IDESIA (Chile) Volumen 28, Nº 3. Septiembre - Diciembre 2010, pp. 121-129

COMENTARIO DE ACTUALIDAD

EL CONSUMO DE TOMATES PREVIENE EL DESARROLLO DE ENFERMEDADES CARDIOVASCULARES Y CÁNCER: ANTECEDENTES EPIDEMIOLÓGICOS Y MECANISMOS DE ACCIÓN

 

TOMATO CONSUMPTION PREVENTS THE DEVELOPMENT OF CARDIOVASCULAR EVENTS AND CANCER: EPIDEMIOLOGIC ANTECEDENTS AND ACTION MECHANISMS

 

Iván Palomo¹; Rodrigo Moore-Carrasco¹; Gilda Carrasco²; Pablo Villalobos³; Luís Guzmán¹

1. Programa de Investigación en Factores de Riesgo de Enfermedades Cardiovasculares (PIFRECV), Departamento de Bioquímica Clínica e Inmunohematología, Facultad de Ciencias de la Salud, Universidad de Talca. Chile.

2. Departamento de Horticultura, Facultad de Ciencias Agrarias, Universidad de Talca. Chile.

3. Departamento de Economía Agraria, Facultad de Ciencias Agrarias, Universidad de Talca. Chile.

Correspondencia

 

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RESUMEN

Las enfermedades no transmisibles (ENT), especialmente las enfermedades cardiovasculares (ECV)  y el cáncer, representan un importante problema de salud pública. Una de las estrategias para revertir esta situación es incrementar el consumo de frutas y hortalizas. Por lo anterior, esta revisión  muestra los hallazgos epidemiológicos y mecanismos  por los cuales  la ingesta de tomate podría prevenir el desarrollo de ECV y cáncer.

El tomate, rico en licopeno,  es la hortaliza de mayor consumo a nivel mundial y la que más se cultiva  en Chile.

Desde la década de los noventa, varios estudios epidemiológicos han mostrado que el consumo de tomate puede prevenir el desarrollo de eventos cardiovasculares (infarto agudo de miocardio y enfermedad cerebro vascular) y ciertos tipos de cáncer.   

Respecto a los mecanismos protectores de ECV se ha observado que el tomate presenta actividades  antiplaquetaria, protectora del endotelio, antioxidante y antiaterogénica. Por su parte,  entre los mecanismos por los cuales puede prevenir el cáncer,  se han descrito las  siguientes actividades: antioxidante, activación de apoptosis, disminución de la proliferación celular y disminución de la angiogenesis y metástasis.

A futuro será necesario avanzar en el conocimiento de los mecanismos moleculares involucrados (células, receptores y vías de señalización). Por otra parte, teniendo en consideración el aporte del tomate y sus productos en la prevención de las ENT, junto con incrementar las campañas sobre consumo interno y exportación,  será fundamental idear nuevos alimentos funcionales y nutracéuticos. 

Palabras clave: Tomate,  enfermedades cardiovasculares, cáncer, antioxidantes.

 

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ABSTRACT

 

Non-transmissible diseases (NTDs), especially cardiovascular disease (CVD) and cancer, are a major public health problem. One strategy to reverse this situation is to increase consumption of fruits and vegetables. For these reasons, this review shows the epidemiological findings and mechanisms by which tomato intake may prevent the development of CVD and cancer. The tomato rich in lycopene is the most consumed vegetable in the world and the main crop in Chile. Since the nineties, several epidemiological studies have shown that tomato consumption may prevent the development of cardiovascular events (myocardial infarction and cerebrovascular disease) and certain types of cancers. Regarding the protective mechanisms of CVD, it has been observed that the tomato has antiplatelet activity, endothelial protective, antioxidant and antiatherogenic. Meanwhile, among the mechanisms by which it can prevent cancer has described the following activities: antioxidant, activation of apoptosis, decreased cell proliferation and angiogenesis and diminution of metastasis. In future it is necessary to advance the knowledge of the molecular mechanisms involved (cells, receptors and signaling pathways). Also, taking into consideration the contribution of the tomato and its products in the prevention of NTD, along with the outstanding campaigns to increase domestic consumption and export, it will be essential to devise new functional foods and nutraceuticals food.

