Leucina piroglutamato

Leucina piroglutamato (Piroglutamil-leucina)

Identidad y caracterización química

Nombres y química sistemática

La leucina piroglutamato — también conocida como piroglutamil-leucina, pyroGlu-Leu, pEL, o L-piroglutamil-L-leucina — es un dipéptido de origen natural compuesto por dos residuos de aminoácidos: ácido piroglutámico (piroglutamato; 5-oxoprolina) en el extremo N-terminal, unido covalentemente a L-leucina en el extremo C-terminal mediante un enlace peptídico estándar.

Su fórmula molecular es C₁₁H₁₈N₂O₄, y está registrado en la base de datos PubChem bajo el Compound ID (CID) 152417. El compuesto se denomina formalmente L-piroglutamil-L-leucina según la convención IUPAC, lo que refleja la estereoespecificidad de ambos residuos constituyentes. En química sintética, la forma de ácido libre se ha caracterizado como cristales blancos con un punto de fusión de 152°–154 °C, y una rotación óptica [α]_D^23°C de −19.35° (c 1.0, MeOH).

Los péptidos piroglutamilo (pGlu) se forman mediante la ciclación intramolecular de un residuo de glutamina o ácido glutámico en la posición N-terminal de los péptidos. Este proceso puede ocurrir de forma endógena o durante el procesamiento de alimentos que contienen los péptidos. Factores como el calor, la alta presión y las modificaciones enzimáticas contribuyen a la formación de pGlu. La reacción puede ser catalizada por el calor, la glutamil-peptido ciclotransferasa o la glutaminil ciclasa.

El ácido piroglutámico se forma a través de la ciclación intramolecular de residuos N-terminales de glutamina (Q) o ácido glutámico (E) mediante procesos tanto no enzimáticos como enzimáticos. Esta transformación puede ocurrir en condiciones fisiológicas y está influenciada por factores como la temperatura, el pH, la actividad enzimática y la presión.

El papel del residuo pGlu en la bioactividad del péptido no está completamente establecido, aunque se cree que el anillo hidrofóbico de γ-lactama mejora la estabilidad del péptido frente a la degradación por proteasas gastrointestinales.

Relación estructural con sus aminoácidos constituyentes

El fragmento N-terminal, el ácido piroglutámico (5-oxoprolina; ácido L-piroglutámico; fórmula molecular C₅H₇NO₃), es un derivado cíclico de la glutamina formado por deshidratación intramolecular del grupo amino hacia la amida de la cadena lateral. La glutamina es estable en estado seco pero inestable en solución acuosa, donde experimenta hidrólisis del grupo amida de la cadena lateral para producir glutamato y amoníaco, y a temperaturas elevadas se cicla para formar piroglutamato. El residuo C-terminal, la L-leucina (CID 6106), es un aminoácido esencial de cadena ramificada estándar. Su unión mediante enlace peptídico produce la estructura dipéptida única de la leucina piroglutamato.

Fuentes naturales y presencia en alimentos

El pyroGlu-Leu está ampliamente distribuido en hidrolizados de proteínas alimentarias, como los hidrolizados de gluten de trigo y de gluten de maíz, así como en alimentos fermentados japoneses producidos por Aspergillus oryzae, como el vino de arroz japonés conocido como sake, la pasta de soya fermentada salada conocida como miso, y un tipo de salsa de soya, el shoyu.

El pyroGlu-Leu también está presente en los hidrolizados enzimáticos de gluten de maíz y de pescado, así como en ciertos alimentos fermentados tradicionales japoneses.

Aunque inicialmente se asumió que todos los péptidos presentes en los alimentos se degradan en aminoácidos durante los procesos de digestión y absorción, se ha demostrado que algunos péptidos pueden resistir la digestión por proteasas y pueden absorberse directamente en la sangre. Se ha descubierto que los péptidos de los alimentos tienen funciones biológicas además de ser fuentes de aminoácidos. Los hidrolizados de proteínas alimentarias y los alimentos fermentados contienen péptidos piroglutamilo, que se generan espontáneamente a partir de péptidos con un residuo glutaminilo en el extremo amino durante el almacenamiento y el procesamiento.

