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Stevia rebaudiana Bertoni. Un potencial adyuvante en el tratamiento de la diabetes mellitus a

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Irma Aranda-González , Maira Segura-Campos , Yolanda Moguel-Ordoñez & David a

Betancur-Ancona a

Facultad de Ingeniería Química, Universidad Autónoma de Yucatán, Periférico Norte Km. 33.5, Tablaje Catastral 13615, Col. Chuburná de Hidalgo Inn, 97203 Mérida, Yucatán, México b

Instituto Nacional de Investigaciones Forestales, Agrícolas y Pecuarias (INIFAP), Campo Experimental Mocochá, Calle 8A No. 215 entre 1 y 3A, Vista Alegre Norte, 97130, Mérida, Yucatán, México Published online: 12 Nov 2013.

To cite this article: Irma Aranda-González, Maira Segura-Campos, Yolanda Moguel-Ordoñez & David Betancur-Ancona (2014) Stevia rebaudiana Bertoni. Un potencial adyuvante en el tratamiento de la diabetes mellitus, CyTA - Journal of Food, 12:3, 218-226, DOI: 10.1080/19476337.2013.830150 To link to this article: http://dx.doi.org/10.1080/19476337.2013.830150

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CyTA – Journal of Food, 2014 Vol. 12, No. 3, 218–226, http://dx.doi.org/10.1080/19476337.2013.830150

REVISIÓN Stevia rebaudiana Bertoni. Un potencial adyuvante en el tratamiento de la diabetes mellitus Stevia rebaudiana Bertoni: a potential adjuvant in the treatment of diabetes mellitus Irma Aranda-Gonzáleza, Maira Segura-Camposa, Yolanda Moguel-Ordoñezb and David Betancur-Anconaa* a

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Facultad de Ingeniería Química, Universidad Autónoma de Yucatán, Periférico Norte Km. 33.5, Tablaje Catastral 13615, Col. Chuburná de Hidalgo Inn, 97203 Mérida, Yucatán, México; bInstituto Nacional de Investigaciones Forestales, Agrícolas y Pecuarias (INIFAP), Campo Experimental Mocochá, Calle 8A No. 215 entre 1 y 3A, Vista Alegre Norte, 97130, Mérida, Yucatán, México (Received 13 March 2013; final version received 26 July 2013) Stevia rebaudiana Bertoni is a plant used in the food industry as a sweetener but is also empirically used for the treatment of diabetes. The scientific literature has reported anticariogenic, antineoplastic, antihypertensive, anti-inflammatory and antihyperglycemic effects, among which the antihyperglycemic effect is the most reported. The aim of this study was to conduct a systematic review on those reported of the Stevia rebaudiana extract or components for potential diabetes treatments. Studies in vivo and in vitro indicate that the plant extract and a compound that is steviol-derived, stevioside, possess antihyperglycemic effect and their mechanisms of action is through suppression of gluconeogenesis (plant extract) and increased insulin secretion (plant extract and stevioside); rebaudioside A increases insulin secretion exclusively in vitro and with high concentrations of glucose. Keywords: diabetes; Stevia rebaudiana; stevioside; rebaudioside A

La Stevia rebaudiana Bertoni es una planta utilizada en la industria alimentaria como edulcorante pero también empíricamente para el tratamiento de la diabetes. La literatura científica ha reportado que posee efecto anticariogénico, antineoplásico, antihipertensivo, antiinflamatorio y antihiperglucémico, entre los que destaca este último por los numerosos estudios al respecto. Este trabajo tiene como objetivo presentar una revisión sistemática del potencial de los extractos y componentes de Stevia rebaudiana para el tratamiento de la diabetes mellitus. Los estudios realizados in vitro e in vivo, señalan que el extracto de la planta y un compuesto derivado de esteviol, el esteviósido, poseen efecto antihiperglucemiante y que los mecanismos de acción son la supresión de la gluconeogénesis (extracto de la planta) y aumento en la secreción de insulina (extracto de la planta y esteviósido); el rebaudiósido A sólo incrementa la secreción de insulina exclusivamente in vitro con concentraciones elevadas de glucosa. Palabras clave: Diabetes; Stevia rebaudiana; Esteviósido; Rebaudiósido A

