Oligosacáridos

Oligosacáridos: una referencia integral

1. Identidad y clasificación

Definición química y nomenclatura

Un oligosacárido (del griego antiguo olígos, "pocos," y sákkhar, "azúcar") es un polímero de sacáridos que contiene un número reducido —típicamente de tres a diez— de monosacáridos (azúcares simples). La clasificación primaria de los carbohidratos de la dieta se basa en la química —el carácter de los monómeros individuales, el grado de polimerización (GP) y el tipo de enlace (alfa o beta)—, según lo acordado en la Consulta de Expertos de la Organización de las Naciones Unidas para la Agricultura y la Alimentación/Organización Mundial de la Salud en 1997. Esto divide a los carbohidratos en tres grupos principales: azúcares (GP 1–2), oligosacáridos o carbohidratos de cadena corta (GP 3–9), y polisacáridos (GP ≥10).

Los oligosacáridos son carbohidratos de bajo peso molecular ubicados entre los monosacáridos y los polisacáridos. Pueden extraerse directamente de productos naturales mediante métodos fisicoquímicos, o bien obtenerse por síntesis química o reacción enzimática.

Los oligosacáridos se nombran según las unidades monoméricas que forman sus oligómeros, las cuales a su vez se relacionan con sus propiedades funcionales. Existen dos formas naturales: aquellas que son digeribles (α-glucanos, derivados principalmente del almidón, como la maltodextrina) y aquellas que no son digeribles (no-α-glucanos). Los oligosacáridos no digeribles son solubles y altamente fermentables, y se incluyen dentro de la definición de fibra dietética en muchos países. Existen de forma natural en muchos alimentos, más comúnmente como fructanos y galacto-oligosacáridos (GOS), que se consumen frecuentemente en todo el mundo como parte de una dieta moderna típica.

Clases principales y sus estructuras químicas

Los oligosacáridos más ampliamente estudiados incluyen los fructooligosacáridos (FOS), los galacto-oligosacáridos (GOS), los galacto-oligosacáridos derivados de lactulosa (LDGOS), los xilooligosacáridos (XOS), los arabinooligosacáridos (AOS) y los oligosacáridos marinos derivados de algas (ADMO). Otros oligosacáridos presentes en la naturaleza incluyen los oligosacáridos ácidos derivados de pectina (pAOS), los maltooligosacáridos (MOS), las ciclodextrinas (CD) y los oligosacáridos de la leche humana (HMO).

• Fructooligosacáridos (FOS): Los FOS están compuestos por cadenas lineales de unidades de fructosa unidas por enlaces beta (2–1). El número de unidades de fructosa varía de 2 a 60 y a menudo termina en una unidad de glucosa. El FOS nutracéutico es una mezcla de oligosacáridos —1-kestosa (GF2), nistosa (GF3) y 1-fructofuranosilnistosa (GF4)— compuestos de fructosa y glucosa.
• Galacto-oligosacáridos (GOS): Los GOS se forman mediante transgalactosilación con β-galactosidasa. El GOS es un componente alimentario indigerible que puede atravesar el tracto gastrointestinal superior de manera relativamente intacta y fermentar en el colon para producir ácidos grasos de cadena corta (AGCC). El GOS consiste en cadenas cortas de moléculas de galactosa. La leche humana es un ejemplo de fuente natural, y contiene oligosacáridos conocidos como oligosacáridos de la leche humana (HMO), que derivan de la lactosa.
• Oligosacáridos de la leche humana (HMO): Los investigadores han descubierto hasta la fecha más de 200 estructuras moleculares de HMO en la leche materna. Los HMO están compuestos por cinco monómeros: glucosa (Glc), galactosa (Gal), N-acetilglucosamina (GlcNAc), fucosa (Fuc) y ácido N-acetilneuramínico (Neu5Ac). Todos los HMO tienen lactosa (Gal-β-1,4-Glc) en su extremo reductor. Existe una clasificación tripartita para los HMO: tipos neutros fucosilados, neutros no fucosilados, y especies sializadas.
• Oligosacáridos de la familia rafinosa (RFO): La familia rafinosa de oligosacáridos (RFO) son derivados alfa-galactosil de la sacarosa, y los más comunes son el trisacárido rafinosa, el tetrasacárido estaquiosa y el pentasacárido verbascosa. Los RFO son casi ubicuos en el reino vegetal, presentes en una gran variedad de semillas de muchas familias de plantas diferentes.
• Xilooligosacáridos (XOS) y arabinoxilano-oligosacáridos (AXOS): Los arabinoxilanos (AX) de los cereales son componentes de la pared celular que constituyen una parte importante de la ingesta de fibra dietética en humanos. La hidrólisis enzimática de los AX produce arabinoxilano-oligosacáridos (AXOS), que consisten en arabinoxilano-oligosacáridos y xilooligosacáridos (XOS).
• Oligosacáridos de soja (SBOS): El GOS se encuentra de forma natural en la soja y también puede sintetizarse a partir de lactosa. Los oligosacáridos de soja actúan estimulando el crecimiento de especies de Bifidobacterium en el intestino grueso y se comercializan en Japón como suplementos dietéticos y en alimentos funcionales.