En cuanto a las concentraciones cuantificadas en alimentos específicos, el sake contiene aproximadamente 1.0–1.5 mg/100 mL de pyroGlu-Leu. Tanto el miso como el shoyu contienen cantidades mayores de pyroGlu-Leu que el sake. Los productos comerciales de sake (n = 5) contenían pyroGlu-Leu en concentraciones que oscilaban entre 40 y 60 μM (10–15 mg/L).

El vino de arroz japonés, el sake, se elabora a partir de arroz al vapor, agua y ácido láctico mediante "fermentación paralela múltiple" con moho (Aspergillus oryzae) y levadura (Saccharomyces cerevisiae). Se identificaron diecinueve péptidos piroglutamilo en sake disponible comercialmente; entre ellos, el pyroGlu-Leu y el pyroGlu-Gln fueron los componentes principales. El contenido de pyroGlu-Leu en la masa de fermentación del sake aumentó durante los procesos de fermentación. Sin embargo, la levadura inoculada en masa previamente calentada no produjo pyroGlu-Leu. Además, la adición de ¹³C-Leu a la masa no aumentó la proporción de pyroGlu-¹³C-Leu respecto a pyroGlu-¹²C-Leu. Por otro lado, la digestión de arroz al vapor con proteasas de A. oryzae aumentó el contenido de pyroGlu-Leu. Estos datos, en conjunto, indican que la producción de pyroGlu-Leu en la fermentación del sake está mediada por las proteasas de A. oryzae que actúan sobre el sustrato proteico del arroz, en lugar de por la levadura o la ciclación no enzimática por sí solas.

Hidrolizados proteicos industriales

Se ha informado que los péptidos derivados de alimentos producen una variedad de actividades promotoras de la salud. Los péptidos piroglutamilo están presentes en el hidrolizado de gluten de trigo. Los hidrolizados de gluten de maíz y de trigo se digirieron utilizando pancreatina y leucina aminopeptidasa; los péptidos resultantes se identificaron mediante cromatografía de exclusión por tamaño y HPLC de fase inversa con espectrometría de masas en tándem (MS/MS). Las estructuras de los péptidos indigeribles se confirmaron mediante LC-MS/MS en modo de monitoreo de múltiples reacciones. Todos los péptidos indigeribles en el digerido de exopeptidasas eran péptidos diprolilo y di- y tripiroglutamilo. La resistencia a la digestión por exopeptidasas es una característica clave del pyroGlu-Leu que lo distingue de los dipéptidos comunes y sustenta su capacidad de llegar intacto a la circulación tras la ingesta oral.

Uso tradicional e histórico

La leucina piroglutamato como compuesto aislado e identificado es producto de la investigación moderna en química de alimentos; no se ha documentado ningún uso tradicional discreto del dipéptido purificado en la literatura médica histórica. Sin embargo, el compuesto existe en concentraciones medibles en alimentos fermentados con una larga historia de uso dietético en las culturas del este de Asia.

El sake no solo se consume como bebida alcohólica, sino que también se utiliza como condimento en platos tradicionales japoneses. El miso y el shoyu (salsa de soya) tienen de manera similar siglos de uso en la cocina japonesa y en las tradiciones de alimentos funcionales. La observación empírica de asociaciones con la salud atribuidas a los productos de granos y legumbres fermentados en las tradiciones dietéticas del este de Asia —incluido su uso para la salud digestiva y el apoyo hepático— puede reflejar en parte, retrospectivamente, la presencia de péptidos piroglutamilo bioactivos, incluido el pyroGlu-Leu. Sin embargo, ninguna fuente histórica identificó específicamente al pyroGlu-Leu como el constituyente activo, y cualquier conexión causal de este tipo sigue siendo especulativa en ausencia de química analítica histórica. El compuesto se aisló y caracterizó formalmente por primera vez a partir del hidrolizado de gluten de trigo en investigaciones modernas revisadas por pares a principios de la década de 2000.

Un péptido hepatoprotector, la piroglutamil leucina (pyroGlu-Leu), se identificó en el hidrolizado de gluten de trigo mediante un enfoque de fraccionamiento guiado por actividad in vivo basado en la hepatitis aguda inducida por D-galactosamina en ratas y el fraccionamiento de péptidos mediante enfoque isoeléctrico preparativo a gran escala sin anfolinas. Este descubrimiento representa el evento fundacional en el reconocimiento científico del compuesto.

