Taka amilasa (Taka-Diastase): Una referencia integral
1. Identidad: Nombres, origen y preparaciones
1.1 Nomenclatura
La taka-amilasa, también conocida como Taka-Diastase, es una preparación enzimática compuesta principalmente de α-amilasa (EC 3.2.1.1), una enzima que hidroliza el almidón derivada del hongo Aspergillus oryzae. La enzima se clasifica dentro de la familia 13 de glicósido hidrolasas (GH13) y se designa formalmente como 4-α-D-glucano glucanohidrolasa. La taka-amilasa es una de las primeras amilasas caracterizadas y utilizadas comercialmente, y es una α-amilasa de tipo retentivo perteneciente a la subfamilia 1 de GH13. El nombre "Taka" se atribuye en ocasiones a la palabra griega que significa "el mejor" o "excelente", y también corresponde a la primera sílaba del apellido de su inventor. El nombre de la enzima proviene del término "Diastase", que significa "enzima", plasmado en una pronunciación alemana más fácil de pronunciar, y "Taka", que significa "el mejor" o "excelente" en griego y que también corresponde a la primera mitad del apellido del Dr. Takamine.
En la literatura científica, la enzima se denomina con frecuencia "Taka-amilasa A" (TAA), lo que la distingue como la principal isoforma de α-amilasa producida en el cultivo en estado sólido de A. oryzae. La preparación original, Taka-Diastase, es una mezcla cruda de múltiples enzimas, mientras que la Taka-amilasa A purificada se refiere específicamente al componente enzimático individual. Jokichi Takamine desarrolló el reconocido agente digestivo mundial Takadiastase, derivado del cultivo del moho koji y salvado de trigo, y comercializado desde finales del siglo XIX por las corporaciones Parke-Davis y Sankyo; la Takadiastase, fabricada en grandes cantidades por la Sankyo Corporation, contiene taka-amilasa como su componente principal.
1.2 Origen biológico
La Takadiastase es una forma de diastasa que resulta del crecimiento, desarrollo y nutrición de un hongo microscópico distintivo conocido como Aspergillus oryzae (Koji). A. oryzae es un hongo ascomiceto filamentoso que se ha empleado en la fermentación del este de Asia durante más de mil años. Se ha utilizado en Japón durante más de mil años para producir alimentos fermentados tradicionales como el sake, la salsa de soya y el miso. Eiji Ichishima, de la Universidad de Tohoku, denominó al hongo kōji "hongo nacional" (kokkin) en la revista de la Brewing Society of Japan, debido a su importancia no solo para elaborar el kōji utilizado en la fabricación del sake, sino también para elaborar el kōji del miso, la salsa de soya y una variedad de otros alimentos tradicionales japoneses.
La Taka-diastasa se define formalmente como una enzima amilolítica formada por la acción de las esporas del hongo Aspergillus oryzae sobre el salvado de trigo; se utiliza como digestivo. El sustrato de producción original, que aún se utiliza, es el salvado de trigo, y el cultivo se realiza en capas delgadas y sólidas, una técnica conocida como cultivo en estado sólido o fermentación koji. Un hongo filamentoso, Aspergillus oryzae, es el organismo clave en la producción de todos estos alimentos tradicionales, y se ha confirmado que su cultivo en estado sólido (SSC, por sus siglas en inglés) es el secreto de la alta productividad de hidrolasas secretoras vitales para el proceso de fermentación.
1.3 Formas comerciales y preparaciones
La amilasa suplementaria suele derivarse de fuentes microbianas, como Aspergillus oryzae, o con menor frecuencia de plantas o del páncreas animal. La amilasa suplementaria se produce típicamente mediante fermentación microbiana, como a partir de Aspergillus oryzae, y se encuentra disponible en cápsulas, tabletas o mezclas dentro de fórmulas de enzimas digestivas.
En la etapa temprana de su comercialización, la Taka-Diastase se vendía como un polvo higroscópico blanco amarillento. La Taka-Diastase es una preparación enzimática que se obtiene generalmente como un polvo higroscópico blanco amarillento mediante el cultivo de un moho (Aspergillus oryzae) sobre salvado de trigo, y se utiliza principalmente como digestivo de almidón. Hoy en día, la enzima se incorpora en una amplia variedad de formas de suplementos dietéticos, incluidas cápsulas, tabletas y mezclas de enzimas en polvo. La amilasa microbiana es preferida por su idoneidad vegetariana y estabilidad, lo que hace que se utilice comúnmente en mezclas de enzimas digestivas presentes en cápsulas y tabletas.
