IngredientesLa leucil-L-isoleucina, abreviada sistemáticamente como L-Leu-L-Ile o Leu-Ile, es un dipéptido de origen natural formado por la unión covalente de los dos aminoácidos de cadena ramificada (BCAA) L-leucina (residuo N-terminal) y L-isoleucina (residuo C-terminal) mediante un enlace peptídico estándar. La leucil-isoleucina es un dipéptido compuesto por leucina e isoleucina. Es un producto incompleto de la degradación proteica derivado de la digestión o el catabolismo de proteínas.
El compuesto está registrado en la base de datos PubChem bajo el CID 435718. Su fórmula molecular es C12H24N2O3. Ambos aminoácidos constituyentes pertenecen a la familia de aminoácidos de cadena ramificada (BCAA); la L-isoleucina es un aminoácido esencial y uno de los tres BCAA presentes en todas las proteínas, al igual que la L-leucina. El dipéptido es distinto de su isómero de secuencia, la L-isoleucil-L-leucina (Ile-Leu, CID 73949006), en la cual las posiciones de los residuos están invertidas, una distinción que, como se analiza en la sección de evidencia científica a continuación, tiene una relevancia biológica medible.
Debido a que tanto la leucina como la isoleucina poseen cadenas laterales exclusivamente alifáticas y no polares, la L-Leu-L-Ile se clasifica como un dipéptido completamente hidrofóbico. Los dipéptidos con al menos un residuo hidrofóbico —que carece de un grupo funcional— como Val, Leu, Ile y Phe tienen una alta propensión a formar estructuras cristalinas divididas en capas hidrofóbicas e hidrofílicas.
El comportamiento en estado sólido de la L-Leu-L-Ile ha sido estudiado con detalle cristalográfico por Görbitz, en la Universidad de Oslo. La L-Leu-L-Ile (LI) se ha obtenido en dos hidratos distintos: un hidrato 0,75 (código de referencia CSD ETIWIN) isoestructural con el análogo Leu-Val, y un hidrato 2,5 con extensos canales de agua (código de referencia CSD HIZCOJ). A diferencia de varios otros dipéptidos con dos residuos hidrofóbicos, la L-Leu-L-Ile no había sido obtenida previamente como solvato de alcohol, sino que formó estos dos hidratos distintos; la formación de un cocristal se logró utilizando una solución de 2,2,2-trifluoroetanol. La estructura resultante se divide en capas hidrofílicas e hidrofóbicas.
La arquitectura de enlaces de hidrógeno característica de este tipo de estructuras en capas se ha descrito en detalle: las capas hidrofílicas incluyen cadenas cabeza-cola en las que dos de los tres átomos de H amino N-terminales actúan como donantes y el grupo carboxilato C-terminal como aceptor, además de una cadena que utiliza el grupo N–H peptídico como donante; el tercer átomo de H amino encuentra un aceptor en una cadena lateral polar o, cuando ambos residuos son hidrofóbicos, en una molécula de disolvente cocristalizada.
La L-Leu-L-Ile no es un órgano vegetal o animal aislado en el sentido botánico tradicional; más bien, es un dipéptido que surge de manera endógena como producto de la digestión proteolítica de las proteínas de la dieta. Cualquier alimento que contenga proteína con residuos de L-leucina y L-isoleucina en posiciones de secuencia adyacentes puede, tras la hidrólisis enzimática en el tracto gastrointestinal o durante el procesamiento de alimentos, generar este dipéptido.