Constituyentes clave y compuestos activos

La leucina piroglutamato es en sí misma la única entidad bioactiva de interés; es un dipéptido y no un extracto botánico que contiene múltiples constituyentes. Su actividad se atribuye a la estructura intacta del dipéptido, donde tanto el fragmento piroglutamilo N-terminal como el residuo de leucina C-terminal contribuyen al reconocimiento biológico y a los efectos.

Se han reportado algunas propiedades promotoras de la salud para los péptidos pGlu, incluidas actividades hepatoprotectoras, antidepresivas y antiinflamatorias. Sin embargo, el papel del residuo pGlu en la bioactividad del péptido no está completamente establecido, aunque se cree que el anillo hidrofóbico de γ-lactama mejora la estabilidad del péptido frente a la degradación por proteasas gastrointestinales.

Las características estructurales clave relevantes para la bioactividad son:

• Resistencia a la degradación proteolítica: Los péptidos piroglutamilo de cadena corta son resistentes a la digestión por endoproteinasas y exopeptidasas. Esta resistencia, conferida por el extremo N-terminal bloqueado (ciclado), permite que el dipéptido intacto sobreviva el paso a través del tracto gastrointestinal e ingrese a la circulación sistémica.
• Absorción y biodisponibilidad: Los niveles de las formas libre y peptídica del ácido piroglutámico aumentaron significativamente y alcanzaron un máximo (aproximadamente 40 nmol/mL) a los 15 y 30 minutos después de la administración en experimentos de sangre portal de rata tras la ingesta de hidrolizado de gluten de trigo que contenía péptidos piroglutamilo. También se ha realizado la identificación de péptidos derivados de alimentos en sangre humana tras la ingesta de hidrolizados de gluten de maíz y de trigo, lo que proporciona evidencia adicional de absorción sistémica, aunque los datos cuantitativos detallados publicados en humanos siguen siendo limitados.
• Actividad del péptido intacto: Péptidos pequeños como los di- o tripéptidos pueden absorberse principalmente mediante difusión paracelular, difusión pasiva transcelular, transcitosis y transporte mediado por transportadores.

Mecanismos de acción

Estudios revisados por pares han identificado varios mecanismos distintos a través de los cuales el pyroGlu-Leu ejerce sus efectos biológicos observados, principalmente en modelos preclínicos (in vitro y en animales):

Señalización antiinflamatoria: inhibición de las vías NF-κB y MAPK

El pyroGlu-Leu inhibe la respuesta inflamatoria inducida por LPS mediante el bloqueo de las vías NF-κB y MAPK en macrófagos RAW 264.7. Más específicamente, el pyroGlu-Leu suprimió de manera dependiente de la dosis la degradación de IκBα y la fosforilación de MAPK (JNK, ERK y p38) en células RAW 264.7 estimuladas con LPS. Esta inhibición de doble vía —dirigida tanto a la vía canónica de NF-κB como a las quinasas MAPK activadas por estrés— sugiere un efecto supresor amplio sobre la activación de factores de transcripción inflamatorios.

Inhibición de la óxido nítrico sintasa inducible (iNOS) en hepatocitos

Se ha reportado que la piroglutamil leucina (pyroGlu-Leu), un péptido aislado del hidrolizado de gluten de trigo, es un compuesto hepatoprotector en la insuficiencia hepática aguda. En el hígado inflamado, las citocinas proinflamatorias, incluyendo la interleucina (IL)-1β y el factor de necrosis tumoral (TNF)-α, estimulan la inducción de la óxido nítrico sintasa inducible (iNOS). La producción excesiva de óxido nítrico (NO) por la iNOS es un biomarcador inflamatorio en la lesión hepática.

La IL-1β estimuló el aumento de la producción de NO en hepatocitos, y este efecto fue inhibido por el pyroGlu-Leu. El pyroGlu-Leu disminuyó la expresión de la proteína iNOS y de su ARNm. Experimentos de transfección con construcciones de iNOS-luciferasa revelaron que el pyroGlu-Leu inhibió tanto la transactivación del promotor de iNOS como la estabilización de su ARNm. El pyroGlu-Leu también disminuyó la expresión de un transcrito antisentido del gen iNOS, involucrado en la estabilidad del ARNm de iNOS. Sin embargo, el pyroGlu-Leu no tuvo efectos sobre la degradación de IκB ni sobre la activación de NF-κB. Este último hallazgo indica que el mecanismo de supresión de iNOS en hepatocitos opera a través de una vía independiente de IκB/NF-κB —distinta del mecanismo observado en macrófagos— y señala a la regulación transcripcional y postranscripcional como la vía hepatoprotectora principal.