La Taka-amilasa A también se produce y se comercializa en formas cristalinas de alta pureza para fines de investigación y como estándar de referencia, habiendo sido objeto de una intensa investigación estructural y bioquímica.
2. Uso tradicional e histórico
2.1 Uso tradicional en la fermentación del este de Asia
La actividad enzimática que define a la Taka-amilasa tiene sus raíces más profundas en la cultura de fermentación japonesa y, en un sentido más amplio, del este de Asia. Se aprovechaba una actividad enzimática análoga mediante procesos de fermentación tradicionales que involucraban a Aspergillus oryzae, conocido como moho koji, el cual desempeñó un papel central en la producción de sake, salsa de soya y miso al descomponer rápidamente los almidones del arroz. La palabra "koji" en realidad se refiere a la fermentación en estado sólido que involucra tanto a A. oryzae como a los materiales fermentados que consisten en arroz, soya y trigo.
El inóculo de A. oryzae utilizado en la fermentación, conocido como "koji", se ha producido comercialmente durante alrededor de 700 años. El koji se crea cultivando el hongo koji sobre granos, y los fabricantes de fermento koji han seleccionado y criado cepas para mejorar el sabor y el color de diversos productos fermentados. Aspergillus oryzae no solo proporciona las enzimas necesarias para transformar las materias primas en componentes más fácilmente digeribles, sino que también contribuye al color, sabor, aroma y textura de los productos fermentados. Si bien estos alimentos fermentados se consumían con fines culinarios, nutricionales y ceremoniales en la cultura tradicional, la actividad amilolítica del moho koji no fue identificada ni extraída como un producto medicinal independiente hasta finales del siglo XIX.
2.2 Invención y uso medicinal temprano (décadas de 1890 a 1940)
Jokichi Takamine, un químico japonés formado en química aplicada en la Universidad de Tokio y en la Universidad de Glasgow, buscó tender un puente entre estas tradiciones desarrollando una fuente de enzimas más eficiente para aplicaciones industriales. Basándose en su conocimiento de la fermentación koji, Takamine comenzó experimentos a finales de la década de 1880 para cultivar A. oryzae en condiciones controladas, añadiendo sustancias químicas para acelerar la producción de enzimas y obtener una forma purificada superior a la diastasa de malta tradicional.
En 1894, Takamine solicitó y obtuvo una patente estadounidense titulada "Process of Making Diastatic Enzyme" (patente estadounidense 525,823), la primera patente sobre una enzima microbiana en los Estados Unidos. Patentada en 1894, fue posiblemente la primera patente mundial sobre una enzima microbiana, así como la primera enzima microbiana producida comercialmente en los EE. UU. El método de producción consistía en inocular esporas de moho sobre arroz al vapor o salvado de trigo y cultivarlas en capas delgadas, una adaptación directa de la tradición japonesa del koji a un contexto de fabricación farmacéutica occidental. Takamine inoculó esporas de moho sobre arroz al vapor o salvado de trigo y cultivó sus cepas en capas delgadas.
Takamine continuó promoviendo el uso de la diastasa y descubrió que podía utilizarse para tratar problemas estomacales cuando él mismo estuvo enfermo en el hospital. Esta experiencia lo llevó a licenciar la patente de la Taka-diastasa a la compañía farmacéutica Parke, Davis & Co., con sede en Detroit. Licenció su preparación a Parke–Davis and Company bajo la marca Taka-diastase, y la compañía comercializó el producto como un auxiliar digestivo para el tratamiento de la dispepsia.