Fuentes naturales

Los FOS son oligosacáridos que se presentan de forma natural en plantas como la cebolla, la achicoria, el ajo, el espárrago, el plátano y la alcachofa, entre muchas otras. Diversas fuentes contienen fructooligosacáridos en concentraciones variables, incluyendo el trigo, la miel, la cebolla, el ajo y el plátano. La cebada y el tomate contienen aproximadamente 0,15% de FOS, el plátano y el azúcar moreno aproximadamente 0,30%, y la miel aproximadamente 0,75% de FOS.

En adultos, las principales fuentes dietéticas de oligosacáridos son la achicoria, las alcachofas, las cebollas, el ajo, los puerros, los plátanos y el trigo. Sin embargo, se ha realizado mucha investigación sobre mezclas de oligosacáridos purificados o sintéticos, principalmente fructooligosacáridos derivados de la inulina. La ingesta dietética normal de oligosacáridos es difícil de estimar, ya que no constituyen un componente dietético principal. Se ha sugerido una ingesta de aproximadamente 3 g/día en la dieta europea.

En la composición de los componentes no líquidos de la leche humana, los HMO ocupan el tercer lugar en abundancia, muy cerca detrás de la grasa y la lactosa. El contenido de HMO cambia a lo largo de la lactancia, disminuyendo de aproximadamente 20–25 g/L en el calostro a aproximadamente 10–15 g/L en la leche madura.

Preparaciones y formas comerciales

Los FOS surgieron en la década de 1980 como respuesta a la tendencia de los consumidores hacia edulcorantes bajos en calorías. Los FOS producidos comercialmente se obtienen mediante la extracción e hidrólisis de la molécula de inulina presente en muchas plantas, y mediante la reacción enzimática de transfructosilación de la sacarosa. Se producen comercialmente dos clases diferentes de mezclas de FOS, basadas en procesos de degradación de la inulina o de transfructosilación.

Los FOS también pueden sintetizarse mediante enzimas del hongo Aspergillus niger actuando sobre la sacarosa. Los transgalacto-oligosacáridos (TOS) se producen a partir de D-lactosa mediante la acción de la enzima beta-galactosidasa obtenida de Aspergillus oryzae.

Los FOS, GOS e inulina se venden como suplementos nutricionales. Los GOS y FOS se utilizan en la formulación de productos lácteos, diferentes tipos de bebidas, productos de panadería y dulces, convirtiéndolos en alimentos funcionales. Además, se emplean extensamente en fórmulas infantiles. El FOS tiene una baja intensidad de dulzor —aproximadamente 0,3–0,6 veces más dulce que la sacarosa— y un bajo contenido energético de 1,5 kcal/g.

2. Uso tradicional e histórico

Los FOS se descubrieron por primera vez en 1804 y se han utilizado históricamente en la medicina popular para tratar la diabetes, el estreñimiento y otras dolencias humanas. La historia de los fructooligosacáridos se remonta a hace más de 150 años. La historia moderna de los fructanos surgió con su descubrimiento por Rose en 1804.

Los FOS han sido un edulcorante popular en Japón y Corea durante muchos años, incluso antes de 1990, cuando el gobierno japonés estableció un "Comité de Estudio de Alimentos Funcionalizados" de 22 expertos para regular los "alimentos de nutrición especial o alimentos funcionales." Japón ha sido pionero en la producción y consumo de FOS y GOS. Fue el primer país en incorporar oligosacáridos no digeribles en alimentos, siendo líder mundial en el uso de prebióticos como ingredientes funcionales.

Los transgalacto-oligosacáridos (TOS) se comercializan en Japón y Europa como suplementos dietéticos y se utilizan en alimentos funcionales. Algunos alimentos que contienen GOS están certificados como Alimentos para Usos Específicos de Salud (Food for Specified Health Uses) por la Agencia de Asuntos del Consumidor de Japón.

En la Unión Europea, los fructooligosacáridos (FOS) están regulados como ingrediente alimentario con un historial de consumo seguro, en lugar de como alimento novedoso según el Reglamento (UE) 2015/2283, debido a su uso previo en los estados miembros antes de 1997. Los GOS, en cambio, están autorizados como alimentos novedosos en la UE/Reino Unido, ya que no se consumían ampliamente antes de 1997 y, por lo tanto, no tienen ese historial de consumo extendido.

Los FOS se pueden encontrar en aproximadamente 36 000 plantas, cereales y mieles diferentes; sin embargo, estas fuentes solo proporcionan cantidades traza de FOS, lo que genera la necesidad de una producción comercial. Debido al aumento de la producción masiva de FOS en las últimas décadas, los científicos han podido examinar este prebiótico cada vez más disponible, así como las propiedades alimentarias y los beneficios para la salud que exhibe.

3. Componentes clave, compuestos activos y mecanismos de acción

Base estructural de la bioactividad

La actividad biológica de los oligosacáridos está estrechamente relacionada con su estructura química, incluyendo el peso molecular, la composición de monosacáridos, la conexión de enlaces glucosídicos y su posición.