1. Introducción La diabetes mellitus es un conjunto de enfermedades metabólicas cuyo tratamiento a través de un equipo interdiscipliario de salud, tiene como objetivo central, lograr los niveles recomendados de control glucémico medido como hemoglobina glucosilada (Alc) < 7% a través de modificaciones en la dieta, aumento en el ejercicio y tratamiento farmacológico, entre los que se encuentran biguanidas, sulfonilureas, glinidas, inhibidores de α-glucosidasa, tiazolidinedionas, insulina y agonistas de péptido similar a glucagon (GLP-1) (ADA, 2010a). Sin embargo, el uso de plantas medicinales para el control de la enfermedad, es un fenómeno bastante difundido y sólo en México se han reportado más de 260 especies de plantas que se utilizan para este fin (Hernandez-Galicia et al., 2002). Entre las plantas que se utilizan para el control de esta enfermedad se encuentra la Stevia rebaudiana Bertoni, cuyos glucósidos derivados de esteviol son los responsables del sabor dulce de la planta y a los que se les atribuyen los efectos medicinales (Chaturvedula, Upreti, & Prakash, 2011). Dado el aumento en el uso de esta planta por la industria alimentaria y a la disponibilidad de suplementos alimentarios de la misma que aluden a estas propiedades medicinales, se realizó una revisión sistemática de los estudios

*Corresponding author. Email: [email protected]

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realizados con extractos de la planta y dos de los principales glucósidos derivados de esteviol presentes en ella: esteviósido y rebaudiósido A, clasificando los estudios en in vitro, in vivo en modelos animales o clínicos en humanos.

2. Definición de diabetes La diabetes es un grupo de enfermedades metabólicas caracterizadas por hiperglicemia, producto de defectos en la secreción de insulina, acción de la insulina, o ambos (ADA, 2010b). Según la Asociación Americana de la Diabetes (ADA), la diabetes clínicamente se divide en 4 tipos: Tipo 1 (que resulta de la destrucción de las células β y usualmente lleva a la deficiencia absoluta de insulina), Tipo 2 (resultado de un defecto progresivo en la secreción de insulina acompañado de resistencia a la insulina), diabetes mellitus gestacional que es la que se diagnostica durante el embarazo y otros tipos específicos de diabetes ocasionados por causas diversas por ejemplo: defecto genético de las células β o de la acción de la insulina, enfermedad del páncreas exócrino (por ejemplo fibrosis cística) y diabetes producida por fármacos, como los empleados para el tratamiento del SIDA o después del transplante de un órgano (ADA, 2010a).

CyTA – Journal of Food Tabla 1. Criterios para el diagnóstico de la diabetes según la ADA (2010b).

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Table 1. Criteria for diagnosis of diabetes according to the ADA (2010b). 1. A1c ≥ 6.5%. La prueba debe realizarse en un laboratorio usando un método certificado por el Programa de Estandarización Nacional para la Glucohemoglobina (NGSP)* 2. Glucosa plasmática en ayuno ≥ 126 mg/dl (7.0 mmol/l). El ayuno se define como la ingestión de alimentos no calóricos durante al menos 8 horas* 3. Glucosa plasmática ≥ 200 mg/dl (11.1 mmol/l) 2 horas después de la carga de tolerancia oral a la glucosa (OGTT). La prueba deberá realizarse como se describe por la Organización Mundial de la Salud (OMS), usando una carga de glucosa equivalente a 75 g de glucosa anhidra disuelta en agua* 4. En pacientes con síntomas clásicos de hiperglicemia o crisis hiperglicémicas, la glucosa plasmática al azar ≥ 200 mg/dl (11.1 mmol/l) A1c: También conocida como Hemoglobina glucoslida (HbA1c o Hb1c). *En ausencia de hiperglucemia concluyente, se deberán realizar los criterios 1–3 por duplicado. Note: A1c: Also known as glycosilated Hemoglobin (HbA1c or Hb1c). * In the absence of conclusive hyperglycemia, criteria 1–3 should be made in duplicate.