Parke, Davis & Co. obtuvo rápidamente los derechos de comercialización en EE. UU., posicionando el producto como una alternativa avanzada a los extractos de malta y los polvos de pancreatina. En aquella época, los auxiliares digestivos constituían un mercado farmacéutico en auge, promovido no solo para tratar enfermedades diagnosticadas, sino también como "fortalecedores del estómago" para el público en general. La Taka-Diastase se comercializó para afecciones que implicaban insuficiencia digestiva, particularmente aquellas que afectaban la digestión del almidón. A menudo se prescribía para la dispepsia, la gastritis crónica y otras dolencias atribuidas a una "digestión débil". La etiqueta describe la capacidad del producto para convertir los almidones en maltosa y dextrinas, lo que la convirtió en un auxiliar digestivo preferido a principios del siglo XX.
La producción patentada de la Taka-diastasa de A. oryzae, una α-amilasa neutra, como medicamento en 1894 marcó el inicio de la biotecnología enzimática moderna. La Taka-Diastase también fue comercializada por la Sankyo Corporation en Japón, y el producto tuvo una presencia destacada en la cultura popular; la Taka-Diastase todavía se utiliza como ingrediente en medicamentos, y de hecho fue mencionada hace mucho tiempo en la novela de Soseki Natsume "Soy un gato".
A mediados del siglo XX, el uso de la Taka-Diastase disminuyó a medida que avanzaba la gastroenterología moderna y se diversificaban los antiácidos y enzimas digestivas de venta libre. La preparación enzimática siguió disponible en Japón y en mercados especializados, y la enzima purificada en sí se convirtió en un pilar de la enzimología académica durante todo el siglo XX.
La aplicación industrial temprana, previa a su uso medicinal, se centró en la destilación de whisky. Los destiladores japoneses utilizaban un moho específico que crecía en los campos de arroz, conocido como koji, o Aspergillus oryzae. Conocido como el "hongo nacional" de Japón, A. oryzae produce una enzima que consume el almidón muy rápidamente y luego produce, como subproducto, los azúcares necesarios para elaborar alcohol. Takamine comercializó inicialmente esta actividad para la industria del whisky estadounidense antes de reorientarla hacia la medicina.
3. Principales constituyentes y compuestos activos
3.1 La enzima principal: Taka-amilasa A (α-amilasa, EC 3.2.1.1)
La α-amilasa de Aspergillus oryzae es una proteína de Mr = 53.662 daltons compuesta por 478 aminoácidos, con una proporción inusualmente alta de residuos aromáticos. Posee un ion de calcio fuertemente unido. La enzima pertenece a la familia GH13 (también llamada superfamilia de las α-amilasas), cuyos miembros comparten un dominio catalítico conservado en barril (β/α)8. La Taka-amilasa es una amilasa de tipo endo típica, y cataliza la hidrólisis de los enlaces α-1,4-glucosídicos de los α-1,4-glucanos.
La enzima posee un ion de calcio fuertemente unido, y la cristalografía de rayos X ha revelado que el catión Ca²⁺, cuyos ligandos son los oxígenos carbonílicos de la cadena principal de His210, Cys164 y Glu162, así como el carboxilo de la cadena lateral de Asp175, es un componente integral de la estructura tridimensional. El ion de calcio es esencial para mantener la arquitectura tridimensional de la enzima y su competencia catalítica.
La enzima está glicosilada; se evidencia glicosilación en Asn197, y en el cristal tetragonal puede observarse que incluye tres residuos de azúcar parcialmente desordenados a continuación de la N-acetilglucosamina (NAG) inicial.
3.2 Otros componentes enzimáticos en las preparaciones de Taka-Diastase
La preparación cruda conocida como Taka-Diastase contiene actividades enzimáticas adicionales más allá de la α-amilasa. Aspergillus oryzae es una fuente importante de compuestos orgánicos, como el ácido glutámico, y de numerosas enzimas industriales, como la glucoamilasa, las α-amilasas, la celulasa y las proteasas, utilizadas en el procesamiento de almidón, la panificación, la fabricación de detergentes y la elaboración de bebidas alcohólicas en todo el mundo. De manera crucial, la mezcla comercial de Taka-diastasa fue la fuente a partir de la cual se identificó por primera vez una ribonucleasa clave: desde su descubrimiento por Sato y Egami (1957) en una mezcla enzimática comercial de Aspergillus oryzae llamada Taka-diastasa, la ribonucleasa (RNasa) T1 [EC 3.1.27.3] ha sido objeto de extensos estudios. La RNasa T1 es en sí misma una enzima científicamente importante en biología molecular, pero no es el componente digestivo activo de la preparación.