Key words: Tomato, cardiovascular diseases, cancer, antioxidants.

 

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INTRODUCCIÓN

Las enfermedades no transmisibles (ENT), entre otras,  las  enfermedades cardiovasculares (ECV)  y el cáncer,  representan un  problema  de salud pública a nivel mundial (1) , situación de la que Chile no está ajeno (2-4). Varios estudios han  mostrado la alta prevalencia  de factores de riesgo de ENT en la población adulta  chilena (5, 6)

El informe sobre "Dieta, nutrición y prevención de enfermedades crónicas" publicado por la Organización Mundial de la Salud (OMS) en el año 2003, reconoció que la evidencia científica asociada a la disminución del riesgo de  ECV en las personas que consumen al menos 400 g de frutas y hortalizas al día era convincente y un elemento probable en la disminución del riesgo de algunos tipos de cánceres (7).   Por su parte, el Fondo Internacional para la Investigación del Cáncer (WCRF) y el Instituto Americano de Investigación del Cáncer (AICR), en su informe "Alimentación, nutrición, actividad física y prevención del cáncer: una perspectiva mundial", confirman la evidencia científica entre la asociación de distintos tipos de cáncer y la alimentación, la actividad física y el peso de las personas (8).  En la actualidad, los beneficios nutricionales del consumo de frutas y hortalizas, además de su reconocido aporte en vitaminas, minerales y fibra dietética, se asocian a su contenido en fitoquímicos con efecto antioxidante o con acciones específicas sobre algunas enzimas, que a su vez llevan a cabo importantes funciones que contribuyen a la prevención de diversas ENT. En Chile, el consumo de frutas y hortalizas se estima en  160 g/persona/día, cifra muy inferior a los 400 g/persona/día recomendados por la OMS (9).

Como una forma de contribuir a los programas de promoción del consumo de frutas y hortalizas, esta revisión muestra  las propiedades específicas del tomate asociadas a la prevención de  ENT, ya que este fruto es la  hortaliza que más se consume en el mundo (10).

 

ANTECEDENTES DE TOMATE

El tomate (Solanum lycopersicon Mill.) es una dicotiledónea perteneciente a la familia de las solanáceas.  Es una planta perenne cultivada como anual, se desarrolla ya sea rastrera, semierecta o erecta (11). Es la principal hortaliza de fruto en el mundo y de alto consumo como producto en fresco o procesado, ya sea en pasta, jugo, deshidratado, entre otros (10). Los principales productores  de tomate en el mundo son China, Estados Unidos, Turquía, Italia e India. Chile se encuentra en el lugar 13 a nivel mundial considerando su producción para proceso(12). En Chile se cultiva en todo el país, mayoritariamente en suelo al aire libre o bajo invernadero, siendo la producción para consumo fresco, mayoritariamente interno, cercana  a las 300 mil toneladas (13).

 

LICOPENO Y OTROS ANTIOXIDANTES

El tomate maduro, además de agua, posee carbohidratos, potasio, fósforo,  magnesio, vitaminas B1, B2, B5 y C (14); también presenta  carotenoides como el  licopeno, el que junto a la vitamina C  son antioxidantes (15, 16).   En el tomate  el principal carotenoide  es el licopeno (83%), constituyendo la base molecular para la síntesis de los restantes carotenoides.  Es de estructura sencilla con una cadena alifática formada por cuarenta átomos de carbono y un gran número de dobles enlaces conjugados (17) (figura 1). La  absorción  del licopeno, por ser liposoluble,  es  mayor cuando se consume con aceite (18). En el organismo humano se le encuentra en el plasma (30 µg/dl) y en tejidos (19, 20).

Figura 1. Estructura del licopeno.