Regulación al alza de péptidos antimicrobianos intestinales (α-defensinas)

Al centrarse en la producción de péptidos antimicrobianos intestinales, los investigadores encontraron que el pyroGlu-Leu aumentó significativamente el nivel de péptidos de 4962 Da, que se identificaron como el propéptido de la ratusina o defensina alfa 9, en el íleon. También se observaron fragmentos peptídicos trípticos aumentados de la ratusina en el lumen. El pyroGlu-Leu modula la microbiota intestinal al aumentar la secreción de péptidos antimicrobianos del huésped clasificados como α-defensina en ratas. Este mecanismo —que estimula las α-defensinas derivadas de las células de Paneth— representa un mecanismo indirecto de modulación de la microbiota que no requiere actividad antimicrobiana directa por parte del dipéptido en sí.

Evidencia científica por área de uso

1. Actividad antiinflamatoria

Tipo de evidencia: In vitro (cultivo celular), modelo animal

Los macrófagos RAW 264.7 se trataron con LPS y varias concentraciones de piroglutamil-leucina (pyroGlu-Leu), -valina (pyroGlu-Val), -metionina (pyroGlu-Met) y -fenilalanina (pyroGlu-Phe). La viabilidad/proliferación celular y diversos parámetros inflamatorios se midieron mediante métodos establecidos, incluidos ELISA y western blotting. Todos los dipéptidos evaluados inhibieron significativamente la secreción de óxido nítrico, factor de necrosis tumoral (TNF)-α e interleucina (IL)-6 de los macrófagos RAW 264.7 estimulados con LPS. Sobre todo, el pyroGlu-Leu inhibió la secreción de todos estos mediadores inflamatorios incluso a la dosis más baja (200 μg/mL).

Solidez de la evidencia: Preliminar. Este trabajo se realizó enteramente en una línea celular de macrófagos murinos (RAW 264.7), que no replica la complejidad de la inflamación sistémica humana. No se han publicado ensayos clínicos en humanos que evalúen los efectos antiinflamatorios del pyroGlu-Leu administrado por vía oral, según la literatura disponible. Las dosis in vitro utilizadas (200 μg/mL y superiores) son concentraciones farmacológicas que podrían no ser alcanzables fisiológicamente mediante el consumo oral. Los resultados solo generan hipótesis.

2. Actividad hepatoprotectora

Tipo de evidencia: Modelo animal (rata), in vitro (hepatocitos primarios)

Los estudios han demostrado que la administración oral de piroglutamil leucina (pyroGlu-Leu o pEL), identificada inicialmente en el hidrolizado de gluten de trigo, atenúa la hepatitis en modelos animales. El descubrimiento inicial involucró un enfoque de fraccionamiento guiado por actividad in vivo usando hepatitis aguda inducida por D-galactosamina en ratas. Los resultados indicaron que el pyroGlu-Leu presente en el sake se produce a partir de proteínas del arroz mediante la digestión con proteasas de A. oryzae, y se ha demostrado que atenúa la hepatitis y la colitis en modelos animales.

El mecanismo en las células hepáticas se estudió posteriormente in vitro: los investigadores examinaron hepatocitos estimulados con citocinas proinflamatorias como un "modelo de inflamación in vitro" simple para determinar los efectos protectores hepáticos del pyroGlu-Leu y sus mecanismos de acción, planteando la hipótesis de que el pyroGlu-Leu inhibe la inducción de la expresión del gen iNOS, lo que resulta en la atenuación de la inflamación hepática. Estas hipótesis se confirmaron mediante los hallazgos transcripcionales y postranscripcionales descritos en la sección de mecanismos anterior.

Solidez de la evidencia: Únicamente preclínica. La evidencia se limita a modelos de lesión hepática aguda en roedores y a cultivos celulares de hepatocitos de rata. No existen datos clínicos en humanos sobre los efectos hepatoprotectores en la literatura revisada por pares. La relevancia del modelo de hepatitis aguda por D-galactosamina para la enfermedad hepática crónica humana o para la hepatoprotección dietética es incierta.