Aspergillus oryzae produce dos α-amilasas denominadas AmyA y AmyB, donde AmyB es un derivado proteolítico de AmyA. Ambas enzimas alcanzan su actividad máxima a pH 5,6 y 50 °C, y producen maltosa y maltotriosa como principales productos finales de la hidrólisis del almidón.
4. Mecanismos de acción
4.1 Mecanismo enzimático de la hidrólisis del almidón
La catálisis por la alfa-amilasa implica la hidrólisis de los enlaces alfa-1,4 en la amilosa con una retención neta de la configuración anomérica, mediante un mecanismo de doble desplazamiento, tal como lo describió originalmente Koshland. Este mecanismo de doble desplazamiento, también llamado mecanismo retentivo, transcurre a través de un intermediario glicosil-enzima covalente y depende de dos residuos catalíticos que actúan como nucleófilo y como catalizador ácido/base. El catalizador enzimático ácido/base y el nucleófilo, residuos Glu230 y Asp206, respectivamente, están posicionados de manera adecuada para la catálisis.
Las α-amilasas actúan en una ubicación aleatoria a lo largo de la cadena de almidón y pueden actuar en cualquier punto del sustrato; se consideran la enzima líder y se emplean en las industrias de procesamiento de almidón para hidrolizar polisacáridos. Como enzima de acción endo, la Taka-amilasa escinde las cadenas de almidón internamente en lugar de hacerlo desde los extremos de la cadena, generando una mezcla de oligosacáridos cortos, maltosa (un disacárido de glucosa) y maltotriosa como productos principales. Funciona descomponiendo el almidón en maltosa y otros azúcares más simples, con una unidad de actividad definida como la cantidad que libera 1 μmol de maltosa por minuto a pH 6,0 y 25 °C utilizando almidón soluble como sustrato.
La enzima α-amilasa EC 3.2.1.1 cataliza la hidrólisis de los enlaces glicosídicos α-D-(1,4) en el almidón y carbohidratos relacionados. A nivel estructural, el sitio activo de la Taka-amilasa alberga hasta seis subsitios de anillos de azúcar (numerados de −3 a +3), y la enzima experimenta un compromiso conformacional con su sustrato polisacárido a través de múltiples residuos de glucosa contiguos. El hexasacárido ocupa los subsitios −3 a +3 de la enzima, lo cual es consistente con el número conocido de subsitios determinado mediante estudios cinéticos.
La superposición del modelo de la Taka-amilasa sobre las α-amilasas de Bacillus subtilis, páncreas porcino y cebada muestra un alto grado de coincidencia, particularmente en el núcleo catalítico. Esta conservación estructural a través de reinos biológicos muy diferentes (fúngico, vegetal, animal) refleja la importancia fundamental de esta reacción enzimática en el metabolismo de los carbohidratos. La similitud estructural con la α-amilasa pancreática humana significa que ambas enzimas comparten esencialmente la misma química y los mismos residuos catalíticos, lo que fundamenta el uso de la Taka-amilasa como sustituto funcional de la amilasa humana endógena en el tracto gastrointestinal.
4.2 Papel fisiológico de la amilasa exógena en la digestión
La amilasa es una enzima digestiva secretada predominantemente por el páncreas y las glándulas salivales, con una presencia mínima en otros tejidos. La enzima se describió por primera vez a principios de la década de 1800 y se considera uno de los primeros temas de estudio de la enzimología; denominada inicialmente diastasa, fue renombrada amilasa a principios del siglo XX. La función principal de las amilasas es hidrolizar los enlaces glicosídicos en las moléculas de almidón, convirtiendo los carbohidratos complejos en azúcares más simples.
La amilasa descompone los carbohidratos complejos, como los almidones, en azúcares más simples, favoreciendo la digestión de los carbohidratos y la absorción de nutrientes en el tracto digestivo. La Taka-Diastase se ha utilizado como agente digestivo para apoyar la función de la amilasa en un organismo vivo; en consecuencia, el efecto farmacológico de la Taka-Diastase es el incremento de la actividad de la amilasa. Cuando se toma por vía oral antes o durante una comida, la suplementación exógena de la enzima tiene como objetivo apoyar o sustituir la actividad de la amilasa salival y pancreática endógena.