El licopeno se acumula en los frutos de tomate, desde su estado inmaduro con una tasa de incremento baja, aumentando significativamente ésta con la maduración del mismo.  El contenido de licopeno puede presentar diferencias según la variedad y condiciones del cultivo y factores de postcosecha (21-23). Para híbridos de tomate destinados a proceso se ha observado un efecto varietal, el cual depende de la zona y fecha de cultivo. Así, en estudios realizados en la zona centro sur de Chile, el contenido promedio de licopeno obtenido en las temporadas 2002/03, 2003/04 y 2004/05 en la región del Maule, Chile,  fue de 14,10; 10,61 y 14,63 mg/100 g (peso fresco)(22). Para frutos de consumo en fresco (tipo racimo, larga vida o "talquino") se desconocen valores promedio, sin embargo la literatura internacional indica que un tomate de consumo en fresco en promedio posee un contenido de licopeno de aproximadamente 4 mg/100 g (peso fresco).

 

TOMATE Y PREVENCIÓN DE ENFERMEDADES CARDIOVASCULARES (ECV)

EPIDEMIOLOGÍA

Varios trabajos epidemiológicos han reportado que el tomate previene el desarrollo de eventos cardiovasculares(24-26). Entre otros, en 1994 se investigó las razones para el bajo promedio de muertes por ECV en Nápoles, Italia, comparados con Bristol, Inglaterra, en el cual después de todos los controles los autores concluyeron que el consumo de tomate y aceite de oliva en Nápoles podrían explicar las diferencias (27). A su vez, el European Study of Antioxidants, Myocardial Infarction, and Cancer of the Breast (EURAMIC), fue usado para examinar la relación entre la concentración de licopeno e infarto agudo de miocardio(28).  

A continuación se revisan los principales mecanismos descritos por los cuales el licopeno y otros compuestos antioxidantes del tomate presentan dicho efecto protector.

 

MECANISMOS PROTECTORES DE ECV

Actividad  antiplaquetaria. Al complejo proceso de hemostasia, clásicamente se le separa enhemostasia primaria, hemostasia secundaria (coagulación) y fibrinólisis. La hemostasia primaria  incluye la vasoconstricción y la relación plaquetas-endotelio.  Desde el punto de vista funcional, las plaquetas desarrollan fenómenos de adhesión, secreción y agregación. Las plaquetas se adhieren a la matriz subendotelial a través de uniones entre sus glicoproteínas específicas de membrana (GPIa-IIa, GPIV, GPVI y  GPIb-IX-V) y proteínas adhesivas del subendotelio, especialmente colágeno y factor von Willebrand (FVW) (29, 30).

Tabla 1.

Mecanismos por los cuales el tomate previene las enfermedades cardiovasculares (ECV) y el cáncer.

LDL, Low Density Lipoprotein; c, cholesterol, HMG CoA 3-Hidroxi-3-metilglutaril coenzima-A

Las plaquetas activadas,  favorecen la hemostasia secundaria (actividad procoagulante) al exponer fosfolípidos aniónicos (29) y expresar factor tisular (FT) (31) Desde el punto de vista fisiopatológico, se sabe que las plaquetas participan tanto en la aterogénesis (32) como en la trombosis arterial propiamente tal  (33, 34).  En ese sentido la actividad antiagregante plaquetaria del tomate puede tener un efecto  protector de ECV.

Se ha observado que la ingesta de tomate tiene actividad antiagregante plaquetaria in vitro  e in vivo al inhibir la agregación inducida por ADP y colágeno, y se ha sugerido que las moléculas licopeno, adenosi (35-37).