3. Modulación de la microbiota intestinal y actividad anticolítica

Tipo de evidencia: Modelos animales (ratones con colitis inducida por DSS, ratas con dieta rica en grasas)

Los investigadores encontraron previamente el péptido antiinflamatorio pyroGlu-Leu en el hidrolizado enzimático de gluten de trigo. El objetivo fue elucidar la mejoría de la colitis mediante la administración oral de pyroGlu-Leu en un modelo animal. La colitis aguda se indujo con sulfato de dextrano sódico (DSS), y se administraron por sonda oral varias concentraciones de pyroGlu-Leu durante 7 días. Una dosis de 0.1 mg/kg de peso corporal/día mostró la mejoría más significativa. La concentración de pyroGlu-Leu aumentó significativamente 24 horas después de la administración oral, tanto en el intestino delgado como en el colon, en comparación con el valor inicial.

La administración oral de dosis muy bajas (0.1–1.0 mg/kg de peso corporal) de pyroGlu-Leu puede normalizar las alteraciones en la microbiota colónica de ratones con colitis inducida por sulfato de dextrano sódico (DSS).

En cuanto a la disbiosis inducida por dieta rica en grasas: la dieta rica en grasas aumentó considerablemente la proporción de Firmicutes/Bacteroidetes en las heces de ratas, en comparación con la dieta de control. La administración oral de pyroGlu-Leu (1 mg/kg de peso corporal) atenuó significativamente la disbiosis inducida por la dieta rica en grasas.

El mecanismo propuesto involucró la regulación al alza de péptidos antimicrobianos de la inmunidad innata: el pyroGlu-Leu administrado por vía oral atenúa la disbiosis al aumentar el péptido antimicrobiano del huésped, la ratusina. Se ha demostrado que los péptidos piroglutamilo de cadena corta, como la piroglutamil-leucina presente en condimentos tradicionales japoneses y en hidrolizados de proteínas alimentarias, atenúan la colitis y la disbiosis en modelos animales tras la administración oral a dosis de 0.1–1.0 mg/kg de peso corporal, dosis menores que las de los prebióticos y probióticos que ejercen un efecto similar. El pyroGlu-Leu modula la microbiota intestinal al aumentar la secreción de péptidos antimicrobianos del huésped clasificados como α-defensina en ratas.

También se han identificado péptidos piroglutamilo anticolíticos en el sake: se reportó que tres péptidos piroglutamilo del vino de arroz japonés, compuestos por pyroGlu-Tyr, pyroGlu-Asn-Ile y pyroGlu-Leu, tienen efectos anticolíticos en ratones.

Solidez de la evidencia: Únicamente preclínica. Todos los datos sobre microbiota intestinal y colitis provienen de modelos murinos y de rata. No se han publicado ensayos controlados aleatorizados en humanos que examinen los efectos del pyroGlu-Leu sobre la disbiosis intestinal, la enfermedad inflamatoria intestinal o la composición del microbioma. Las dosis utilizadas en los estudios en roedores (0.1–1.0 mg/kg de peso corporal) deben considerarse con cautela al extrapolarlas a contextos terapéuticos humanos, ya que las diferencias entre especies en la fisiología intestinal, la biología de las defensinas y la composición del microbioma son sustanciales.

4. Actividad de tipo antidepresivo

Tipo de evidencia: Modelo animal (ratones), farmacología conductual

Se reportó un efecto de tipo antidepresivo de péptidos piroglutamilo derivados de alimentos en ratones en un estudio de 2015 publicado en Neuropeptides. Se investigaron los efectos del L-pGlu y de péptidos piroglutamilo sobre la depresión, la ansiedad, la analgesia y la locomoción utilizando la prueba de natación forzada (FST), el laberinto elevado en cruz (EPM), la prueba de la placa caliente y la prueba de campo abierto. Se trató a ratones BALB/c de forma aguda por vía intraperitoneal con ácido piroglutámico-leucina (pGlu-Leu; 10 mg/kg; n=10) o vehículo.