5. Evidencia científica por área de uso
5.1 Apoyo digestivo y digestión del almidón
La aplicación principal y mejor establecida de la Taka-amilasa/Taka-diastasa como suplemento es la facilitación de la digestión del almidón dietético. El fundamento bioquímico está bien respaldado: la amilasa en los suplementos de enzimas digestivas ayuda a descomponer carbohidratos complejos, como los almidones de alimentos como el pan o el arroz, en azúcares más simples. Esto favorece la digestión natural del organismo y puede ayudar a aliviar las molestias digestivas después de comidas ricas en carbohidratos al mejorar la eficiencia de la descomposición de los carbohidratos y la absorción de nutrientes.
Sin embargo, los ensayos controlados aleatorizados, directos y a gran escala, que aíslen específicamente a la Taka-amilasa como agente único en poblaciones humanas definidas son limitados en la literatura revisada por pares accesible a través de las bases de datos estándar. La mayor parte de la evidencia clínica disponible sobre la amilasa derivada de A. oryzae administrada por vía oral proviene de estudios con suplementos multienzimáticos y no de ensayos con la Taka-amilasa como agente aislado. Varios estudios clínicos han demostrado la importancia de los suplementos enzimáticos en la mejora de la digestión y el tratamiento de trastornos digestivos. En un estudio clínico, la suplementación con N-SORB® (un complejo multienzimático) durante 90 días mostró una mejora en la salud intestinal y en las funciones gastrointestinales y metabólicas. Este estudio y otros similares dificultan atribuir los efectos únicamente al componente amilasa.
La evidencia in vitro es más detallada. El efecto de un suplemento de enzimas digestivas que contiene amilasa (20,000 SKBU/g) junto con proteasa, lipasa, celulasa, lactasa y hemicelulasa sobre la digestión de alimentos complejos se evaluó utilizando modelos de digestión estática y semidinámica simulada INFOGEST, monitoreando el progreso de la digestión en términos de azúcares reductores, perfil de azúcares libres, grado de hidrólisis, aminoácidos libres, patrón de péptidos y ácidos grasos libres. Estos modelos in vitro proporcionan una aproximación útil pero limitada de la digestión fisiológica humana.
Fuerza de la evidencia: La evidencia bioquímica y mecanicista de la capacidad de la Taka-amilasa para hidrolizar el almidón está extremadamente bien caracterizada a nivel molecular. Su uso como enzima digestiva funcional cuando se administra por vía oral es fisiológicamente plausible y cuenta con una larga trayectoria empírica. Sin embargo, los ensayos clínicos rigurosos, controlados con placebo, en humanos, que examinen la Taka-amilasa como suplemento independiente para resultados digestivos —con poblaciones definidas, dosificación estandarizada y criterios de valoración de síntomas validados— son escasos en la literatura revisada por pares públicamente disponible. La base de evidencia para esta preparación específica se sustenta sustancialmente en razonamiento mecanicista, datos in vitro y experiencia clínica histórica, en lugar de en ensayos controlados aleatorizados modernos de alta calidad.
5.2 Insuficiencia pancreática exocrina
Las alteraciones en la producción o actividad enzimática —como en la insuficiencia pancreática exocrina, la intolerancia a la lactosa o la deficiencia congénita de sacarasa-isomaltasa— afectan la absorción de nutrientes y provocan síntomas como diarrea, distensión abdominal, flatulencia, esteatorrea y pérdida de peso. El reemplazo enzimático en estas condiciones está bien establecido como estrategia clínica; sin embargo, el estándar de atención para la insuficiencia pancreática exocrina generalmente implica la terapia de reemplazo con enzimas pancreáticas porcinas de prescripción (PERT), no suplementos de amilasa fúngica. No se identificaron ensayos controlados aleatorizados dedicados específicamente a la Taka-amilasa para la insuficiencia pancreática exocrina en la literatura revisada por pares.