Debido a la configuración de sus enlaces glucosídicos, los fructooligosacáridos resisten la hidrólisis por las enzimas digestivas salivales e intestinales. En el colon, son fermentados por bacterias anaerobias. Esto les otorga un menor valor calórico, contribuyendo a la vez a la fracción de fibra dietética de la dieta.

Los oligosacáridos de la familia rafinosa son casi ubicuos en el reino vegetal. Los humanos y otros animales monogástricos no poseen la enzima α-galactosidasa (α-GAL) para degradar los RFO, y estos oligosacáridos pasan sin digerir a través del estómago y el intestino superior.

Actividad prebiótica y bifidogénica

El efecto más conocido de la mayoría de los oligosacáridos no digeribles —y en particular de los fructooligosacáridos— es la estimulación selectiva del crecimiento de Bifidobacterium, modificando así significativamente la composición de la microbiota colónica. Dicha modificación, que se ha demostrado claramente en voluntarios humanos, se considera beneficiosa en parte porque se acompaña de una reducción significativa en el número de bacterias que se reporta tienen potencial patogénico.

En el contexto de los prebióticos, el equilibrio o las actividades de la microbiota se modifican por la oligofructosa, los galacto-oligosacáridos, los FOS, la inulina y la lactulosa. Se ha reportado frecuentemente que estos aumentan las poblaciones de Bifidobacterium y Lactobacillus.

Producción de ácidos grasos de cadena corta

Los FOS de la dieta no son hidrolizados por las glicosidasas del intestino delgado y llegan al ciego estructuralmente inalterados. Allí son metabolizados por la microflora intestinal para formar ácidos carboxílicos de cadena corta, L-lactato, CO₂, hidrógeno y otros metabolitos. Los oligosacáridos de cadena corta son similares a las fibras dietéticas en cuanto a que resisten la digestión en el intestino y se convierten en acetato, propionato, butirato y gas en el colon.

Los HMO actúan naturalmente como prebióticos, que pueden ser utilizados selectivamente por las bacterias intestinales para favorecer el establecimiento de un microbioma intestinal equilibrado. La fermentación microbiana de los HMO da como resultado la formación de metabolitos bacterianos, como ácidos grasos de cadena corta (AGCC) y ácidos lácticos aromáticos, que tienen efectos locales y sistémicos.

Barrera epitelial y mecanismos antipatógenos

Los HMO también actúan como estructuras glicánicas señuelo a las que se unen los patógenos, impidiendo su interacción con receptores de la superficie celular. Además, estudios observacionales y preclínicos sugieren que los HMO tienen efectos directos, independientes del microbioma.

Los HMO fucosilados, como el 2′-FL y el 3′-FL, son particularmente eficaces para prevenir la adhesión de patógenos, mientras que los HMO sializados, incluidos el 3′-SL y el 6′-SL, brindan protección antiviral y modulación inmunitaria. Los HMO neutros actúan predominantemente como prebióticos, mientras que los HMO ácidos exhiben propiedades antiinflamatorias y antimicrobianas.

Modulación inmunitaria

Entre las funciones reportadas de los HMO se incluyen la actividad anti-infecciosa contra microorganismos patógenos, el fortalecimiento de la función de barrera colónica, la prevención de la enterocolitis necrotizante (NEC), la modulación inmunitaria antiinflamatoria y la mejora de la capacidad cognitiva infantil. Se han propuesto dos mecanismos potenciales: efectos funcionales causados por los productos de fermentación de los HMO por parte de bacterias colónicas beneficiosas, y la interacción de los HMO con células epiteliales colónicas o células sanguíneas durante la circulación sistémica de los HMO tras su absorción en niveles bajos.

Se han reportado diversas funciones fisiológicas de los GOS, incluyendo la capacidad de estimular el crecimiento de bacterias bifidogénicas en el intestino, favorecer el tránsito intestinal normal, contribuir a las defensas naturales, mejorar la absorción de minerales y estimular las funciones inmunitarias y reducir la inflamación.

Mecanismos glucémicos y lipídicos

Los oligosacáridos indigeribles, como fibra dietética común, desempeñan un papel importante en la regulación de la estructura y función de la microbiota intestinal. Su mecanismo de acción se atribuye principalmente a su papel como fuente de carbono para probióticos específicos, produciendo metabolitos relacionados y regulando la comunidad microbiana intestinal.

4. Evidencia científica por área de uso

4.1 Modulación de la microbiota intestinal y efectos prebióticos

Los fructanos tipo inulina (ITF), incluyendo los fructooligosacáridos de cadena corta (scFOS), la oligofructosa y la inulina, son fibras de uso común ampliamente consideradas como prebióticos por su capacidad de ser utilizadas selectivamente por la microbiota intestinal para conferir un beneficio para la salud.