Solidez de la evidencia: Preliminar y exclusivamente en animales. Pruebas conductuales como la FST y la prueba de suspensión de la cola son herramientas de detección estándar en roedores para efectos de tipo antidepresivo, pero su validez predictiva respecto a la eficacia antidepresiva clínica en humanos es imperfecta y controvertida. La vía de administración en estos experimentos (inyección intraperitoneal) difiere de la vía oral típicamente relevante para la suplementación dietética, lo que limita la relevancia traslacional directa. No se han identificado ensayos clínicos en humanos sobre los efectos del pyroGlu-Leu en el estado de ánimo, la depresión o la ansiedad en la literatura revisada por pares.

5. Propiedades sensoriales — modulación del umami/sabor

Se cree que los péptidos pGlu tienen características diferentes, especialmente sabores amargos y umami, y por lo tanto pueden afectar las propiedades sensoriales de los alimentos que los contienen. El pyroGlu-Leu se ha detectado en preparaciones tradicionales japonesas de salsa de soya en el contexto de investigaciones sobre compuestos potenciadores del umami en estos condimentos. Esta es una observación de ciencia del sabor, no una afirmación terapéutica, pero contextualiza la relevancia más amplia del compuesto en la investigación de alimentos fermentados.

6. Actividad antiobesidad y metabólica (preliminar)

Los resultados de al menos un estudio sugieren que los péptidos piroglutamilo hidrofóbicos de cadena corta presentes en el miso son eficaces para suprimir la obesidad inducida por una dieta rica en grasas en modelos animales. Esta investigación, centrada en la fracción de péptidos piroglutamilo del miso, concuerda con los datos de disbiosis intestinal que muestran la atenuación de los cambios inducidos por la dieta rica en grasas en la proporción Firmicutes/Bacteroidetes, y con el papel conocido de la composición de la microbiota intestinal en la regulación metabólica. Sin embargo, este trabajo no se ha confirmado en estudios en humanos específicos para el pyroGlu-Leu.

Sistemas corporales y áreas de salud asociadas

Con base en la evidencia disponible revisada por pares, se ha estudiado la leucina piroglutamato en relación con los siguientes sistemas corporales:

• Sistema gastrointestinal: Atenuación de la colitis, modulación de la microbiota intestinal (reducción de la disbiosis), estimulación de la producción de péptidos antimicrobianos intestinales en el íleon.
• Sistema hepático / hígado: Actividad hepatoprotectora en modelos de lesión hepática aguda; inhibición del óxido nítrico inflamatorio mediado por iNOS en hepatocitos.
• Sistema inmunológico: Inhibición de la activación de macrófagos y de la secreción de citocinas proinflamatorias (TNF-α, IL-6, NO); modulación de la inmunidad intestinal innata mediante la regulación al alza de α-defensinas.
• Sistema nervioso central: Efectos conductuales de tipo antidepresivo en modelos de ratón (preliminar, exclusivamente en animales).
• Sistema metabólico: Evidencia preliminar de atenuación de la disbiosis metabólica inducida por dieta rica en grasas y posiblemente de cambios relacionados con la obesidad en la microbiota intestinal.

Se han reportado algunas propiedades promotoras de la salud para los péptidos pGlu en general, incluidas actividades hepatoprotectoras, antidepresivas y antiinflamatorias.

Dosis: formas y cantidades reportadas en investigación

Ningún organismo regulador (FDA, EFSA, EMA, Health Canada) ha establecido una ingesta dietética recomendada, una ingesta adecuada o un nivel máximo de ingesta tolerable para la leucina piroglutamato como suplemento aislado. Toda la información sobre dosis a continuación proviene directamente de estudios preclínicos revisados por pares y no debe interpretarse como dosis terapéuticas validadas para humanos.

• Modelo anticolitis / disbiosis (ratones y ratas, administración oral): La administración oral de dosis muy bajas de 0.1–1.0 mg/kg de peso corporal de pyroGlu-Leu puede normalizar las alteraciones en la microbiota colónica de ratones con colitis inducida por sulfato de dextrano sódico (DSS). Una dosis de 0.1 mg/kg de peso corporal/día mostró la mejoría más significativa en el modelo de colitis por DSS.
• Modelo de disbiosis por dieta rica en grasas (ratas): La administración oral de pyroGlu-Leu a 1 mg/kg de peso corporal atenuó significativamente la disbiosis inducida por la dieta rica en grasas.
• Cultivo celular antiinflamatorio: El pyroGlu-Leu inhibió la secreción de todos los mediadores inflamatorios incluso a la dosis más baja de 200 μg/mL en el sistema de ensayo con macrófagos RAW 264.7.
• Efecto de tipo antidepresivo (ratones, intraperitoneal): El pGlu-Leu se administró a 10 mg/kg (n=10) mediante inyección intraperitoneal en estudios conductuales en ratones.
• Contexto de fuente alimentaria natural: El sake contiene aproximadamente 1.0–1.5 mg/100 mL de pyroGlu-Leu. Tanto el miso como el shoyu contienen cantidades mayores de pyroGlu-Leu que el sake. Los alimentos fermentados se consumen en la dieta, mientras que los hidrolizados proteicos generalmente se consumen como suplementos.