5.3 Biotecnología industrial y estudios estructurales
Existe un cuerpo sustancial de investigación revisada por pares sobre la Taka-amilasa en el contexto del procesamiento industrial de almidón, la biotecnología alimentaria y como enzima modelo estructural. La α-amilasa de Aspergillus oryzae es un pilar de la industria enzimática y se ha utilizado durante décadas en procesos médicos y en una variedad de procesos comerciales. La α-amilasa constituye una de las enzimas más significativas en aplicaciones industriales como las industrias textil, alimentaria, de detergentes y bioclínica. Esta evidencia industrial no se traduce directamente en evidencia clínica de suplementos, pero confirma el perfil de actividad bien definido de la enzima y su historial de seguridad en condiciones de procesamiento de alimentos.
5.4 Relevancia histórica para la investigación
La Taka-amilasa A ocupa un lugar único en la historia de la química de proteínas. Aunque las enzimas extraídas de órganos animales se estudiaban principalmente en Europa y los EE. UU., resultaban difíciles de obtener en Japón. En contraste, las enzimas producidas por el moho koji japonés (Aspergillus oryzae) son generalmente más estables que las enzimas derivadas de animales, lo cual representa una enorme ventaja para los estudios químicos. La disponibilidad y estabilidad de la Taka-amilasa A la convirtieron en el sujeto preferido para los primeros estudios de cristalización de enzimas en Japón, contribuyendo de manera fundamental al campo de la enzimología estructural. La Taka-amilasa cataliza eficientemente la hidrólisis del almidón y tiene un alto potencial para la producción industrial de glucosa a partir de diversas fuentes.
6. Sistemas corporales y áreas de salud
6.1 Sistema gastrointestinal
La Taka-amilasa actúa principalmente dentro del tracto gastrointestinal, particularmente en la cavidad oral y el intestino delgado. La función principal de las amilasas es hidrolizar los enlaces glicosídicos en las moléculas de almidón, convirtiendo los carbohidratos complejos en azúcares más simples. Las enzimas amilasas se clasifican en tres categorías principales: α-, β- y γ-amilasas, cada una con especificidad para segmentos distintos de las moléculas de carbohidratos. Los suplementos que contienen amilasa se toman para favorecer la comodidad y eficiencia digestivas, particularmente después de comidas ricas en carbohidratos, y son frecuentemente elegidos por personas propensas a la distensión abdominal ocasional o molestias digestivas tras consumir alimentos con almidón.
6.2 Sistemas metabólico y nutricional
Al convertir los almidones complejos en azúcares simples absorbibles, la suplementación con amilasa favorece teóricamente el metabolismo energético derivado de los carbohidratos y la absorción de nutrientes. Hasta el 50% de la ingesta de energía puede derivarse de un solo carbohidrato, el almidón. Las α-amilasas (EC 3.2.1.1) de origen salival y pancreático desempeñan un papel clave en el proceso digestivo del almidón y en sus implicaciones fisiológicas relacionadas. La eficiencia con la que el almidón se convierte en azúcares absorbibles tiene efectos posteriores sobre la respuesta glucémica, la disponibilidad de sustratos para la microbiota intestinal y la recuperación calórica de alimentos con almidón.
6.3 Contexto de diagnóstico clínico
Aunque no constituye una aplicación directa de la suplementación con Taka-amilasa, la clase más amplia de enzimas α-amilasa tiene una importancia diagnóstica bien establecida. En los laboratorios clínicos, la medición de la α-amilasa, y específicamente de la α-amilasa pancreática, en el suero y la orina humanos es un marcador bien establecido y de uso rutinario de la pancreatitis aguda —la principal aplicación clínica de esta enzima desde la primera descripción de su valor diagnóstico en 1929—. La elevación de la amilasa sérica se utiliza para diagnosticar patologías pancreáticas. Esta aplicación diagnóstica es distinta del uso suplementario de la Taka-amilasa.
7. Formas de dosificación y dosis reportadas
La amilasa suplementaria derivada de Aspergillus oryzae está disponible en cápsulas, tabletas o mezclas dentro de fórmulas de enzimas digestivas. Las preparaciones enzimáticas se estandarizan según su actividad catalítica y no según el peso absoluto, utilizando unidades como las unidades SKB (Sandstedt-Kneen-Blish), DU (unidades dextrinizantes), FAU (unidades de amilasa fúngica) o KNU (Kilo Unidades Novo), en lugar de únicamente por masa. Esta estandarización basada en la actividad significa que las dosis reportadas en miligramos en las etiquetas de los productos reflejan la masa de la preparación enzimática, no la actividad.