Por otra parte,  el diferente potencial antitrombótico observado en distintas variedades de tomates, podría explicarse por la existencia de más de un componente activo y/o diferente concentración de los mismos (38) Nosotros estudiamos el efecto antiagregante plaquetario in vitro  de extractos acuosos y metanólicos de tomate  (tipos racimo y "talquino"). Ambos tipos de extractos, presentaron actividad  antiagregante plaquetaria inducida por ADP; aproximadamente 40% a 1mg/ml. Al utilizar colágeno como agonista la inhibición fue menor, y al usar ácido araquidónico y péptido activador del receptor de trombina (TRAP, Thrombin receptor activating peptide) no se observó efecto inhibitorio (39)

Protección del endotelio. En condiciones fisiológicas, el endotelio a través de varias moléculas bioactivas, regula la contracción vascular, la adhesión de leucocitos, el crecimiento de células musculares lisas y la agregación plaquetaria (40). La disfunción endotelial, caracterizada  por una pérdida parcial o completa del balance entre factores vasoconstrictores (endotelina 1 y angiotensina II) y vasodilatadores (óxido nítrico y prostaciclina), y factores protrombóticos (Inhibidor del activador del plasminógeno 1) y antitrombóticos (prostaciclina y heparán sulfato),  entre otros aspectos, favorece un estado aterotrombótico, específicamente por la expresión de moléculas de adhesión celular y adhesión de plaquetas.   Dicha disfunción endotelial se ve favorecida por las especies reactivas del oxígeno (41), moléculas que son neutralizadas por los llamados antioxidantes. Se ha encontrado que extractos acuosos y metanólicos del tomate presentan actividad antioxidante in vitro (16, 42-45).  Los carotenoides (β-caroteno, licopeno, zeaxantina, luteína y canxantina), vitamina C y vitamina E,  presentes en tomate pueden presentar actividad antioxidante (46-48) En humanos, se ha descrito recientemente que la suplementación con licopeno reduce el daño oxidativo del ADN y otros marcadores de  estrés oxidativo (49). Además se ha reportado que el licopeno inhibe la expresión de ICAM-1 en el endotelio (50)

Efecto antioxidante y antiaterogénico. La teoría más ampliamente aceptada para la génesis de la aterosclerosis en el endotelio vascular propone que la oxidación de la lipoproteína de baja densidad (Low Density Lipoprotein, LDL) juega un rol fundamental (24) . Partículas de LDL colesterol (LDL-c) oxidada desencadenan una serie de eventos que llevan al desarrollo de la lesión aterosclerótica (24, 51). Se cree que los antioxidantes presentes en los nutrientes disminuyen la progresión de la aterosclerosis por su capacidad para inhibir el daño del proceso oxidativo (52).

El licopeno es un antioxidante que ha sido estudiado ampliamente (26, 53). Ensayos in vitro han mostrado que el licopeno puede proteger a la LDL nativa de la oxidación y puede disminuir la síntesis de colesterol (54, 55).

Diferentes estudios indican que la regulación lipídica del tomate y los productos derivados del mismo, pueden ser atribuidos al licopeno (55). Sin embargo, otros estudios han mostrado que los niveles de  triglicéridos, HDL (High Density Lipoprotein) colesterol (HDL-c) y  LDL-c  fueron modificados por  el consumo de tomate fresco y jugo, pero no por consumo de extracto de licopeno. Ésto indica que no solo el licopeno contribuye a mejorar la salud, sino que los compuestos fenólicos también juegan un rol importante (56). Se han descrito varios mecanismos  que podrían explicar la disminución del LDL-c  asociada a  dietas  ricas en tomate: Inhibición de la 3-Hidroxi-3-metilglutaril coenzima-A (HMG CoA) reductasa, aumento de la actividad del receptor de LDL-c, y resistencia de la oxidación de la LDL-c:

• Inhibición de la  HMG CoA reductasa. Estudios in vitro, han mostrado que cultivos de macrófagos conteniendo licopeno inhibieron significativamente la síntesis de colesterol. En el mismo estudio, sujetos suplementados con licopeno por un periodo de 3 meses, presentaron una reducción significativa de la concentración plasmática de colesterol, mecanismo que podría ser mediado por la inhibición de la actividad de la HMG CoA reductasa (55-57). También se ha observado que al incrementar el consumo de tomate, la disminución del colesterol es mayor (57, 58).
• Aumento de la actividad del receptor de LDL-c. Se ha mostrado que el licopeno incrementa la actividad del receptor de LDL-c (55), pero por otra parte, también se ha observado una disminución en la actividad del receptor de LDL en macrófagos expuestos a licopeno (59). Este efecto también ha sido descrito en otros antioxidantes como la vitamina E y probucol (60-62).