Los investigadores señalaron que las dosis eficaces contra la disbiosis en modelos animales fueron menores que las dosis de prebióticos y probióticos que ejercen un efecto similar, lo que resalta la potencia aparente del pyroGlu-Leu a bajas concentraciones en sistemas preclínicos.

Consideraciones de seguridad

La leucina piroglutamato no ha sido sometida a programas formales de evaluación toxicológica (como estudios de toxicidad multidosis en ratas, ensayos de genotoxicidad o evaluaciones de toxicidad reproductiva) que se hayan publicado en la literatura revisada por pares accesible. No se ha identificado ninguna monografía de seguridad de la Oficina de Suplementos Dietéticos de los NIH, la EFSA, la EMA, ni de ningún organismo comparable, para el pyroGlu-Leu como suplemento aislado.

Las siguientes observaciones fácticas provenientes de la investigación son relevantes para una evaluación de seguridad:

• Contexto de exposición dietética: El pyroGlu-Leu está ampliamente distribuido en hidrolizados de proteínas alimentarias, como los hidrolizados de gluten de trigo y de gluten de maíz, así como en alimentos fermentados japoneses producidos por Aspergillus oryzae. Las poblaciones que consumen dietas tradicionales japonesas han ingerido de forma crónica pyroGlu-Leu como componente alimentario sin efectos adversos documentados atribuidos específicamente a este compuesto, aunque esto es observacional y no una evaluación de seguridad controlada.
• Dosis en modelos preclínicos: Las dosis en modelos animales de 0.1–1.0 mg/kg de peso corporal/día (por vía oral) produjeron efectos biológicos medibles sin toxicidad manifiesta reportada en los estudios publicados. No se ha identificado en la literatura accesible información sobre dosis letal (LD50) o nivel sin efecto adverso observado (NOAEL) para el pyroGlu-Leu aislado.
• Viabilidad celular en estudios con macrófagos: La viabilidad/proliferación celular se midió mediante métodos establecidos en el estudio antiinflamatorio con macrófagos, lo que sugiere que los efectos inhibitorios del péptido sobre los mediadores inflamatorios no se debieron a citotoxicidad en las dosis evaluadas (200 μg/mL y superiores), aunque los criterios formales de citotoxicidad fueron un control metodológico y no un estudio de seguridad exhaustivo.
• Consideraciones sobre la fuente de gluten de trigo: El hidrolizado de gluten de trigo es una fuente común de pyroGlu-Leu tanto en investigación como en aplicaciones comerciales. Las personas con enfermedad celíaca o sensibilidad al gluten no celíaca podrían querer evaluar si persisten epítopos de gluten inmunogénicos residuales en una preparación determinada, ya que esto sería una consideración específica del producto y no relacionada con el pyroGlu-Leu en sí.
• Ausencia de datos clínicos de seguridad en humanos: No se ha identificado ningún ensayo clínico en humanos que reporte eventos adversos, tolerabilidad o resultados de seguridad para la suplementación con pyroGlu-Leu aislado en la literatura revisada por pares. La brecha entre las dosis en modelos animales y las dosis suplementarias equivalentes en humanos, y la ausencia de datos farmacocinéticos en humanos específicos para el pyroGlu-Leu, significan que el perfil de seguridad en humanos no puede caracterizarse a partir de la evidencia actual.
• Datos de interacción con medicamentos: No se han identificado estudios revisados por pares que examinen interacciones farmacocinéticas o farmacodinámicas de la leucina piroglutamato con medicamentos.