Un estudio in vitro examinó una formulación de suplemento multienzimático que proporcionaba amilasa a 20,000 SKBU/g, en combinación con proteasa (13,000 PC/g), lipasa (5 LU/g), celulasa (1,000 CMC/g), lactasa (1,000 ALU/g) y hemicelulasa (15,000 XU/g).
En un estudio de nutrición animal que utilizó amilasa exógena, la enzima se suplementó a la dosis recomendada por el fabricante (0,14 g/kg; 80 KNU/kg tal como se administró). El contexto de este estudio no es directamente aplicable a la suplementación humana, pero refleja las unidades de actividad enzimática utilizadas para estandarizar las dosis.
Según registros históricos de productos, la Taka-Diastase de Parke-Davis se presentaba en forma de polvo, y las instrucciones de dosificación de principios del siglo XX indicaban su uso antes de las comidas para las molestias dispépticas. Los productos de suplementos dietéticos contemporáneos que contienen amilasa derivada de A. oryzae como parte de una mezcla multienzimática varían ampliamente en la actividad de amilasa por porción, según la formulación del producto y su uso previsto. No se identificaron ensayos clínicos específicos en humanos que establecieran una dosis óptima para la Taka-amilasa como suplemento independiente en la literatura revisada por pares consultada aquí.
8. Consideraciones de seguridad
8.1 Estado regulatorio de seguridad
Múltiples evaluaciones independientes de la Autoridad Europea de Seguridad Alimentaria (EFSA) han evaluado la seguridad de la α-amilasa derivada de Aspergillus oryzae. Las pruebas de genotoxicidad no plantearon una preocupación de seguridad. La toxicidad sistémica se evaluó mediante un estudio de toxicidad oral de dosis repetidas de 90 días en ratas. El panel identificó un nivel sin efecto adverso observado (NOAEL) de 1.000 mg TOS/kg de peso corporal al día, la dosis más alta probada. Con base en los datos proporcionados, el panel concluyó que esta enzima alimentaria no plantea preocupaciones de seguridad bajo las condiciones de uso previstas. Una evaluación separada de la EFSA sobre una cepa diferente de A. oryzae encontró un NOAEL de 1.862 mg TOS/kg de peso corporal al día, la dosis más alta probada, lo que, en comparación con la exposición dietética estimada, resultó en un margen de exposición de al menos 13.896.
Las especies de Aspergillus oryzae se han reportado frecuentemente como microorganismos no toxigénicos y no patógenos. El análisis genómico ha llevado a algunos investigadores a considerar que el Aspergillus flavus domesticado por los japoneses mutó y dejó de producir aflatoxinas tóxicas, dando origen a A. oryzae. Aunque ambos hongos comparten el mismo conjunto de genes que codifican para la síntesis de aflatoxinas, este conjunto de genes es no funcional en A. oryzae.
8.2 Potencial alergénico
La preocupación de seguridad más documentada clínicamente respecto a la α-amilasa de A. oryzae se relaciona con su alergenicidad. La α-amilasa de A. oryzae se conoce como alérgeno respiratorio ocupacional asociado al asma del panadero. La enzima alfa-amilasa degradadora de almidón, proveniente de Aspergillus oryzae, y la harina de soya son ejemplos de aditivos que, junto con los componentes de los cereales, son responsables de la sensibilización y de síntomas mediados por IgE en panaderos y otras personas expuestas a las harinas de panificación. La sensibilización a las enzimas en las panaderías es una causa común de asma ocupacional y también puede provocar dermatitis de contacto. La prevalencia de sensibilización a la alfa-amilasa en panaderos sintomáticos es de aproximadamente el 25%.
La tinción de almidón con yodo demostró que el componente unido de manera exclusiva o predominante por los anticuerpos IgE de panaderos sintomáticos representa la alfa-amilasa activa. Según la nomenclatura de la Unión Internacional de Sociedades Inmunológicas (IUIS), se sugiere el término Asp o II para este importante alérgeno ocupacional.