Se ha establecido que la proteína de suero de leche (whey) es una fuente particularmente rica a partir de la cual se pueden generar este y otros dipéptidos de BCAA relacionados. En estudios previos se demostró que la proteína de suero dietética aumentaba el contenido de glucógeno en el músculo esquelético y el hígado en ratas entrenadas mediante ejercicio; sin embargo, se sabía poco sobre si los ingredientes individuales de la proteína de suero estimulan la acumulación de glucógeno en el músculo esquelético, y el objetivo de investigaciones posteriores fue identificar péptidos bioactivos en hidrolizados de proteína de suero (WPH, por sus siglas en inglés) que estimularan la captación de glucosa y la tasa de síntesis de glucógeno en el músculo esquelético. Los dipéptidos que contienen aminoácidos de cadena ramificada (BCAA) en el WPH se identificaron mediante LC/MS/MS; en estudios previos se había demostrado que la proteína de suero dietética aumentaba el contenido de glucógeno en el músculo esquelético y el hígado en ratas entrenadas mediante ejercicio. Los dipéptidos que contienen BCAA Ile-Val, Leu-Val, Val-Leu, Ile-Ile, Leu-Ile, Ile-Leu y Leu-Leu se detectaron en el WPH mediante LC/MS/MS.
La detección plasmática tras la ingestión confirma que estos dipéptidos cruzan intactos la barrera intestinal y entran en la circulación sistémica. Los niveles plasmáticos de dipéptidos tras la ingestión de WPH fueron extremadamente bajos en comparación con los niveles de leucina; por ejemplo, los niveles plasmáticos de Leu-Ile se midieron en 1,7 (EE 0,2) nmol/l en el grupo de WPH. Estos dipéptidos no se detectaron en el grupo de aminoácidos libres, lo que confirma que su presencia en el plasma es atribuible específicamente a la forma hidrolizada de la proteína de la dieta y no a la suplementación con aminoácidos libres.
De manera más amplia, los dipéptidos que contienen BCAA, incluyendo Leu-Ile, surgen de forma natural a partir de la hidrólisis enzimática de una amplia variedad de proteínas de origen animal. El dipéptido puede prepararse mediante cualquier método de producción, incluyendo un método de extracción/purificación de una sustancia derivada de fuentes naturales obtenida por hidrólisis de un producto natural o proteína, un método de síntesis química en el que se forma un enlace peptídico entre aminoácidos mediante un método en fase sólida o líquida, o un método de síntesis bioquímica en el que los aminoácidos se enlazan utilizando una enzima o microorganismo.
La leucil-L-isoleucina, como entidad química discreta e identificada, no tiene un historial documentado de uso medicinal tradicional o popular por parte de ninguna cultura o período específico. Este compuesto no podía ser aislado ni identificado por los practicantes tradicionales; su existencia como molécula bioactiva distinta solo se hizo reconocible con el advenimiento de la química de péptidos moderna, las técnicas analíticas de LC/MS/MS y la investigación de hidrolizados de proteínas a finales del siglo XX y principios del siglo XXI.
El contexto histórico de su descubrimiento se encuentra en el uso tradicional, ya establecido desde hace mucho tiempo, de alimentos proteicos fermentados, hidrolizados o parcialmente digeridos —como productos lácteos fermentados, alimentos de soja fermentados y caldos de hueso— en muchas culturas. Estas preparaciones generan hidrolizados proteicos ricos en di- y tripéptidos del tipo que ahora se sabe incluye a la Leu-Ile como componente. Sin embargo, atribuir cualquier efecto de salud específico de dichos alimentos tradicionales concretamente a la Leu-Ile como compuesto aislado sería especulativo y no está respaldado por la literatura científica disponible. La investigación científica del compuesto comenzó con el estudio sistemático de péptidos bioactivos derivados de hidrolizados de proteína de suero, principalmente en las décadas de 2000 y 2010.