2.1. Diagnóstico de la diabetes Según la Asociación Americana de Diabetes, el diagnóstico de la diabetes puede hacerse con cuatro diferentes criterios de medición de glucosa (Tabla 1).

2.2. Prevención y tratamiento de la diabetes Las recomendaciones que establece la Asociación Americana de la Diabetes (2010) para prevenir o retardar la aparición de esta enfermedad son: en pacientes con intolerancia a la glucosa, intolerancia a la glucosa en ayuno o hemoglobina glucosilada de 5.7–6.4% deberán ser referidos a un programa dirigido a perder 5–10% de peso y realizar actividad física moderada al menos 150 min/semana, adicionalmente a los cambios en estilo de vida, se podrá considerar el uso de la metformina en aquellos pacientes considerados en alto riesgo de desarrollar diabetes, es decir si además de la intolerancia a la glucosa tienen hemoglobina glucosilada ≥ 6%, hipertensión, colesterol de alta densidad (HDL) disminuido, hipertrigliceridemia, historia familiar de primer grado de diabetes, así como a quienes son obesos y menores de 60 años (ADA, 2010b). Las personas con diabetes deberán recibir tratamiento médico en coordinación con un equipo interdisciplinario de salud. Este equipo deberá incluir, pero no está limitado a un médico, enfermero, nutricionista, experto en salud mental y cualquier profesional del área de la salud con experiencia en el manejo de la diabetes. La terapia para el tratamiento de la diabetes recomendada por la ADA fue publicada en 1972 y con una actualización en 2009 (Nathan et al., 2009). Estos organismos indican que la intervención deberá incluir metformina al momento del diagnóstico de la enfermedad, en combinación con cambios de estilo de vida (dieta y ejercicio) y aumentar (a lo largo del tiempo) otros agentes adicionales (incluyendo tratamiento temprano con insulina), como medios para lograr los niveles recomendados de control glucémico (A1c < 7%). El objetivo general es lograr y mantener el control glicémico y se deberá cambiar la intervención cuando los objetivos terapéuticos no se estén logrando. No se establecen drogas precisas y la secuencia de su uso

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ya que no se considera tan importante como lo es lograr y mantener el control glucémico. Los fármacos disponibles para el control glucémico de la diabetes son: biguanidas, sulfonilureas, glinidas, inhibidores de α-glucosidasa, tiazolidinedionas, insulina y agonistas de péptido similar a glucagon (GLP-1) (Bolen et al., 2007; Nathan et al., 2006; Phillips & Twigg, 2010). Sin embargo, adicional al tratamiento farmacológico muchas personas utilizan la medicina tradicional, entre las que destacan más de 1000 plantas que se afirma tienen un efecto benéfico sobre la diabetes (Day, 2005). La revision efectuada por Hernandez-Galicia et al. (2002) acerca de la actividad hipoglucémica de plantas medicinales Mexicanas, demostró que son más de 260 especies de plantas las que se utilizan de manera empírica para el control de esta enfermedad, entre las cuales destacan las familias Asteraceae y Fabaceae.