La evidencia de estudios clínicos en humanos sugiere que los ITF tienen un efecto prebiótico sobre la microbiota intestinal, promoviendo la abundancia de Bifidobacterium, Lactobacillus y Faecalibacterium prausnitzii. Los efectos beneficiosos para la salud tras la ingesta de ITF incluyen una mejora de la función de barrera intestinal, mejora de la laxación, aumento de la sensibilidad a la insulina, disminución de los triglicéridos y mejora del perfil lipídico, aumento de la absorción de calcio y magnesio, y aumento de la saciedad. Aunque existe cierta evidencia de efectos diferentes de los ITF según la longitud de la cadena, la falta de comparaciones directas y de descripciones detalladas de las propiedades fisicoquímicas limita la capacidad de extraer conclusiones a partir de estudios clínicos en humanos.

Solidez de la evidencia: moderada a fuerte para los efectos bifidogénicos en humanos; moderada para los efectos extraintestinales secundarios.

4.2 Control glucémico y efectos metabólicos

Una revisión sistemática y metaanálisis de 2022 publicada en Food & Function es uno de los análisis más completos sobre oligosacáridos y marcadores glucémicos. El objetivo fue investigar el efecto de los oligosacáridos sobre los marcadores de control glucémico, incluyendo la glucosa en sangre en ayunas (FBG), la insulina en sangre en ayunas (FBI), la hemoglobina glucosilada (HbA1c) y el HOMA-IR, mediante búsquedas sistemáticas en PubMed, Embase y la Cochrane Library. Se incluyeron un total de 46 ensayos controlados aleatorizados. Los oligosacáridos redujeron significativamente la FBG (DMP: −0,295 mmol/L; IC del 95%: −0,396 a −0,193; p < 0,001; 46 ensayos; 2412 participantes), la FBI, la HbA1c (DMP: −0,365; IC del 95%: −0,725 a −0,005; p < 0,05; 11 ensayos; 661 participantes) y el HOMA-IR (DMP: −0,793; IC del 95%: −1,106 a −0,480; p < 0,001; 24 ensayos; 1382 participantes). Los oligosacáridos resultaron más beneficiosos para los participantes con obesidad o diabetes que para los participantes sanos.

Respecto a tipos específicos de oligosacáridos y el metabolismo de la glucosa, se encontró que la suplementación con xilooligosacáridos (XOS) alivió la hiperglucemia, la hiperlipidemia y el estado oxidativo en un ensayo clínico aleatorizado doble ciego. La suplementación con XOS también redujo las concentraciones de glucosa, HbA1c y fructosamina, y reguló el metabolismo lipídico anómalo en la diabetes mellitus tipo 2.

También se han examinado los oligosacáridos de quitosano. Un ensayo aleatorizado, doble ciego, controlado y cruzado asignó a sujetos con intolerancia a la glucosa, glucosa en ayunas alterada y sujetos sanos a consumir cápsulas de oligosacárido de quitosano (GO2KA1) frente a placebo, seguido del consumo de 75 g de sacarosa en un plazo de 15 minutos. Los niveles de glucosa en sangre se evaluaron mediante una prueba oral de tolerancia a la sacarosa de 2 horas. De esta forma se evaluaron los efectos antidiabéticos e hipoglucemiantes en este modelo humano controlado.

Solidez de la evidencia: moderada a fuerte para la mejora a corto plazo de los marcadores glucémicos en personas con diabetes o prediabetes. La alta heterogeneidad entre los ensayos (I² > 85% para varios resultados) limita la posibilidad de extraer conclusiones firmes para poblaciones sanas.

4.3 Salud gastrointestinal y función intestinal

Además de su efecto bifidogénico, los fructooligosacáridos de achicoria tienen propiedades nutricionales adicionales sobre parámetros fisiológicos digestivos como el pH colónico y el aumento del volumen de las heces, lo que justifica su clasificación como fibra dietética.

Los FOS se consideran prebióticos, y su uso en fórmulas infantiles se debe a sus efectos positivos sobre la función gastrointestinal. Se ha reportado que aumentan el contenido fecal de Bifidobacterium para mejorar problemas como el estreñimiento en niños que no son amamantados.

Un gran estudio clínico en curso —el Inside Study— es un estudio multicéntrico, aleatorizado, doble ciego y controlado con placebo que investiga la eficacia de los oligosacáridos prebióticos en niños de 1 a 5 años con estreñimiento funcional. También se está investigando el impacto sobre resultados del microbioma intestinal, como la composición de la microbiota fecal y los metabolitos. Los participantes reciben suplementos durante 8 semanas, que contienen uno de dos oligosacáridos prebióticos o placebo, seguido de un período de lavado de 4 semanas.

Algunos ensayos han mostrado mejoras en la consistencia de las heces en niños con estreñimiento funcional tras el consumo de oligosacáridos prebióticos. Sin embargo, la evidencia que vincula la ingesta de oligosacáridos y/o fibra con la mejora de los síntomas es bastante débil. Esto se debe no solo al bajo número de estudios, sino también al tamaño muestral pequeño, la calidad metodológica generalmente pobre y el reporte incompleto de resultados.

