Proteína de seda: una referencia enciclopédica exhaustiva
1. Identidad: nombres botánicos/químicos, fuente natural y formas comunes
1.1 Identidad taxonómica y química
Las sedas son una clase de proteínas generadas de forma natural por diferentes artrópodos, incluidos gusanos de seda, arañas, escorpiones, ácaros, avispas y abejas. En el contexto de la suplementación dietética y la investigación biomédica, la "proteína de seda" se refiere principalmente a dos proteínas macromoleculares distintas derivadas del gusano de seda domesticado Bombyx mori Linnaeus (Lepidoptera: Bombycidae): la fibroína de seda (FS) y la sericina de seda (SS).
La seda producida por los gusanos de seda Bombyx mori está compuesta de dos proteínas principales, la fibroína y la sericina. La fibroína de seda constituye entre el 70 % y el 75 % de las proteínas de la seda y es una proteína fibrosa secretada por el gusano de seda en dos hebras provenientes de los lados derecho e izquierdo del conducto excretor. La fibroína se define como una proteína estructural que otorga fuerza a la seda, mientras que la sericina se caracteriza como una proteína similar a una goma que une entre sí las dos proteínas fibrosas y confiere elasticidad a las proteínas de la seda.
La fibra de seda del capullo de B. mori es una fibra gemela compuesta de dos tipos de proteínas: la fibroína de seda y la sericina de seda. La fibroína consta de una cadena pesada (H) de 390 kDa y una cadena ligera (L) de 26 kDa unidas por un puente disulfuro, así como una glicoproteína (P25, 30 kDa), que se secreta en la glándula sedosa posterior. Se cree que la cadena H, la cadena L y la P25 se ensamblan en una proporción de 6:6:1. La fibroína de seda se almacena luego en la glándula sedosa media y queda recubierta por la sericina de seda. Las proteínas se hilan a través de la glándula sedosa anterior y se convierten en fibras de seda.
La molécula de sericina es altamente hidrofílica, con un peso molecular que oscila entre 20 y 400 kDa, y está compuesta por 18 aminoácidos, incluidos los esenciales.
1.2 Composición de la seda cruda
La seda de Bombyx mori está compuesta de entre 60 % y 80 % de fibroína, entre 15 % y 35 % de sericina, y entre 1 % y 5 % de componentes no sericínicos, incluidos ceras, pigmentos, azúcares y otras impurezas. Los flavonoides, en especial la quercetina y el kaempferol, los alcaloides, los derivados de cumarina y los ácidos fenólicos se encuentran entre los metabolitos secundarios aislados del capullo de seda.
1.3 Formas y preparaciones comunes
Las proteínas de seda se procesan y comercializan en una variedad de formas comerciales y de calidad para investigación. La diferenciación principal es entre las formas intactas e hidrolizadas de cada proteína:
- Polvo de sericina / sericina liofilizada: todos los extractos de sericina y fibroína pueden liofilizarse para obtener polvos de sericina y fibroína.
- Seda hidrolizada / fibroína hidrolizada / sericina hidrolizada: el Panel de Expertos de la Revisión de Ingredientes Cosméticos (CIR, por sus siglas en inglés) reconoce una serie de denominaciones de ingredientes, entre ellas Fibroína, Fibroína Hidrolizada, Sericina Hidrolizada, Seda Hidrolizada, Sericina, Seda, Extracto de Seda y Polvo de Seda.
- Hidrolizado enzimático de fibroína de seda (FEH/FPEH): la hidrólisis enzimática da como resultado cadenas cortas de la proteína con un rango de peso molecular de entre 500 y 5000 daltons. Se ha demostrado que los hidrolizados enzimáticos de fibroína de seda (FEH) preparados específicamente, con un peso molecular promedio de aproximadamente 1500 daltons, mejoran las funciones cognitivas en seres humanos sanos y normales.
- Hidrolizado de sericina / péptidos de sericina hidrolizada (HSP): la sericina de seda puede transformarse en polvos de péptidos de sericina hidrolizada (HSP) como aditivo dietético.