3. Stevia rebaudiana Bertoni Un género de planta perteneciente a la familia de las Asteráceas es Stevia, la cual es nativa de regiones subtropicales y tropicales de Sudamérica y Centroamérica. Dentro de las 407 especies, la Stevia rebaudiana Bertoni (Figura 1), nombrada así por Moisés de Santiago Bertoni y conocida en guaraní como ka’a he’ẽ (‘hierba dulce’), tiene poder edulcorante (Goyal, Samsher, & Goyal, 2009). Es esta capacidad edulcorante la que ha captado la atención de la industria alimentaria, dado que en 2008 la Food and Drug Administration (FDA) en Estados Unidos otorgó el estatus de ‘generalmente reconocido como seguro’ (GRAS, por sus siglas en inglés) al rebaudiósido A para usarse como edulcorante (FDA, 2008) y en ese mismo año el Comité de Expertos en Alimentación FAO/OMS en aditivos alimentarios (JECFA) y Estándares de alimentación de Australia y Nueva Zelanda (FSANZ) establecieron el consumo diario aceptable (ADI por sus siglas en inglés) de 0–4 mg/kg de peso corporal/día (FDA, 2008).

Figura 1.

Stevia rebaudiana Bertoni.

Figure 1.

Stevia rebaudiana Bertoni.

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I. Aranda-González et al.

Figura 2.

Chemical Structure of the aglycone of stevioside.

Figure 2.

Estructura química de la aglicona de esteviósidos.

3.1. Estructura química de los glucósidos de esteviol Los compuestos responsables de la propiedad edulcorante de la planta, son los glucósidos diterpenos esteviósido, rebaudiósido A, C y D, así como dulcósido. Estos compuestos son glucósidos derivados del diterpeno esteviol, los cuales se forman reemplazando el átomo de hidrógeno carboxilo con combinaciones de glucosa, xilosa y ramnosa para formar un éter (Chaturvedula et al., 2011). El esteviol tiene dos grupos hidroxilo, uno unido al carbono 19 (C-19) y otro unido al carbono 13 (C-13), los cuales pueden ser glucosilados (Figura 2). El Comité Mixto FAO/OMS de Expertos en Aditivos Alimentarios (JECFA), ha identificado y caracterizado nueve compuestos derivados de esteviol (JECFA, 2010) y son los que se presentan en la Tabla 2.

3.2. Distribución de glucósidos de esteviol presentes en la planta En las variedades generalmente cultivadas los principales compuestos glucósidos de esteviol son cuatro: esteviósido, Tabla 2. Fórmula, peso molecular y número CAS de glucósidos diterpenos derivados de esteviol. Table 2. Formula, molecular weight and number of CAS steviol glycosides derivatives diterpenes. Compuesto Dulcósido A Esteviol Esteviolbiósido Esteviósido Rebaudiósido A Rebaudiósido B Rebaudiósido C o Dulcósido B Rebaudiósido D Rebaudiósido E

Fórmula

Peso molecular

Número CAS

C38H60O17 C20H30O3 C32H50O13 C38H60O18 C44H70O23 C38H60O18 C44H70O22

788.875 318.4504 642.7316 804.88 967.01 804.8722 951.03

64432-06-0 471-80-7 41093-60-1 57817-89-7 58543-16-1 58543-17-2 63550-99-2

C50H80O28 C44H70O23

1129.17 966.43

63279-13-0 63279-14-1

Número CAS: Servicio de Resúmenes Químicos (Chemical Abstract Service). Note: CAS: Chemical Abstracts Service.

rebaudiósido A, dulcósido y rebaudiósido C, entre los cuales destacan en cantidad los primeros dos. El esteviósido (4–13% en peso seco) es 250–300 veces más dulce que el azúcar aunque con un sabor ligeramente amargo, mientras que el Rebaudiósido A (2–4% en peso seco) tiene mayor capacidad edulcorante (350–450 veces más que el azúcar) y sin resabio amargo (Goyal et al., 2009; WHO, 2006). En menor cantidad, se pueden encontrar el rebaudiósido C (1–2%) y dulcósido A (0.4–0.7%), junto con estevolbiósido, rubusósido, rebaudiósido B, D, E y F (