Para el síndrome del intestino irritable (SII), la ingesta diaria de una mezcla 4:1 de 2′-FL y LNnT (HMO) en dosis de 5 g o 10 g durante 4 semanas aumentó significativamente la abundancia de Bifidobacterium spp., moduló los perfiles de metabolitos fecales y plasmáticos, y mejoró los síntomas del SII —todo ello sin inducir respuestas inmunitarias o mucosas adversas—. Un estudio abierto más extenso de 12 semanas, con 317 pacientes con SII, confirmó que la suplementación diaria con 5 g de la misma mezcla 4:1 mejoró la función intestinal, redujo la gravedad de los síntomas del SII y mejoró la calidad de vida, con solo molestias gastrointestinales leves reportadas como efectos secundarios.

Solidez de la evidencia: moderada para la regularidad intestinal y el estreñimiento; evidencia temprana pero prometedora para el SII con mezclas de HMO. La evidencia en niños con estreñimiento funcional sigue siendo preliminar.

4.4 Nutrición infantil y oligosacáridos de la leche humana (HMO)

Los HMO, un grupo diverso de azúcares complejos, son cada vez más reconocidos por sus beneficios para la salud en lactantes. Se cree que estas moléculas bioactivas son fundamentales para conformar la microbiota intestinal, la inmunidad infantil y la salud general. Estudios clínicos recientes se han centrado en la suplementación de fórmulas infantiles con HMO fabricados para replicar algunos de los beneficios observados en lactantes amamantados.

Una revisión sistemática de ensayos clínicos con HMO fabricados identificó 26 estudios clínicos relevantes, más cinco publicaciones de seguimiento. Los ensayos clínicos variaron en las poblaciones de estudio, incluyendo lactantes sanos a término, lactantes con indicaciones médicas, niños y adultos. Se probaron ocho estructuras diferentes de HMO, individualmente o en mezclas, en dosis variables. Todos los ensayos incluyeron evaluaciones de seguridad y tolerancia. Los estudios encontraron consistentemente que la suplementación con HMO fue segura y bien tolerada. Los estudios en lactantes reportaron un cambio en los resultados hacia los observados en lactantes amamantados, incluyendo las características de las heces, la composición del microbioma intestinal y los marcadores inmunitarios intestinales.

Los HMO fabricados son seguros, bien tolerados y muestran beneficios prometedores para la salud inmunitaria y la composición de la microbiota intestinal, reflejando de cerca los efectos de los HMO naturales presentes en la leche materna. Aunque los estudios han explorado el papel prebiótico de los HMO en la modulación de metabolitos neuroactivos como los AGCC producidos por la microbiota intestinal, existe una notable falta de investigación que evalúe directamente los resultados cognitivos de los HMO mediante resonancia magnética o herramientas estandarizadas de evaluación del desarrollo.

Solidez de la evidencia: fuerte para la seguridad y tolerabilidad; moderada para los efectos sobre el microbioma y la inmunidad en lactantes; los resultados cognitivos siguen sin estar adecuadamente caracterizados en los ensayos clínicos.

4.5 Función inmunitaria y prevención de alergias

La combinación específica de 90% de GOS de cadena corta (sc) con 10% de FOS de cadena larga (lc) se asemeja a la distribución de tamaño molecular de la fracción neutra de HMO presente en la leche humana. La suplementación prebiótica con scGOS y lcFOS reduce la incidencia del desarrollo de alergias.

Un estudio aleatorizado, doble ciego, controlado con placebo utilizó una fórmula hipoalergénica de suero de leche con 8 g/L de GOS/FOS en una proporción 9:1 o con 8 g/L de maltodextrina (placebo) durante 6 meses en lactantes con riesgo de alergia. Este estudio muestra que la suplementación con GOS/FOS induce un perfil de anticuerpos beneficioso. El GOS/FOS reduce la respuesta total de inmunoglobulinas y modula la respuesta inmunitaria hacia la proteína de la leche de vaca, manteniendo intacta la respuesta a la vacunación. Esto sugiere que la suplementación oral con GOS/FOS es un método seguro para contener la marcha atópica.

Los datos muestran un efecto significativo de una mezcla dietética de GOS/FOS sobre la incidencia de dermatitis atópica (DA) a los 6 meses de edad. Aunque el mecanismo de este efecto requiere mayor investigación, parece probable que los oligosacáridos modulen el desarrollo inmunitario posnatal alterando la flora intestinal, y que puedan tener un papel potencial en la prevención primaria de alergias durante la infancia.

Sin embargo, la evidencia no está exenta de controversia. Otros ensayos no confirmaron estos resultados positivos. En un estudio que evaluó a lactantes prematuros de bajo peso al nacer alimentados con una fórmula que contenía una mezcla prebiótica (GOS/FOS más oligosacáridos ácidos), no se observaron diferencias en la prevalencia de DA ni de hiperreactividad bronquial. En otro estudio, una fórmula parcialmente hidrolizada suplementada con oligosacáridos específicos indujo efectos inmunomoduladores —como el aumento del número de células T reguladoras— pero no logró reducir la incidencia de DA a los 12 o 18 meses.

