Conocer el mecanismo de acción de los ingredientes funcionales, evaluarlos y demostrar su efecto potencial es fundamental para las empresas del sector. La sociedad recurre cada vez más a estos compuestos para complementar su nutrición, pero no basta con incorporarlos en una formulación. Es imprescindible justificar su inclusión con criterios científicos: deben seleccionarse de forma rigurosa y contar con un respaldo sólido en investigación, desarrollo y validación del efecto funcional que se les atribuye.
¿Cómo se comporta un ingrediente activo dentro del sistema digestivo?
Cuando ingerimos un alimento o suplemento, sus ingredientes activos deben superar un complejo recorrido por el sistema digestivo. A lo largo de este proceso, pueden sufrir transformaciones químicas, interaccionar con enzimas digestivas, verse afectados por el pH o entrar en contacto con la microbiota intestinal.
Por tanto, es fundamental conocer:
- Si el ingrediente resiste las condiciones digestivas o se degrada antes de ejercer su efecto.
- En qué forma llega al intestino y si es biodisponible, es decir, absorbible.
- Qué impacto tiene en la microbiota intestinal y si genera metabolitos bioactivos.
Este conocimiento permite diseñar productos más eficaces y justificar de manera objetiva los beneficios que se les atribuyen.
El proceso digestivo paso a paso: evaluación de ingredientes activos
El sistema digestivo humano se divide en varias fases, cada una con condiciones muy diferentes que pueden influir en el comportamiento del ingrediente.
Fase Oral: Las primeras acciones enzimáticas
El punto de partida de la digestión es la boca, en lo que se conoce como fase oral. Aquí, los dientes trituran los alimentos en partículas más pequeñas, facilitando su procesamiento posterior. Al mismo tiempo, entran en juego las glándulas salivales, las cuales tienen un importante papel en la digestión al secretar enzimas como la amilasa salival, que comienzan a descomponer los carbohidratos complejos. Una vez bien masticado y mezclado con la saliva, el alimento se transforma en el bolo alimenticio, que desciende por el esófago hasta llegar al estómago, dando paso a la fase gástrica.
Fase gástrica
Una vez que el bolo alimenticio llega al estómago, comienza la fase gástrica, caracterizada por un entorno altamente ácido. Aquí, los alimentos se mezclan con los jugos gástricos, una combinación de ácido clorhídrico y enzimas digestivas, entre las que destaca la pepsina, encargada de descomponer las proteínas en fragmentos más pequeños.
Esta etapa cumple funciones clave:
- Desnaturaliza proteínas, facilitando su digestión.
- Activa enzimas específicas.
- Elimina microorganismos patógenos gracias a su bajo pH.
La duración de esta fase varía entre 2 a 4 horas, en función del tipo de alimento ingerido (por ejemplo, las proteínas requieren más tiempo que los carbohidratos simples).
El resultado es una mezcla semilíquida llamada quimo, que se liberará gradualmente hacia el intestino delgado para continuar con el proceso digestivo.
Fase intestinal: Absorción y biodisponibilidad
En la fase intestinal, el quimo pasa al intestino delgado, donde tiene lugar la mayor parte de la digestión y absorción de nutrientes. Es también la etapa más adecuada para estudiar la absorción de nutrientes y determinar los posibles efectos de un principio activo o ingrediente funcional.
Este tramo del proceso digestivo está respaldado por la acción combinada de las enzimas pancreáticas y las sales biliares, que descomponen grasas, proteínas y carbohidratos hasta convertirlos en moléculas más simples, listas para ser absorbidas por el organismo.
Durante esta etapa:
- Se lleva a cabo la digestión enzimática más intensa.
- Se absorben vitaminas, minerales, aminoácidos, ácidos grasos y azúcares simples.
- El intestino regula la biodisponibilidad de los ingredientes activos o funcionales.
Esta fase puede durar entre 4 y 6 horas, dependiendo del tipo de alimento y del estado fisiológico de la persona.
Fase colónica: interacción con la microbiota y eliminación final
Tras la absorción de la mayoría de los nutrientes en el intestino delgado, el material no digerido pasa al intestino grueso, donde comienza la fase colónica. Desde el punto de vista científico, esta fase es clave para evaluar si un ingrediente funcional tiene un efecto prebiótico, si modula la microbiota o si genera metabolitos beneficiosos. Podemos estudiar estos efectos de manera controlada mediante modelos de simulación gastrointestinal, que permiten simular de forma controlada y completa el sistema digestivo, y obtener información precisa sobre el impacto de los ingredientes en la microbiota y su metabolismo.
Esta etapa incluye dos procesos clave: la fermentación microbiana y la eliminación.
En el colon:
- Se absorbe el agua y algunos minerales residuales, ayudando a compactar el contenido intestinal.
- La microbiota intestinal actúa sobre los compuestos no digeridos, generando metabolitos como los ácidos grasos de cadena corta (AGCC), que tienen un papel relevante en la salud metabólica, inmunológica e intestinal. Comprender en profundidad esta fase permite avanzar en soluciones para problemas de mayor complejidad, como la inflamación intestinal crónica o el cáncer colorrectal.
- El contenido puede permanecer entre 12 y 24 horas antes de ser eliminado por el recto en forma de heces.
Modelos de simulación del proceso de digestión para validar ingredientes activos
Para obtener evidencias científicas sobre el efecto real de un ingrediente activo en el organismo, los modelos de digestión in vitro se han consolidado como una herramienta esencial. Estos ensayos permiten simular de forma controlada las condiciones fisiológicas que se dan a lo largo de todo el proceso digestivo: desde la fase oral hasta la fermentación colónica.
Los modelos dinámicos in vitro reproducen con precisión variables clave como el pH, el tiempo de tránsito, la presencia de enzimas digestivas y la concentración de sales en cada etapa del sistema digestivo. Además de permitir el estudio del comportamiento de un ingrediente en el tracto gastrointestinal, ofrecen una vía eficaz para analizar su potencial efecto funcional o beneficioso tras la digestión y absorción. Esta metodología también se aplica con éxito en el ámbito de la salud digestiva animal, donde los digestores in vitro permiten evaluar ingredientes funcionales sin necesidad de recurrir a ensayos en animales.
Estos ensayos suelen abarcar:
- Fase oral, donde se evalúa la liberación inicial del ingrediente.
- Fase gástrica, para estudiar su estabilidad en condiciones ácidas.
- Fase intestinal, clave para conocer su biodisponibilidad.
- Fase colónica, que permite analizar la fermentación microbiana y la producción de metabolitos activos.
Tras la digestión, se puede simular también la absorción intestinal utilizando modelos celulares como la línea Caco-2, representativa del epitelio intestinal humano. Esta técnica permite estimar qué parte del compuesto ingerido podría llegar realmente al torrente sanguíneo (fracción biodisponible), lo que resulta crucial en el caso de ingredientes con efecto sistémico.
Por su versatilidad, reproducibilidad y menor coste frente a los ensayos in vivo, estos modelos son cada vez más empleados tanto en investigación como en el desarrollo de nuevos productos nutracéuticos, funcionales y veterinarios.