La leucil-L-isoleucina es en sí misma la única entidad activa considerada; no se trata de un extracto que contenga múltiples constituyentes. Su actividad biológica deriva directamente de su estructura dipeptídica, específicamente:
El mecanismo principal establecido en la investigación preclínica es la estimulación de la captación de glucosa en el músculo esquelético mediante la translocación del transportador de glucosa tipo 4 (GLUT-4) a la membrana plasmática a través de vías de señalización que operan independientemente de la cascada clásica del receptor de insulina. La estimulación de la captación de glucosa por parte de Ile-Leu fue completamente inhibida mediante el tratamiento con LY294002 (un inhibidor de la PI3-cinasa) o GF109203X (un inhibidor de la proteína cinasa C atípica), tanto en células L6 como en músculos aislados, lo que indica que la vía requiere tanto la fosfoinositida 3-cinasa (PI3K) como la proteína cinasa C atípica (aPKC). Estos resultados sugieren que los dipéptidos bioactivos que contienen BCAA en el WPH estimulan la captación de glucosa en el músculo esquelético a través de las vías de la PI3-cinasa y la aPKC, lo que resulta en un aumento del contenido de glucógeno en el músculo esquelético.
Esto tiene relevancia mecanística porque la vía de señalización de la insulina opera a través de la PI3K seguida de Akt (PKB), que a su vez fosforila a AS160 para desencadenar la translocación de las vesículas de GLUT-4. El péptido promueve la captación de glucosa en células como las células musculares y hepáticas, particularmente las células musculares; en las células musculares, la insulina se une a un receptor de insulina, provocando la activación de la fosfoinositida 3-cinasa (PI3K) en sentido descendente de la señal del receptor de insulina, y luego, a través de varias transducciones de señales, se transloca el transportador de glucosa-4 (GLUT-4) a la superficie de la célula. La participación de la aPKC en lugar de la PKB/Akt convencional sugiere una vía de movilización de GLUT-4 parcialmente superpuesta pero distinta.
En apoyo del carácter independiente de la insulina de este efecto: la L-isoleucina (un aminoácido constituyente de la Leu-Ile) ha sido investigada por separado; una administración oral única a ratas SD redujo significativamente el nivel de glucosa plasmática a los 30 y 60 minutos en una prueba de tolerancia oral a la glucosa, mientras que los niveles de insulina plasmática también fueron más bajos que los del grupo control, revelando que la secreción de insulina no se vio afectada. El análisis de la vía de señalización en miotubos C2C12 sugirió que, de forma similar a la leucina, la PI3K y la PKC estaban implicadas en la mejora de la captación de glucosa por la isoleucina.
Más allá de la captación aguda de glucosa, el dipéptido parece promover la síntesis de glucógeno en etapas posteriores. Ile-Leu aumentó el contenido de glucógeno en músculos aislados. Los músculos aislados se incubaron con o sin 1 mM de dipéptidos junto con inhibidores, seguido de la medición de la captación de 2-desoxiglucosa; los músculos aislados se incubaron durante 3 horas con o sin 1 mM de Ile-Leu para determinar la tasa de síntesis de glucógeno. También se ha demostrado que el isómero de secuencia Leu-Ile es activo en el contexto de la translocación de GLUT-4 en el músculo esquelético de roedores in vivo (véase la sección 6 a continuación).
La leucina es un activador bien establecido de la vía diana mecanística de la rapamicina (mTOR). Entre los diversos aminoácidos, se sabe que la leucina promueve la síntesis de proteínas en el músculo esquelético mediante la activación del factor de señalización mTOR. La investigación sobre hidrolizados de proteína de suero —que contienen Leu-Ile y dipéptidos relacionados— ha planteado la hipótesis de que los dipéptidos que contienen BCAA podrían contribuir a la señalización mediada por mTOR a concentraciones más bajas que las requeridas por la leucina libre sola: ciertos péptidos bioactivos en el WPH también podrían activar la S6K1 mediante fosforilación sin activar la mTOR; los niveles plasmáticos de dipéptidos se elevaron marcadamente tras la ingestión de WPH. Se requieren estudios adicionales para determinar si estos dipéptidos causaron la estimulación de la señalización de mTOR a concentraciones plasmáticas más bajas que la leucina. Esto sigue siendo una hipótesis abierta; ningún estudio ha aislado aún específicamente la Leu-Ile ni ha medido su efecto independiente sobre la señalización de mTOR in vivo.