En 2011, el Comité de Nutrición de la Sociedad Europea de Gastroenterología, Hepatología y Nutrición Pediátrica (ESPGHAN) concluyó que la evidencia era insuficiente para recomendar la suplementación con prebióticos en fórmulas infantiles con el fin de prevenir enfermedades atópicas. La Academia Europea de Alergología e Inmunología Clínica (EAACI) ha llegado a una conclusión similar, señalando que no hay suficiente evidencia para recomendar los prebióticos en la prevención de alergias. Sin embargo, un metaanálisis reciente llegó a una conclusión opuesta respecto a la dermatitis atópica, encontrando una reducción a largo plazo en su incidencia. En conclusión, solo existe evidencia limitada que sugiera que los oligosacáridos prebióticos previenen la dermatitis atópica o disminuyen su gravedad.

Solidez de la evidencia: mixta y controvertida. Existen algunos ECA positivos, particularmente para la reducción de la dermatitis atópica en la primera infancia con GOS/FOS, pero otros ensayos bien realizados no encontraron beneficio alguno. Los organismos internacionales de alergología no han emitido recomendaciones definitivas a favor de los prebióticos para la prevención de alergias.

4.6 Absorción de minerales y salud ósea

Un creciente cuerpo de literatura preclínica y clínica muestra que los prebióticos son esenciales para mejorar la absorción intestinal de calcio y otros minerales, así como para mejorar la salud esquelética. Los ensayos clínicos cuidadosamente diseñados con prebióticos han permitido una mejor comprensión de los posibles mecanismos por los cuales la microbiota afecta a la salud ósea, pero existe una gran brecha en la comprensión de cómo los prebióticos manipulan, directa o indirectamente, el eje intestino-hueso para prevenir o tratar enfermedades óseas relacionadas con la edad, como la osteoporosis.

Varios estudios han encontrado que los FOS y la inulina promueven la absorción de calcio tanto en el intestino animal como en el humano. Se ha reconocido que los oligosacáridos FOS estimulan selectivamente el crecimiento de bacterias prebióticas junto con una mayor absorción de calcio y magnesio en el intestino grueso.

Solidez de la evidencia: la evidencia preclínica es consistente; la evidencia de ensayos clínicos en humanos para resultados óseos sigue siendo limitada y faltan grandes ensayos confirmatorios.

4.7 Metabolismo lipídico y del colesterol

Los oligosacáridos tienen la capacidad de disminuir los niveles de colesterol en el suero. También se ha encontrado que los alimentos prebióticos regulan los niveles de fosfolípidos y triglicéridos en el suero. Se destaca que los FOS y GOS son edulcorantes bajos en calorías, contribuyen al control del peso corporal y tienen un bajo índice glucémico.

Se cree que los HMO reducen el riesgo de enfermedades metabólicas al promover una microbiota intestinal saludable, lo cual se vincula con una mejora del metabolismo de la glucosa y de los perfiles lipídicos.

Solidez de la evidencia: los datos preclínicos y algunos datos clínicos respaldan los efectos hipolipemiantes; la evidencia en humanos proviene principalmente de ECA a corto plazo incluidos dentro de resultados metabólicos más amplios, y la evidencia definitiva de alta calidad específica para resultados lipídicos sigue siendo limitada.

4.8 Envejecimiento saludable y función cognitiva

Un ensayo controlado aleatorizado de 6 semanas evaluó específicamente la suplementación con HMO en adultos mayores. Este ensayo evaluó si la 2′-fucosilactosa (2′-FL), un oligosacárido de la leche materna humana con beneficios ya establecidos en lactantes y modelos animales, podía mejorar la microbiota intestinal y la función inmunitaria en 89 adultos mayores sanos (edad promedio 67,3 años). Aunque no se alcanzó el criterio de valoración principal de cambio en la respuesta de citocinas, la suplementación con 2′-FL aumentó los niveles intestinales de Bifidobacterium y elevó la insulina sérica, el colesterol HDL y la hormona FGF21. Los "respondedores" en cuanto a Bifidobacterium experimentaron cambios metabólicos y proteómicos adicionales, y también obtuvieron mejores resultados en una prueba cognitiva de memoria visual. Los no respondedores tenían más probabilidades de carecer de Bifidobacterium en su microbiota intestinal al inicio de la intervención.

Las revisiones clínicas también han destacado dos hallazgos clínicos novedosos: el papel terapéutico potencial de los HMO en la prevención de la obesidad al promover la pérdida de grasa mientras se preserva la masa muscular, y sus efectos beneficiosos en la osteoartritis al reducir el dolor y mejorar la movilidad.

Solidez de la evidencia: preliminar. Los efectos cognitivos y los hallazgos de preservación muscular provienen de ensayos pequeños o únicos y requieren replicación independiente antes de poder extraer conclusiones firmes.

