5 g/día y 7 g/día de trans-GOS.
  • Función inmunitaria en personas mayores: Un estudio cruzado doble ciego utilizó B-GOS a 5,5 g/día durante períodos de 10 semanas.
  • SII combinado con dieta baja en FODMAP: 1,4 g/día de B-GOS durante 4 semanas.
  • Prevención de la diarrea del viajero: Se ha demostrado que 5,5 g al día (48 % GOS) son eficaces.
  • Efecto bifidogénico general en adultos sanos: 2 g de GOS/día durante 20 días (Tamai et al., 1992); 1 g de GOS/día durante 21 días también aumentó las bifidobacterias en hombres sanos.
  • Rango de seguridad clínica: Los estudios clínicos con GOS a niveles de hasta 8,55 g/L en lactantes y niños, y dosis de GOS de hasta 15 g/día en adultos, han demostrado que es seguro y bien tolerado.
  • Investigación con dosis ultrabajas (ex vivo): Las dosis compatibles con cápsulas evaluadas incluyen 0,5, 0,75, 1,83 y 3,65 g, observándose efectos bifidogénicos con estos niveles más bajos.

7. Seguridad, tolerabilidad e interacciones

Estatus regulatorio

A solicitud de la Comisión Europea, se pidió al Panel de la EFSA sobre Nutrición, Alimentos Novedosos y Alérgenos Alimentarios que emitiera un dictamen sobre la extensión del uso de los galactooligosacáridos como alimento novedoso conforme al Reglamento (UE) 2015/2283. El alimento novedoso es un jarabe que contiene ≥ 57 % p/p de GOS (p/p sobre materia seca), compuesto por diferentes residuos de galactosilo unidos a una glucosa terminal mediante un enlace β-glucosídico, que también contiene lactosa y sus monómeros constituyentes. El alimento novedoso ya está autorizado y se incluye en la lista de la Unión de alimentos novedosos.

El Panel de la EFSA concluyó que el alimento novedoso, compuesto por ≥ 57 % de GOS sobre materia seca, lactosa y sacáridos relacionados, es seguro en las condiciones de uso propuestas.

La FDA de EE. UU. ha revisado múltiples notificaciones GRAS para los GOS, autorizando su uso en fórmulas infantiles a base de leche no exentas para lactantes a término, a un nivel de hasta 7,2 g de GOS/L de fórmula reconstituida o lista para alimentar, así como en leche y productos lácteos, sopas, productos de panadería, cereales, jugos de fruta y verdura, jaleas y mermeladas, y bebidas no alcohólicas.

Tolerabilidad gastrointestinal

Los ensayos clínicos han demostrado generalmente que los GOS son muy bien tolerados en lactantes, adolescentes, adultos, personas mayores y durante el embarazo, y los efectos secundarios gastrointestinales (por ejemplo, hinchazón) solo se observaron con dosis más altas en la mayoría de las investigaciones. Los GOS en forma de suplemento son, en general, muy bien tolerados, incluso en individuos que reaccionan a otros prebióticos (por ejemplo, FOS y lactulosa), y también en pacientes que reaccionan a fuentes alimentarias de GOS (es decir, legumbres).

Se señala que la ingesta total en el nivel medio más alto (8,7-22,0 g/día) está por debajo de la ingesta adecuada (IA) de 25 g/día de fibra dietética establecida para garantizar una laxación normal en adultos, mientras que el percentil 95 más alto (27,2-41,6 g/día) supera dicha IA. Al sumar el uso máximo como suplemento alimentario a la ingesta combinada del percentil 95 más alto proveniente de todas las categorías de alimentos propuestas y autorizadas, se estima una ingesta total de hasta 58 g de GOS/día. Este nivel máximo de ingesta superaría la IA de fibra dietética; sin embargo, no se ha establecido un nivel máximo de ingesta tolerable para la fibra dietética, y solo pueden relacionarse síntomas gastrointestinales transitorios con una ingesta elevada de fibra.

Toxicología preclínica

Tres estudios publicados de administración oral repetida subcrónica con GOS en ratas no reportaron efectos adversos toxicológicamente relevantes, incluso con las dosis más altas evaluadas. Los GOS no producen efectos adversos relacionados con el artículo de prueba en ratas jóvenes a dosis de hasta 3 g de GOS/kg de peso corporal/día, excepto por un aumento del peso del ciego. El agrandamiento cecal no se correlacionó con cambios histopatológicos y se revirtió por completo tras un período de recuperación de 14 días. El agrandamiento cecal es un hallazgo común en las pruebas de toxicología en roedores con sustancias no digeribles.

Contenido de lactosa y alergia a la leche

Dado que la forma comercial predominante de GOS se produce a partir de lactosa y contiene lactosa, galactosa y glucosa residuales como co-constituyentes, esto es relevante para las personas con intolerancia a la lactosa o alergia a la leche de vaca. La prevalencia de la intolerancia a la lactosa y la alergia a la leche de vaca va en aumento en lactantes y niños pequeños, y la mayoría de los prebióticos destinados a lactantes se producen a partir de materias primas lácteas. Ha surgido una nueva generación de sustancias prebióticas GOS libres de lactosa, con el desarrollo de galactooligosacáridos de origen vegetal extraídos de legumbres.