Nivel de evidencia: Preclínico (in vitro y en animales); no existen ensayos clínicos publicados en humanos específicos para la Leu-Ile aislada.
El estudio fundacional fue realizado por Morifuji, Koga, Kawanaka y Higuchi (2009) en Meiji Seika Kaisha Ltd., publicado en el Journal of Nutritional Science and Vitaminology. El objetivo de este estudio fue identificar péptidos bioactivos en hidrolizados de proteína de suero (WPH) que estimularan la captación de glucosa y la tasa de síntesis de glucógeno en el músculo esquelético; los dipéptidos que contienen BCAA en el WPH se identificaron mediante LC/MS/MS; se utilizaron miotubos L6 y músculos epitrocleares aislados para los ensayos de captación de glucosa. Los dipéptidos que contienen BCAA Ile-Val, Leu-Val, Val-Leu, Ile-Ile, Leu-Ile, Ile-Leu y Leu-Leu se detectaron en el WPH mediante LC/MS/MS; estos dipéptidos causaron una estimulación significativa en la tasa de captación de glucosa en los miotubos L6.
Se especificó la concentración utilizada en los experimentos de incubación de células y tejidos: los miotubos y músculos se incubaron con o sin 1 mM de dipéptidos, LY294002 (un inhibidor de la fosfoinositida 3-cinasa) o GF102903X (un inhibidor de la proteína cinasa C atípica), seguido de la medición de la captación de 2-desoxiglucosa. Empleando miotubos L6 de rata y músculos epitrocleares aislados, Morifuji et al. demostraron que los dipéptidos bioactivos que contienen aminoácidos de cadena ramificada en el hidrolizado de proteína de suero (Ile-Val, Leu-Val, Val-Leu, Ile-Ile, Leu-Ile, Ile-Leu) estimulan significativamente la captación de glucosa en los miotubos L6, mientras que Ile-Leu, el componente principal en el hidrolizado de proteína de suero, también estimula la captación de glucosa en músculos aislados.
Un estudio en animales posterior abordó específicamente el isómero de secuencia Leu-Ile in vivo. Este estudio (Morato, Lollo, Moura et al., publicado en Food Chemistry, 2013) utilizó ratas Wistar divididas en siete grupos. Cuarenta y nueve animales se dividieron en 7 grupos (n = 7) y recibieron por sonda oral 30% de glucosa más 0,55 g/kg de masa corporal de los siguientes componentes del WPH: (a) control; (b) WPH; (c) L-isoleucina; (d) L-leucina; (e) L-leucina más L-isoleucina; (f) dipéptido L-isoleucil-L-leucina; (g) dipéptido L-leucil-L-isoleucina. Después de recibir estas soluciones, los animales fueron sacrificados y se analizó el GLUT-4 mediante western blot; adicionalmente, también se determinaron el glucógeno, la glucemia, la insulina y los aminoácidos libres mediante métodos estándar. De los componentes del WPH evaluados, el aminoácido L-isoleucina y el péptido L-leucil-L-isoleucina mostraron una mayor eficiencia en la translocación de GLUT-4 a la membrana plasmática.
Este estudio en roedores es importante porque identificó a la L-Leu-L-Ile (no a la L-Ile-L-Leu) como el isómero de secuencia más activo en el contexto de la translocación de GLUT-4, medida mediante western blot en fracciones de membrana plasmática del músculo esquelético. La dosis utilizada fue de 0,55 g/kg de masa corporal, administrada por sonda oral. El estudio se realizó en animales en ayunas y previamente estimulados mediante ejercicio. Las limitaciones incluyen la naturaleza exclusivamente preclínica del diseño, el tamaño reducido de los grupos (n = 7 por grupo) y el hecho de que la vía mecanística no se disecó farmacológicamente en este experimento particular.