4.9 Salud de la piel

Los estudios en animales in vivo y los ensayos clínicos revelan que los oligosacáridos prebióticos, administrados por vía oral o tópica, alivian la dermatitis atópica, mejoran la hidratación de la piel, atenúan el acné y protegen contra el fotoenvejecimiento mediante la modulación de la microbiota piel-intestino y las respuestas inmunitarias. Mecánicamente, los oligosacáridos median estos beneficios, incluyendo la comunicación cruzada del eje intestino-piel, la regulación inmunitaria y la señalización mediante metabolitos microbianos.

Solidez de la evidencia: principalmente preclínica y mecanística. La evidencia clínica en salud de la piel está en etapa temprana; se necesita replicación en grandes ECA.

5. Sistemas corporales y áreas de salud

• Sistema gastrointestinal: Modulación prebiótica de la microbiota colónica, consistencia de las heces, regularidad intestinal, pH colónico, producción de ácidos grasos de cadena corta, integridad de la barrera intestinal y fermentación colónica.
• Sistema inmunitario: Modulación de la inmunidad innata y adaptativa, reducción de la adhesión de patógenos, influencia sobre la incidencia de dermatitis atópica y modulación del equilibrio inmunitario Th1/Th2 en lactantes.
• Sistema metabólico: Control glucémico (FBG, HbA1c, HOMA-IR), metabolismo lipídico (triglicéridos, colesterol) y regulación del peso corporal.
• Sistema musculoesquelético: Mejora de la absorción de calcio y magnesio, contribuciones potenciales a la densidad mineral ósea a través del eje intestino-hueso.
• Piel: Evidencia emergente de beneficios en la dermatitis atópica, la hidratación y el fotoenvejecimiento a través del eje intestino-piel.
• Desarrollo infantil: Los HMO favorecen la colonización del microbioma intestinal, el desarrollo inmunitario y, potencialmente, el desarrollo cognitivo en la primera infancia.
• Sistema neurológico (emergente): Evidencia preliminar de beneficios cognitivos a través de vías mediadas por la microbiota y la producción de AGCC, especialmente en poblaciones de edad avanzada.

Los oligosacáridos funcionales, como excelente base de alimentos funcionales, pueden usarse como fibra dietética y prebióticos para enriquecer la dieta; mejorar la microecología del intestino; y ejercer propiedades antitumorales, antiinflamatorias, antioxidantes e hipolipemiantes.

6. Formas de dosificación y dosis clínicas reportadas

Los oligosacáridos están disponibles comercialmente en varias formas, incluyendo polvos, cápsulas, tabletas, y como ingredientes incorporados en alimentos funcionales (productos lácteos, bebidas, fórmulas infantiles, cereales, productos de panadería y confitería). Estos oligosacáridos pueden añadirse a productos alimenticios y bebidas como leche, yogur, postres, cereales, confitería, fórmulas infantiles y alimentos para bebés.

Las dosis reportadas en estudios clínicos incluyen:

• SII (mezcla de HMO 2′-FL/LNnT, proporción 4:1): La ingesta diaria de 5 g o 10 g durante 4 semanas aumentó significativamente la abundancia de Bifidobacterium y mejoró los síntomas del SII.
• SII (estudio abierto extendido): Un estudio abierto de 12 semanas con 317 pacientes con SII confirmó que la suplementación diaria con 5 g de la misma mezcla 4:1 (2′-FL y LNnT) mejoró la función intestinal y redujo la gravedad de los síntomas del SII.
• Fórmula infantil (GOS/FOS): En un estudio aleatorizado doble ciego controlado con placebo, los lactantes recibieron una fórmula hipoalergénica de suero de leche con 8 g/L de GOS/FOS en una proporción 9:1 o con 8 g/L de maltodextrina (placebo) durante 6 meses.
• Arabinoxilano-oligosacáridos (AXOS) / oligofructosa (estudio de tolerancia): Veinte voluntarios sanos consumieron extracto de salvado de trigo (WBE, 15 g/día en la primera semana, 30 g/día en la segunda semana), oligofructosa (15 g/día en la primera semana, 30 g/día en la segunda semana) y placebo, en orden aleatorio cruzado, con períodos de lavado de 2 semanas entre tratamientos.
• Dosis tolerable de XOS: En niveles más altos, comparables al consumo de azúcar en la dieta occidental promedio, oligosacáridos como los xilooligosacáridos pueden causar molestias gastrointestinales, incluyendo diarrea, malestar e hinchazón. Para los xilooligosacáridos, se ha reportado como dosis máxima tolerada 12 g/día.
• GOS (tolerabilidad): Las revisiones sobre la función intestinal sugieren que las dosis iguales o inferiores a aproximadamente 12 g/día de GOS suelen ser bien toleradas, aunque la respuesta individual varía.
• HMO (3′-SL, tolerabilidad): En un ensayo controlado con placebo en adultos con dispepsia, la administración diaria de 3′-SL a 10 g o 20 g fue bien tolerada.
• 2′-FL en adultos mayores: Un ensayo controlado aleatorizado de 6 semanas evaluó la suplementación con 2′-FL en 89 adultos mayores sanos (edad promedio 67,3 años).

