Como parte de la composición considerada como no nutrimental, las frutas contienen grupos de compuestos bioactivos, que se pueden ubicar en cuatro grandes grupos:
Compuestos fenólicos
Por ser mayoritarios en las frutas y las verduras, han sido los más estudiados. Son sustancias químicas que poseen un anillo aromático, con uno o más grupos hidróxi- los, incluyendo derivados funcionales ésteres, metil ésteres, y glucósidos. La natura-ésteres, metil ésteres, y glucósidos. La natura-, metil ésteres, y glucósidos. La natura-ésteres, y glucósidos. La natura-, y glucósidos. La natura- leza de los fenoles varía desde moléculas simples como los ácidos fenólicos hasta
compuestos altamente polimerizados, como los taninos. Se encuentran comúnmente en forma de glicósidos conjugados, con uno o más residuos de azúcar unidos a los grupos hidroxilos, aunque algunos pueden tener uniones directas entre una molécula de azúcar y un carbono aromático. Los azúcares asociados pueden ser de tipo mono- sacárido, disacárido o incluso oligosacárido, siendo los más comunes: glucosa, galac- tosa, arabinosa, ramnosa, xilosa, y ácidos glucurónico y galacturónico. También pue- den encontrarse unidos a ácidos carboxílicos, ácidos orgánicos, aminas, lípidos y a otros compuestos fenólicos. Se clasifican en cuatro familias en función del número de anillos fenólicos y de los elementos estructurales unidos a esos anillos: flavonoides, ácidos fenólicos, estilbenos y lignanos (Singh y colaboradores, 2003; Sudjaroen, 2009).
Son compuestos con especial interés ya que se les ha atribuido actividad antioxi- dante. Muchas enfermedades degenerativas han estado relacionadas con la oxida- ción de moléculas biológicas, membranas y tejidos, inducidas por el oxígeno activo y mediada por radicales libres que son moléculas que en su estructura atómica pre- sentan un electrón desapareado y que, debido a la inestabilidad de su configuración electrónica, son generalmente muy reactivos, lo que ha sido la base de su toxicidad, éstos actúan como mediadores y reguladores a concentraciones fisiológicas, mien- tras que a concentraciones elevadas pudieron actuar como potentes oxidantes cito- tóxicos (González y Prisecaru, 2005).
La producción de los radicales libres que se dan constantemente “in vivo”, ha permitido desarrollar diversos mecanismos de defensa antioxidante, como medios de protección. A nivel fisiológico y celular, un antioxidante es una molécula que previe- ne el daño oxidativo en otra molécula. Ya que en los sistemas vivos, de forma conti- nua y natural se han generado radicales libres (sobretodo del oxígeno), el consumo de biomoleculas antioxidantes ha sido fundamental para mantener un adecuado sistema de bloqueo e inactivación de estos, siendo las frutas y vegetales en general la princi- pal fuente de antioxidantes en una dieta adecuada (Olsson y colaboradores, 2004).
Las ERO´s incluyen anión superóxido (O2-), hidroxilo (OH-), alcóxido (RO-) y peróxi- do (ROO-). Entre los derivados no radicales se encuentran el peróxido de hidrógeno (H2O2), Ácido Hipocloroso (hclo), ozono (O3) y oxígeno singulete (ΔO2) (Ugartondo, 2009). Estas se generan constantemente en el organismo, la mayoría a partir de las cadenas de transporte de electrones en la mitocondria. Otra fuente endógena es la relacionada con las diversas reacciones de defensa del sistema inmunitario frente a las agresiones de diversa índole, como en las inflamaciones crónicas o pueden pro- venir de fuentes externas como el tabaco, contaminación atmosférica, radiación Ultra Violeta uv, radiación electromagnética de baja longitud de onda, ozono y hasta medicamentos como paracetamol, pueden interaccionar dividiendo el agua en el organismo para generar el radical hidroxilo (OH-). De forma análoga, existen
Especies Reactivas del Nitrógeno (ern), del Cloro (ercl) y del Bromo (erbr) (Peng y colaboradores, 2008).
Cuando el organismo se ve desbordado por un exceso de especies reactivas, prác- ticamente cualquier estructura biológica que lo integra (Adn, Arn, proteínas, carbo- hidratos y lípidos) puede resultar dañada, originando lesiones en el Adn: pérdida de la función de enzimas, incremento de la permeabilidad celular, disrupción de la se- ñalización en la célula y en ocasiones muerte celular programada (Ugartondo, 2009).
Es común relacionar el daño provocado por las diversas especies reactivas con la fisiopatología de varias enfermedades como el cáncer, diabetes, enfermedades pul- monares (fibrosis pulmonar, enfisema, neumonía, bronquitis crónica), cardiovascu- lares (aterosclerosis, isquemia, infarto al miocardio), neurológicas (alzheimer, esqui- zofrenia), autoinmunes como artritis reumatoide, enfermedades oculares como cataratas y retinopatías, entre otras (Hassimotto y colaboradores, 2007; Oyagbemi, 2009; Ugartondo, 2009).
El sistema antioxidante de defensa está constituido por compuestos de naturaleza enzimática como las enzimas: superóxido dismutasa que remueve el O2º convirtiéndolo en H2O2, que es transformado por las enzimas catalasa y glutatión peroxidasa, en agua (H2O), éstas últimas también forman parte de la primera línea de defensa antio- xidante, así como la glutatión transferasa y glutatión reductasa (Kurata y colaborado- res, 2007). Dentro de los antioxidantes endógenos de naturaleza no enzimática están la ceruloplasmina, transferrina y lactoferrina, haptoglobina y albúmina.