La implicación más amplia —que la L-Leu-L-Ile puede promover la captación muscular de glucosa y el almacenamiento de glucógeno mediante un mecanismo independiente de la insulina— se ha replicado conceptualmente en múltiples estudios preclínicos que examinan los hidrolizados de proteína de suero en su conjunto. Los péptidos que contienen BCAA en el WPH, como Ile-Val, Leu-Val, Val-Leu, Ile-Ile, Ile-Leu, Leu-Ile y Leu-Leu, aumentaron la tasa de captación de glucosa en músculo esquelético aislado de rata.
Nivel de evidencia: Solo preclínico (literatura animal y de patentes); no existen ensayos clínicos publicados en humanos.
Los efectos de la Leu-Ile y dipéptidos relacionados en la promoción de la captación de glucosa han atraído interés en el contexto de las enfermedades metabólicas. El péptido se ha descrito en la literatura de patentes como poseedor de un efecto preventivo o terapéutico sobre la diabetes mellitus o sobre una elevación del nivel de glucosa en sangre, un efecto de promoción del almacenamiento de glucógeno, o un efecto de mejora de la fuerza física, mejora del rendimiento atlético, mejora de la resistencia o alivio de la fatiga.
El dipéptido que contiene leucina y/o isoleucina es un péptido que puede, tras la administración oral, exhibir una acción de promoción de la captación de glucosa en las células, permitiendo así la supresión de una elevación del nivel de glucosa en sangre. El péptido con acción de promoción de la captación de glucosa puede promover la captación de glucosa en células como las células musculares y hepáticas, particularmente las células musculares; en las células musculares, tras la unión de la insulina a un receptor de insulina, la activación de la fosfoinositida 3-cinasa (PI3K) en sentido descendente de la señal del receptor de insulina, y luego, a través de varias transducciones de señales, conduce a la translocación del transportador de glucosa-4 (GLUT-4) a la superficie de la célula.
En el contexto de la patente, se describió que el péptido activo tenía un efecto preventivo o terapéutico sobre la diabetes mellitus o sobre una elevación del nivel de glucosa en sangre, un efecto de promoción del almacenamiento de glucógeno, o un efecto de mejora de la fuerza física, mejora del rendimiento atlético, mejora de la resistencia o alivio de la fatiga.
Es fundamental señalar que este cuerpo de evidencia proviene exclusivamente de estudios preclínicos en animales y de solicitudes de patente; no existen ensayos clínicos aleatorizados revisados por pares y publicados en humanos que hayan aislado la Leu-Ile y probado sus efectos sobre la glucosa sanguínea, la sensibilidad a la insulina o el almacenamiento de glucógeno en poblaciones humanas diabéticas o sanas.
Nivel de evidencia: Indirecto (estudios preclínicos y en humanos sobre mezclas de WPH que contienen Leu-Ile, no sobre Leu-Ile aislada).
La investigación sobre el hidrolizado de proteína de suero —la matriz dietética en la que se ha identificado la Leu-Ile y a partir de la cual ejerce efectos en modelos preclínicos— se ha extendido a estudios clínicos en humanos, aunque estos estudios no evalúan la Leu-Ile de forma aislada.
Un ensayo cruzado doble ciego de dos vías en diez hombres jóvenes (edad media 28,7 ± 3,6 años, IMC 25,2 ± 2,9 kg/m²) investigó el WPH frente a la proteína de suero intacta a una dosis de 0,08 g/kg de peso corporal: el objetivo fue determinar la potencia anabólica y la eficacia de una nueva mezcla de WPH sobre la señalización del complejo 1 diana mecanística de la rapamicina (mTORC1) y la síntesis de proteína muscular (MPS) en sujetos jóvenes sanos; diez hombres jóvenes fueron reclutados en un ensayo cruzado doble ciego de dos vías y aleatorizados para recibir 0,08 g/kg de peso corporal de WPH o de proteína de suero intacta. La ingestión de WPH y de suero de leche aumentó de manera similar la MPS mixta en ambos grupos en aproximadamente un 43%. Este estudio en humanos no permite atribuir los efectos observados específicamente a la Leu-Ile.