- Matrices, láminas e hidrogeles para apósitos de heridas (tópico/biomédico): la fibroína se ha desarrollado en una variedad de formatos biomédicos, incluidos nanopartículas, hidrogeles, láminas, andamios y apósitos para heridas.
La extracción de la sericina se logra más comúnmente mediante desengomado con agua caliente o alcalino. La sericina de la capa externa que rodea a la fibroína es la más soluble en agua y se obtiene mediante ebullición en agua a 100 °C durante 2 horas. Las metodologías de alta temperatura y alta presión (HTHP) también facilitan la extracción de sericina. En la década de 1930, se descubrió que hervir los capullos de la mariposa de seda con carbonato de sodio libera la proteína pegajosa de sericina del capullo y deja libres los filamentos de polifibroína para su uso en diversas aplicaciones.
El aislamiento de la fibroína implica la eliminación de la sericina mediante desengomado, seguido de la disolución en solventes caotrópicos como el bromuro de litio (LiBr) o el cloruro de calcio (CaCl₂), y posterior diálisis y secado. Luego se aplica hidrólisis enzimática —utilizando proteasa, tripsina u otras enzimas— para obtener fracciones peptídicas biodisponibles de bajo peso molecular utilizadas en suplementos orales.
2. Uso tradicional e histórico
2.1 Orígenes y contexto cultural
La sericultura requiere criar gusanos de seda con una dieta de hojas de morera, donde tejen capullos hechos de una proteína llamada fibroína. Tradicionalmente, la sericultura ha sido una fuente vital de ingresos para las familias en diversos países asiáticos, incluidos China, India y Tailandia, y sus raíces se remontan a alrededor del año 2700 a. C. La producción de seda se mantuvo como un secreto celosamente guardado en China durante siglos, y solo se difundió a otras regiones a través del contrabando y rutas comerciales como la Ruta de la Seda.
La sericultura y la artesanía de la seda de China, con base en las provincias de Zhejiang y Jiangsu cerca de Shanghái y Chengdu, en la provincia de Sichuan, tienen una historia antigua. Tradicionalmente un papel importante para las mujeres en la economía de las regiones rurales, la elaboración de la seda abarca el cultivo de la morera, la crianza de gusanos de seda, el devanado de la seda, la elaboración de hilo, y el diseño y el tejido de telas. Se ha transmitido dentro de las familias y a través del aprendizaje, y las técnicas a menudo se propagan dentro de grupos locales.
Según algunas fuentes, el primer país después de China en aprender el secreto fue Corea, donde inmigrantes chinos iniciaron la sericultura alrededor del año 1200 a. C. La industria se extendió posteriormente a Japón.
2.2 Uso medicinal tradicional
El capullo del gusano de seda, tanto como medicina tradicional china como materia prima para portadores biocompatibles, se ha utilizado ampliamente en los campos médico y biomédico. Los principales componentes químicos del capullo del gusano de seda incluyen fibroína de seda, sericina de seda y otros compuestos bioactivos similares a los flavonoides que demuestran diversos efectos biológicos. Estos incluyen acciones hipoglucemiantes, cardioprotectoras, hipolipemiantes, antiinflamatorias, antioxidantes y antimicrobianas.
El capullo del gusano de seda se mencionó por primera vez como agente medicinal en el Compendio de Materia Médica, uno de los textos médicos tradicionales más importantes de China, donde se registró por su capacidad de detener el sangrado, saciar la sed y desintoxicar furúnculos. El capullo del gusano de seda tiene efectos farmacológicos descritos como astringentes, hemostáticos, saciantes de la sed y desintoxicantes de furúnculos. Por ello, se utilizó para el tratamiento de la hematemesis, las heces sanguinolentas, la metrorragia, la micción excesiva, y la patogénesis de carbúnculos y pus.
En la medicina tradicional, la seda natural se considera un potenciador cognitivo y un remedio para mejorar los síntomas de la cardiopatía, la aterosclerosis y los trastornos metabólicos. En la medicina tradicional, la sericina natural se usaba como potenciador cognitivo y analgésico para la cardiopatía, la aterosclerosis y los trastornos metabólicos.