Cabe destacar que el riesgo de reacción alérgica por ingesta oral (como en la suplementación dietética) es sustancialmente menor que el riesgo derivado de la inhalación de polvo enzimático aerotransportado. Varios estudios han demostrado que los adultos con asma ocupacional causada por una enzima (como se ha descrito para la α-amilasa de A. oryzae) pueden ingerir alérgenos respiratorios sin desarrollar síntomas clínicos de alergia alimentaria. Considerando el amplio uso de las α-amilasas, solo se ha descrito en la literatura un número reducido de reportes de casos centrados en reacciones alérgicas ante la exposición oral a las α-amilasas en individuos sensibilizados por vía respiratoria a las α-amilasas. No obstante, se buscó similitud de la secuencia de aminoácidos con la de alérgenos conocidos y se encontró una coincidencia con un alérgeno respiratorio (una amilasa de otra cepa de A. oryzae). El panel consideró que, en las condiciones de uso previstas, no puede excluirse el riesgo de reacciones de sensibilización alérgica y de provocación por exposición dietética, aunque se considera que la probabilidad es baja.
El pan elaborado con harina que contiene alfa-amilasa de Aspergillus oryzae puede provocar reacciones alérgicas en sujetos sensibilizados. Las personas con hipersensibilidad conocida a especies de Aspergillus o a enzimas derivadas de A. oryzae representan una población para la cual la exposición oral debe considerarse con precaución.
8.3 Posibles interacciones y consideraciones funcionales
Estructuralmente, la Taka-amilasa es inhibida por la acarbosa, un medicamento de prescripción utilizado para retardar la absorción de carbohidratos en el manejo de la diabetes tipo 2. La estructura tridimensional de la alfa-amilasa de Aspergillus oryzae (TAKA-amilasa), en complejo con el inhibidor acarbosa, se ha determinado mediante cristalografía de rayos X con una resolución de 1,98 Å. Dado que la acarbosa funciona precisamente inhibiendo la actividad de la α-amilasa en el tracto gastrointestinal, se esperaría que la administración conjunta de suplementos de Taka-amilasa con acarbosa u otros inhibidores de la α-glucosidasa reduzca o anule el efecto suplementario, aunque esta interacción específica entre fármaco y suplemento no ha sido estudiada formalmente en ensayos clínicos para la Taka-amilasa en particular.
Dado que la enzima es una proteína, está sujeta a inactivación en grado variable por el entorno ácido del estómago. La medida en que la actividad sobrevive al tránsito por el ácido gástrico depende de la formulación —si tiene recubrimiento entérico, si se toma con alimentos (lo que amortigua el pH gástrico) o si se toma como cápsula sin protección.
En el caso de los productos derivados de cepas fúngicas, las cepas o los productos resultantes se someten a pruebas para detectar la presencia de metabolitos secundarios que podrían representar una preocupación toxicológica. Se determinó que estos se encontraban por debajo de los límites de detección, o que la cepa no era capaz de producirlos. La ausencia de micotoxinas debe verificarse para cada cepa de producción, ya que el A. flavus, estrechamente relacionado, es aflatoxigénico, aunque se ha documentado que el propio A. oryzae presenta un conjunto de genes de biosíntesis de aflatoxinas no funcional.
8.4 Fortaleza y limitaciones de la evidencia de seguridad
Las evaluaciones de seguridad de la EFSA representan las evaluaciones más rigurosas y sistemáticamente realizadas disponibles públicamente, y abarcan la genotoxicidad, la toxicidad oral subcrónica y la evaluación de la alergenicidad en el contexto del uso en el procesamiento de alimentos. Estas evaluaciones proporcionan una considerable tranquilidad respecto a la seguridad de la α-amilasa ingerida derivada de A. oryzae. Sin embargo, debe señalarse que estas evaluaciones se realizan principalmente en el contexto del uso de enzimas alimentarias (donde la enzima está presente en niveles residuales en los alimentos procesados), y no en el contexto del uso de suplementos dietéticos concentrados con las actividades enzimáticas más altas presentes en formulaciones de cápsulas o tabletas. No existen ensayos de seguridad específicos en humanos sobre la Taka-amilasa oral en dosis altas como suplemento dietético durante periodos prolongados en la literatura revisada por pares actualmente accesible.
Referencias
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