Aunque existen recomendaciones de ingesta dietética para la fibra dietética total, no existen tales recomendaciones para carbohidratos no digeribles (CND) individuales. Los CND son heterogéneos en su composición química y propiedades fisicoquímicas —características que contribuyen a sus niveles de ingesta tolerable—. Se necesita orientación sobre los niveles de ingesta tolerable de los diferentes CND, ya que el consumo excesivo puede provocar efectos secundarios gastrointestinales indeseables.

7. Consideraciones de seguridad e interacciones

Estado de seguridad regulatorio

El GOS está certificado como Generalmente Reconocido como Seguro (GRAS) por la Administración de Alimentos y Medicamentos de los Estados Unidos (FDA), con múltiples notificaciones GRAS que incluyen las GRN 233, 236, 285, 286, 334, 484, 489, 495, 518 y 569. Los FOS de cadena corta se están utilizando como ingredientes alimentarios y de alimentación funcionales en Europa, América y Asia debido a su estatus GRAS, y han recibido considerable atención en el sector nutracéutico.

Los estudios clínicos han encontrado consistentemente que la suplementación con HMO es segura y bien tolerada.

Tolerancia gastrointestinal

Los efectos secundarios más comunes son síntomas gastrointestinales leves, como hinchazón, gases o molestias abdominales temporales, especialmente cuando se introduce un prebiótico fermentable de forma rápida o en una ingesta más alta.

Una revisión sintetizó los hallazgos de 103 ensayos clínicos en adultos sin enfermedad gastrointestinal que reportaron efectos gastrointestinales, incluyendo la tolerancia (p. ej., hinchazón, flatulencia, borborigmos/ruidos intestinales) y la función (p. ej., tiempo de tránsito, frecuencia de las heces, consistencia de las heces). Los estudios proporcionaron dosis que oscilaron entre 0,75 y 160 g/día y duraron desde una prueba de tolerancia de una sola comida hasta 28 semanas. La tolerancia fue específica según el tipo de CND; por lo tanto, las recomendaciones variaron desde 3,75 g/día para el alginato hasta 25 g/día para la fibra de soja.

Umbrales de tolerancia específicos por tipo

Se sabe que oligosacáridos como los xilooligosacáridos pueden causar molestias gastrointestinales, incluyendo diarrea, malestar e hinchazón, con niveles de consumo elevados. Para los xilooligosacáridos, se ha reportado como dosis máxima tolerada 12 g/día.

Tolerabilidad de los HMO en dosis altas

En dosis altas, una mezcla de 2′-FL y LNnT mostró mejor tolerabilidad que los oligosacáridos individuales por separado.

Consideraciones para personas con intolerancia a la lactosa o sensibilidad a los lácteos

La suplementación con galacto-oligosacáridos prebióticos (GOS) podría mejorar la salud intestinal y beneficiar a las personas con intolerancia a la lactosa. El GOS deriva de la lactosa, y las personas con alergias a los lácteos (a diferencia de la intolerancia a la lactosa) deben revisar el etiquetado del producto, ya que pueden estar presentes proteínas lácteas residuales según el proceso de fabricación.

Fermentación selectiva y variabilidad interindividual

Debido a la utilización selectiva de los oligosacáridos, factores como los tipos y estructuras de los oligosacáridos tienen diferentes impactos sobre la composición de las poblaciones microbianas y la producción de metabolitos en el ecosistema colónico. La respuesta a la suplementación con oligosacáridos puede depender sustancialmente de la composición basal de la microbiota intestinal; por ejemplo, las personas que carecían de Bifidobacterium en su microbiota intestinal al inicio de la intervención tenían más probabilidades de ser no respondedoras.

Interacciones con medicamentos y nutrientes

No se han identificado en la literatura revisada por pares aquí examinada interacciones farmacocinéticas fármaco-fármaco bien caracterizadas y respaldadas por fuentes con los oligosacáridos. La principal preocupación en materia de interacciones se relaciona con la absorción de nutrientes: se ha demostrado que algunos oligosacáridos mejoran la absorción de calcio y magnesio mediante mecanismos mediados por la fermentación colónica, lo que teóricamente podría alterar la necesidad de suplementación mineral, aunque la evidencia clínica en humanos para este efecto se mantiene en el nivel de una modulación fisiológica dietética más que de una interacción farmacológica clínicamente significativa.

Poblaciones que requieren atención

Los NDO, como prebióticos, muestran potencial para aliviar una variedad de enfermedades crónicas humanas, como la diabetes, la depresión, el estreñimiento, la colitis y la obesidad, mediante la modulación de la microbiota intestinal para producir metabolitos beneficiosos. Sin embargo, la relación entre la estructura precisa de los oligosacáridos y su estado de fermentación en el intestino sigue sin estar clara, lo que limita su aplicación. Las personas con síndrome del intestino irritable sensible a los FODMAP pueden experimentar una exacerbación de los síntomas con ciertas ingestas de oligosacáridos, ya que los FOS y algunos subtipos de GOS se clasifican dentro de los grupos de carbohidratos fermentables abordados por los protocolos dietéticos bajos en FODMAP.

Referencias

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