Estado actual de la investigación y limitaciones de la evidencia

La investigación científica sobre la leucina piroglutamato es un campo activo pero en etapa temprana, centrado principalmente en grupos de investigación japoneses de ciencia de alimentos (notablemente asociados con la Universidad de Kyoto y la Universidad Prefectural de Kyoto) y en el contexto más amplio de la investigación de péptidos bioactivos. Se ha demostrado que algunos péptidos piroglutamilo de cadena corta tienen actividades in vivo e in vitro, pero el conjunto de evidencia clínica humana publicada específicamente sobre el pyroGlu-Leu sigue estando ausente según la literatura disponible. Todos los beneficios de salud alegados se basan en experimentos de cultivo celular in vitro o en modelos animales. El compuesto no ha sido evaluado por ningún organismo regulador nacional o internacional importante como ingrediente de suplemento con un perfil de eficacia o seguridad establecido. Una revisión de 2019 en Food Science and Human Wellness aborda la presencia, propiedades e importancia biológica de los péptidos piroglutamilo derivados de diferentes fuentes alimentarias, proporcionando un contexto más amplio para comprender el lugar del pyroGlu-Leu dentro de esta clase de péptidos.

Referencias

• PubChem — Pyroglutamylleucine, CID 152417 (NIH National Library of Medicine)
• Hirai S, et al. Anti-inflammatory effect of pyroglutamyl-leucine on lipopolysaccharide-stimulated RAW 264.7 macrophages. Life Sciences. 2014;117(1):1–6. doi:10.1016/j.lfs.2014.08.017
• Anti-inflammatory effect of pyroglutamyl-leucine on lipopolysaccharide-stimulated RAW 264.7 macrophages — ScienceDirect
• Shirako S, et al. Pyroglutamyl leucine, a peptide in fermented foods, attenuates dysbiosis by increasing host antimicrobial peptide. npj Science of Food. 2019;3:18. doi:10.1038/s41538-019-0050-z (PMC Full Text)
• Shirako S, et al. Pyroglutamyl leucine, a peptide in fermented foods, attenuates dysbiosis by increasing host antimicrobial peptide. npj Science of Food. 2019 (Nature Publishing Group)
• Wada S, et al. Ingestion of low dose pyroglutamyl leucine improves dextran sulfate sodium-induced colitis and intestinal microbiota in mice. J Agric Food Chem. 2013;61(37):8807–8813. doi:10.1021/jf402515a
• Oishi M, et al. pyroGlu-Leu inhibits the induction of inducible nitric oxide synthase in interleukin-1β-stimulated primary cultured rat hepatocytes. Nitric Oxide. 2015;44:81–87. doi:10.1016/j.niox.2014.12.005
• Kiyono T, et al. Identification of Pyroglutamyl Peptides in Japanese Rice Wine (Sake): Presence of Hepatoprotective PyroGlu-Leu. J Agric Food Chem. 2013;61(47):11660–11667. doi:10.1021/jf404381w
• Kiyono T, et al. Identification of pyroglutamyl peptides in Japanese rice wine (sake): presence of hepatoprotective pyroGlu-Leu. PubMed record
• Occurrence of Indigestible Pyroglutamyl Peptides in an Enzymatic Hydrolysate of Wheat Gluten Prepared on an Industrial Scale. J Agric Food Chem. 1998;46:3403–3405. doi:10.1021/jf980603i
• Occurrence of the Free and Peptide Forms of Pyroglutamic Acid in Plasma from the Portal Blood of Rats. J Agric Food Chem. 2006;54(19):6984–6988. doi:10.1021/jf0611421
• Gazme B, et al. Occurrence, properties and biological significance of pyroglutamyl peptides derived from different food sources. Food Science and Human Wellness. 2019;8(3):268–274. doi:10.1016/j.fshw.2019.05.002
• Occurrence, properties and biological significance of pyroglutamyl peptides derived from different food sources — SciOpen
• Sato K, Shirako S. Pyroglutamyl peptides in Japanese fermented foods and protein hydrolysate enhance production of host-antimicrobial peptides and ameliorate microbial imbalance. In: Microbiome, Immunity, Digestive Health and Nutrition. 2022:255–265. doi:10.1016/B978-0-12-821232-5.00018-5
• Effects of Pyroglutamyl Peptides on Depression, Anxiety and Analgesia in Mice. International Journal of Medical Research & Health Sciences
• Semantic Scholar — Identification of pyroglutamyl peptides in Japanese rice wine (sake): presence of hepatoprotective pyroGlu-Leu