Resistencia a la oxidación de la LDL-c. Otro mecanismo que puede contribuir al efecto antiaterogénico del tomate, es la capacidad que le otorga a las partículas de LDL-c de resistir la oxidación (26). En estudios in vitro, el licopeno ha mostrado ser un antioxidante más potente que  carotenos α y β, también presentes en el tomate (63). Los efectos protectores del licopeno han sido atribuidos a su actividad antioxidante cuando ésta es medida como la capacidad de neutralización del oxígeno singlete (57, 63). El licopeno y otros carotenoides pueden suplementar  la actividad antioxidante de  la vitamina E dado que éstos, por su naturaleza lipofílica, se concentran en las fracciones  séricas de LDL-c y  lipoproteínas de muy baja densidad (Very Low Density Lipoprotein, VLDL-c) (24, 64)(Tabla 1).

 

TOMATE Y PREVENCIÓN DEL CÁNCER 

Estudios epidemiológicos. El cáncer es un proceso patológico que implica el crecimiento descontrolado de un clon celular maligno, la mayor parte de éstos se producen por mutaciones en los genes que regulan la proliferación celular, la apoptosis y/o los mecanismos de reparación del ADN.

Las modificaciones oxidativas del ADN son una de las causas mas importantes del daño mutagénico. En este sentido moléculas con capacidad antioxidante podrían ser importantes en la prevención de los procesos oxidativos que desencadenan en la oncogénesis (65). Estudios epidemiológicos  han  mostrado  que el consumo de frutas y hortalizas reduce el riesgo a desarrollar algunos tipos de cáncer (7). En dicho contexto, investigaciones han demostrado un efecto protector por parte del tomate en la disminución del riesgo de padecer cáncer (66), especialmente de próstata(67)

Mecanismos. Los carotenoides, entre ellos licopeno,  protegen a las plantas del daño oxidativo (68); en humanos estos compuestos consumidos en la dieta son fuente de provitamina A (69) y tienen actividad antioxidante.  

Actividad antioxidante. Cuando una molécula se oxida transmite esta condición a otras moléculas amplificando el proceso. Los lípidos de las membranas celulares, las proteínas y el ADN pueden ser  oxidados por especies reactivas del oxígeno y del nitrógeno. La capacidad antioxidante del licopeno se debe principalmente al abundante número de dobles enlaces que posee y la capacidad que tiene para perder,  mediante rotaciones y vibraciones inter e intramoleculares, la energía obtenida de moléculas oxidantes (70).  En cultivos de fibroblastos tratados con peroxynitrito, un potente agente oxidante y mutagénico, el licopeno inhibe la oxidación de proteínas y ADN (71). La mayor parte del licopeno intracelular se localiza en el núcleo (72) , lo que  concuerda con su rol anti-mutagénico (71, 73, 74).

Activación de la apoptosis. La apoptosis es un proceso fisiológico normal que tiene, como objetivo, entre otras funciones, eliminar células defectuosas o en exceso. Puede ser activado por al menos dos vías: extrínseca (asociada a proteína Fas) e intrínseca o mitocondrial (asociada a la liberación de citocromo C).