Flavonoides
Es la familia de compuestos fenólicos más abundante, son de bajo peso molecular formados por la combinación de derivados de fenilalanina y el ácido acético. Com-fenilalanina y el ácido acético. Com- parten una estructura común caracterizada por tener un esqueleto difenilpropano (C6C3C6) basado en el núcleo flavonoide, formado por tres anillos conocidos como A,
b y c. El anillo aromático A está condensado con un anillo de seis carbonos (c), un heterociclo oxigenado, que en posición dos tiene un anillo bencénico como sustitu- yente (b) (Merken y Beecher, 2000).
Presentan más de cinco mil estructuras diferentes Las diferencias entre los diver- sos grupos de flavonoides se establecen por el grado de aromaticidad (dobles enlaces conjugados), el patrón de hidroxilación (orden y número), el tipo de sustituciones (glicosilación, metilación y sulfatación) y el grado de polimerización de sus estruc- turas. Las moléculas de flavonoide no unidas a un grupo glucósido se conocen como agliconas, mientras que las formas glicosiladas se llaman glicósidos de flavonoides.
Las variaciones estructurales en los anillos permiten subdividir a los flavonoides en seis subclases: flavonoles, flavonas, flavanonas, isoflavonas, flavanoles (catequinas y proantocianidinas) y antocianidinas, así como en alimentos y bebidas obtenidas a partir de estos (Ramos, 2007).
Son utilizados para tratar desórdenes cardiovasculares y prevenir algunos tipos de cáncer (Lako y colaboradores, 2006), ya que neutralizan las especies reactivas de oxígeno ERO´s, ayudan a atraparlas ó evitan que se propague la reacción química que genera radicales libres, actúan regulando ciertas actividades enzimáticas celulares relacionadas con la capacidad de los flavonoides de alterar la estructura de la mem- brana celular, influyendo en la señalización y ciclo celular, metabolismo de ácido araquidónico y proliferación celular, apoptosis o muerte celular programada (Carval- ho y colaboradores, 2008). Por esta razón, ha habido un interés creciente en entender sus efectos protectores e identificar los componentes con efectos anticarcinogénicos.
Se ha demostrado que los flavonoides regulan en gran proporción la expresión de enzimas antioxidantes como la hemoxigenasa 1 (ho-1) mediante la activación del factor nuclear eritroide (nrf2). Muchas investigaciones han examinado que las pro- teínas quinasas activadas por mitógenos (mApks) están involucrados en los mecanis- mos de protección de daño del hepatocito y la disfunción hepática. Hesperidina y la Quercetina han sido utilizados eficazmente como agentes suplementarios en los pro- tocolos de tratamiento de los estudios de investigación. Muchos de ellos se han cen- trado en los usos potenciales como captadores de radicales libres e inhibidores de la peroxidación lipídica para prevenir el daño oxidativo. Además de la donación direc- ta de hidrógeno y las propiedades para calmar las especies reactivas del oxígeno (ros), recientemente la atención se ha centrado en la influencia de los flavonoides en la vía de señalización y su interacción indirecta con el sistema de defensa antioxi- dante endógeno (Lako y colaboradores, 2010).
Compuestos fenólicos no flavonoides
Dentro de este grupo, los ácidos fenólicos tales como el gálico, vainillínico, p-hi- droxibenzoíco, y los de tipo aldehídico como la vainillina, son abundantes en el reino vegetal. Los ácidos cinámicos como el cafeíco, ferúlico, p-cumárico y sináp- tico, raramente se encuentran libres, y generalmente están presentes en forma de derivados. Así por ejemplo, el ácido cafeíco se encuentra unido por enlace ester con el ácido quínico formando el ácido clorogénico y sus isómeros: isoclorogénico, neoclorogénico y criptoclorogénico. Las cumarinas e isocumarinas se encuentran generalmente unidas por enlaces glicosídicos a monosacáridos, mientras que los
cromonoles, compuestos responsables de una amplia variedad de colores en frutas y vegetales, son menos conocidos tanto en su estructura como en su actividad fun- cional, y se forman a partir de las antocianidinas.
Lignanos y neolignanos
Son metabolitos presentes principalmente en las plantas y en partes no comestibles de frutas y vegetales. Son de bajo peso molecular, formados por el acoplamiento oxidativo de unidades de p-hidroxi fenilpropano, las cuales se unen mediante puen- tes de hidrógeno. Son monómeros y dímeros del ácido hidroxicinámico y también del alcohol cinámico, propenilbenceno y alilbenceno. El término lignano se aplica cuando el compuesto está formado a partir de uniones entre el ácido y/o el alcohol, mientras que cuando se unen las moléculas de propenilbenceno y/o alilbenceno la molécula resultante se denomina neolignano.
Taninos
Los taninos son compuestos fenólicos hidrosolubles con un peso molecular com- prendido entre 500 y tres mil Daltons, que contribuyen al sabor amargo y a las as- tringencia de algunos frutas y vegetales inmaduros. Estos compuestos contienen un gran número de grupos hidroxilo, entre otros grupos funcionales (1 a 2 por l00 D), siendo capaces de unirse a proteínas y a otras macromoléculas.