Un estudio en ratas realizado por Nakayama et al. (2019, Nutrition & Metabolism) reportó que: la tasa de síntesis fraccional (FSR) 60 minutos después de la ingestión del WPH fue mayor que la de la proteína de suero; además, a una dosis más baja, solo la ingestión de WPH provocó una mayor MPS y niveles de la proteína de unión a 4E fosforilada 1 (4E-BP1) en comparación con el grupo control; estos resultados indican que la ingestión de WPH se asoció con una mayor MPS posterior al ejercicio en comparación con la proteína de suero intacta, especialmente a dosis más bajas.
Los grupos de investigación han señalado: los niveles de aminoácidos plasmáticos no diferían entre los dos grupos, aunque los efectos de las dos dietas sobre la síntesis de proteína muscular variaron; este resultado sugiere fuertemente que no solo el contenido de leucina en la proteína dietética, sino también la forma molecular de las fuentes de proteína dietética, pueden ser determinantes importantes de la síntesis de proteína muscular; el WPH contenía componentes activos superiores a la leucina misma para aumentar la síntesis de proteína muscular. Esta evidencia indirecta es coherente con un papel de los dipéptidos que contienen BCAA, incluyendo la Leu-Ile, pero aún queda por confirmarse de forma aislada.
(No es un área de uso relacionada con la salud; se incluye para completar la caracterización científica.)
La L-Leu-L-Ile y sus isómeros de secuencia se han examinado por su capacidad de autoensamblarse en estructuras supramoleculares. Los péptidos cortos tienen la capacidad de autoensamblarse para formar nanoestructuras, incluidos hidrogeles; el autoensamblaje de péptidos compuestos únicamente por aminoácidos hidrofóbicos y grupos protectores alifáticos no había sido investigado en detalle; se examinaron varios aspectos de las nanoestructuras formadas por ésteres metílicos de dipéptidos alifáticos protegidos en el extremo N-terminal con t-butiloxicarbonilo, disueltos en varios disolventes; dependiendo de la secuencia, la posición del aminoácido y el disolvente de disolución, los péptidos se autoensamblan en superestructuras como nanotubos y agujas, particularmente a partir de mezclas acuosas de disolventes orgánicos. Esta línea de investigación resulta de interés para aplicaciones de biomateriales, pero no tiene relación directa con las propiedades nutricionales o farmacológicas del compuesto.
La L-Leu-L-Ile se ha estudiado principalmente como componente de preparaciones de hidrolizado de proteína de suero o como compuesto aislado administrado en contextos preclínicos. A continuación se reportan las siguientes dosis en la literatura fuente:
Ningún ensayo clínico en humanos ha establecido una dosis eficaz o recomendada para la suplementación con L-Leu-L-Ile aislada. Las formas disponibles comercialmente para uso en investigación incluyen polvo liofilizado y soluciones acuosas. El dipéptido puede prepararse mediante extracción/purificación a partir de productos naturales o hidrólisis de proteínas, mediante síntesis química utilizando síntesis de péptidos en fase sólida o líquida, o mediante síntesis bioquímica utilizando enzimas o microorganismos.
No se han identificado estudios formales de toxicología en humanos, ensayos aleatorizados de seguridad ni evaluaciones regulatorias de seguridad específicas para la L-Leu-L-Ile aislada en la literatura revisada por pares ni en las orientaciones de organismos gubernamentales de salud (NIH, EFSA, OMS). Los siguientes datos objetivos provienen de fuentes preclínicas y de patentes disponibles:
La siguiente tabla ofrece una caracterización honesta de la base de evidencia para cada uso propuesto de la L-Leu-L-Ile:
Condiciones de salud que Leucil-L-Isoleucina puede ayudar a apoyar.
Sistemas corporales que Leucil-L-Isoleucina puede ayudar a apoyar.
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