El licopeno ha demostrado activar la apoptosis de manera dosis dependiente en una línea celular de cáncer de próstata (LNCaP) (75) de una forma dependiente de citocromo C. En este mismo sentido, el consumo de jugo de tomate ha mostrado un efecto protector en individuos  con cáncer de próstata   (76) , pero no en otros tipos de cáncer (77-79)

Disminución de la proliferación celular.  En cada una de las fases del ciclo celular (G1, G2, S, y M) existen proteínas que regulan, entre otros procesos, el paso de una fase del ciclo a otra; así, a modo de ejemplo, las proteínas ciclina D1 y Cdk4, participan en el paso de la fase G1 a la fase S (80). Se ha descrito que el licopeno  puede  bloquear la fase S de la línea tumoral Hep3B (74) , efecto  que parece estar mediado por disminución de las ciclinas D1 y E, y de la kinasa dependiente de ciclina 4 (Cdka) (77, 81).  También se ha  observado que  el licopeno disminuye la proliferación de una línea de cáncer pulmonar disminuyendo la ciclina E y aumentando las proteínas p21 y p27, reguladores del ciclo celular (82). Este efecto se ha descrito para otras líneas celulares derivadas de tumores, tanto murinos (83) como humanos (79, 84). Estudios clínicos han respaldado estas observaciones (85).

Dismimución de la angiogénesis y metástasis. La invasión de las células malignas a tejidos extra tumorales sanos es un problema para el tratamiento del cáncer.  El factor de crecimiento derivado de plaquetas (PDGF) es capas de estimular la mitogénesis y la angiogénesis (86, 87). El PDGF facilita los procesos de angiogénesis y metástasis de diferentes linajes malignos. Se ha observado que el licopeno puede inhibir dicho factor y de esa manera frenar la invasión de células metastásicas (88). Por otro lado, las metaloproteinasas (MMP) son muy importantes para el proceso de metástasis dado que éstas rompen las uniones de anclaje de las células malignas al tumor, favoreciendo las metástasis. Se ha observado que el licopeno disminuye la actividad de las MMP-2 y  MMP-9 (89-91). También se ha descrito este efecto anti-metastático del licopeno in vivo (92).

FUTURO

La baja ingesta de frutas y hortalizas motivó a la OMS y a la FAO a lanzar el año 2003 la iniciativa global para incrementar la producción y consumo hortofrutícola. Esta campaña se inscribe en la Estrategia Mundial sobre Régimen Alimentario, Actividad Física y Salud aprobada el año 2004 por la Asamblea Mundial de la Salud (93). Los países desarrollados se han focalizado en las siguientes acciones: (i) Decidido apoyo gubernamental a la producción primaria y secundaria de productos, en base a incentivos a la producción y agregación de valor de las materias primas, (ii) Fuerte campaña de educación y marketing social, con énfasis en grupos escolares de nivel básico y medio, como también en el segmento poblacional con mayor riesgo de ENT, (iii)  Desarrollo de alianzas público-privada para el mejoramiento de las acciones de promoción de productos en los mercados internacionales y fomento del consumo interno e (iv) Incentivo en investigación. Desarrollo e Innovación en el sector alimentario para el fomento de nuevas tecnologías en la búsqueda de alimentos de segunda generación para la salud.

El nuevo paradigma del desarrollo agrícola chileno es conseguir que el país sea una potencia alimentaria de nivel mundial. Las nuevas tendencias que orientan la decisión de compra de los consumidores se asocian, mayoritariamente, a la búsqueda de calidad de vida saludable mediante la ingesta de alimentos de alto valor nutritivo, lo que implica una exigencia para la industria alimentaria en el desarrollo de nuevos alimentos funcionales (94). En este contexto,  la industria agroindustrial asociada a tomate, tanto nacional como regional,  no puede estar ajena a esta tendencia, deberá preocuparse de la presencia del tomate en alimentos funcionales y nutraceúticos, y de apoyar la investigación asociada al estudio de los efectos favorables en la salud humana.  

 

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Fecha de Recepción: 30 Octubre, 2009. Fecha de Aceptación: 14 Diciembre, 2009.

Correspondencia a: Iván Palomo G., Dr. Departamento de Bioquímica Clínica e Inmunohematología, Facultad Ciencias de la Salud , Universidad de Talca, Talca, Chile. P.O. box: 747, Talca, Chile. E-mail: ipalomo@utalca.cl Teléfono-Fax: 56-71-200488