Riesgo de alergia — reactividad cruzada con ostras/ascidias

Las primeras reacciones alérgicas se reportaron en trabajadores japoneses dedicados a la apertura de ostras, quienes desarrollaron anafilaxia tras el consumo de bebidas de ácido láctico suplementadas con GOS. Posteriormente se demostró que esto se debía a la reactividad cruzada de los GOS con el antígeno Hoya, derivado de ascidias marinas presentes en las conchas de ostras. Se trata de un hallazgo poco común y específico de una ocupación determinada, pero representa un evento adverso documentado en la literatura científica.

Interacciones

Hasta la fecha, no se han establecido interacciones farmacocinéticas de los GOS con fármacos en la literatura clínica revisada por pares, según la base de evidencia actual. Dado que los GOS ejercen sus efectos principalmente en el colon mediante la fermentación microbiana, más que por absorción sistémica, no se anticipan interacciones farmacológicas directas. Los GOS no se digieren ni se absorben hasta llegar al intestino grueso, donde se hidrolizan a glucosa y galactosa y posteriormente son metabolizados por la microbiota intestinal a ácidos grasos de cadena corta, CO₂ y gas H₂. Teóricamente, dado que los GOS alteran la composición de la microbiota colónica, podrían influir indirectamente en el metabolismo de sustancias coadministradas cuya biotransformación involucra a la flora intestinal, aunque no se han documentado interacciones específicas en ensayos controlados en humanos.

Referencias

Condiciones de Salud

Condiciones de salud que galactooligosacáridos puede ayudar a apoyar.

  • Los galactooligosacáridos (GOS) se encuentran entre los prebióticos con mayor respaldo científico para la salud intestinal de lactantes y niños, y se utilizan ampliamente en fórmulas infantiles. Múltiples estudios clínicos confirman que la suplementación con GOS en lactantes mantiene niveles elevados de bifidobacterias fecales, favorece heces más blandas y modula la microbiota intestinal de manera favorable en comparación con las fórmulas no suplementadas. Los GOS son recomendados en fórmulas infantiles por las guías internacionales de nutrición pediátrica.

  • Los galactooligosacáridos (GOS) son fibras prebióticas que promueven el crecimiento de Bifidobacterium en el intestino del lactante y del niño, y se han utilizado en fórmulas infantiles para favorecer el desarrollo inmunitario. Los GOS combinados con cepas probióticas redujeron significativamente la incidencia y la gravedad de las infecciones respiratorias (IR) en múltiples ECA de gran tamaño. Los GOS también potencian la actividad de los macrófagos y la producción de IgA intestinal, ambas relevantes para la inmunidad de las mucosas.

  • EstreñimientoCientífico

    Los galactooligosacáridos (GOS) son fibras prebióticas incluidas en estudios de mezclas de fibra para el estreñimiento. Un ECA pediátrico de una mezcla de fibra que contenía transgalactooligosacáridos e inulina (8 semanas, n=135 niños) mostró resultados comparables a la lactulosa para el estreñimiento infantil. Los GOS fermentan selectivamente por acción de Bifidobacterium, aumentando el bolo fecal y mejorando el tránsito intestinal.

  • Los galactooligosacáridos (GOS) son prebióticos bien establecidos, sintetizados a partir de lactosa, que promueven selectivamente el crecimiento de Bifidobacterium y Lactobacillus. Se incorporan en fórmulas infantiles como análogos de los HMO y se encuentran entre los prebióticos con mayor evidencia proveniente de ECA en humanos para la modulación de la microbiota intestinal.

  • Los galacto-oligosacáridos (GOS) son prebióticos con evidencia clínica de ECA sobre los efectos en el eje intestino-cerebro en humanos. Un estudio controlado mostró que el consumo de GOS redujo la ansiedad y aumentó las poblaciones microbianas intestinales beneficiosas en mujeres jóvenes sanas. Los GOS alimentan selectivamente a las especies de Bifidobacterium, promueven la producción de SCFA y GABA, y modulan las vías neuroinflamatorias.

  • Los galactooligosacáridos (GOS) cuentan con evidencia de ECA específica para el SII. Un ECA doble ciego controlado con placebo (Silk et al., Aliment Pharmacol Ther 2009, n=44 pacientes con SII) encontró que 3.5 g/día de GOS mejoraron significativamente la consistencia de las heces, la hinchazón y las puntuaciones de ansiedad en pacientes con SII, junto con cambios beneficiosos en la microbiota. A diferencia de los prebióticos con mayor contenido de FODMAP, el GOS en dosis bajas parece ser tolerable y directamente beneficioso en el SII.

  • Los galactooligosacáridos (GOS) son prebióticos que se han estudiado específicamente para la intolerancia a la lactosa en múltiples ensayos clínicos. Un ensayo aleatorizado, doble ciego, multicéntrico y controlado con placebo con 377 sujetos encontró que la suplementación con GOS durante 30 días redujo significativamente los síntomas de la IL (intolerancia a la lactosa) y desplazó el microbioma fecal hacia bacterias fermentadoras de lactosa. El GOS ejerce su beneficio al enriquecer selectivamente Bifidobacterium y otras especies colónicas metabolizadoras de lactosa.

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