Los materiales derivados de la seda, como la fibroína, se han utilizado desde hace mucho tiempo en biomedicina y de forma terapéutica en países del sudeste asiático. Más allá de las aplicaciones medicinales, la sericina, una proteína de seda que suele desecharse en grandes cantidades por las industrias de la sericultura y textil durante el proceso de desengomado, puede explorarse para su aplicación en el envasado de alimentos y en otros sectores alimentarios como alimento funcional y componente de productos alimentarios.
3. Constituyentes clave y compuestos activos
3.1 Composición de aminoácidos de la fibroína de seda
La cadena H, que ocupa la mayor parte de la fibroína de seda, tiene la siguiente composición de aminoácidos: Gly (46 %), Ala (30 %), Ser (12 %), Tyr (5,3 %), Val (1,8 %), etc. Una tendencia general en la estructura de la fibroína de seda es una secuencia de aminoácidos caracterizada por la alternancia habitual de glicina y alanina, o alanina sola. Dicha configuración permite que las moléculas de fibroína se autoensamblen en una conformación de lámina beta. Estos bloques hidrofóbicos "ricos en Ala" y "ricos en Gly" suelen estar separados por segmentos de aminoácidos con grupos laterales voluminosos (por ejemplo, espaciadores hidrofílicos).
En particular, la glicina, la alanina y la serina, que representan la mayor proporción de la fibroína de seda, constituyen entre el 70 % y el 80 % de todos los aminoácidos, y se sabe que los componentes aminoacídicos que constituyen la fibroína de seda son componentes aminoacídicos que constituyen el colágeno.
3.2 Composición de aminoácidos de la sericina de seda
La sericina tiene una composición distinta en comparación con la fibroína, con un contenido de glicina significativamente menor (10,00 %), mientras que la serina es notablemente mayor (33,40 %). La alta concentración de serina de la sericina potencia sus propiedades adhesivas. La naturaleza altamente hidrofílica de la sericina se debe al alto contenido de serina y ácido aspártico, aproximadamente 33,4 % y 16,7 % de la sericina, respectivamente. Los grupos de aminoácidos predominantes que componen la sericina son la serina, la glicina y el ácido glutámico, y consta de una cadena lateral polar formada por grupos hidroxilo, carboxilo y amino que permiten un fácil entrecruzamiento, copolimerización y otras reacciones.
3.3 Componentes bioactivos no proteicos
Se ha identificado que los componentes no peptídicos que acompañan a la sericina son los principales responsables de la capacidad antioxidante previamente reportada asociada con las fracciones de sericina, una conclusión respaldada por la detección cualitativa de flavonoides en el extracto pero no en la fracción de sericina purificada. Los flavonoides, en especial la quercetina y el kaempferol, los alcaloides, los derivados de cumarina y los ácidos fenólicos se encuentran entre los metabolitos secundarios aislados del capullo de seda.
3.4 Propiedades estructurales relevantes para la bioactividad
Los grupos polares (carboxilo, hidroxilo y amino) de las cadenas laterales de aminoácidos y su composición orgánica, solubilidad y organización estructural permiten el entrecruzamiento, las copolimerizaciones y las combinaciones con otros polímeros, lo que en conjunto confiere a la sericina propiedades únicas como agente antioxidante, humectante, cicatrizante, antibacteriano, protector antimicrobiano frente a la radiación ultravioleta y antitumoral.
Debido a sus estructuras versátiles, biocompatibilidad y biodegradabilidad, las proteínas de seda pueden diseñarse en estructuras complejas para satisfacer demandas particulares. Los grupos funcionales intrínsecos de ambas proteínas permiten su funcionalización y entrecruzamiento con diversos biomateriales para dotar a la matriz de propiedades antioxidantes y antibacterianas favorables.
4. Mecanismos de acción establecidos
4.1 Mecanismos antioxidantes
La actividad antioxidante asociada a la baja digestibilidad de la sericina amplía su aplicación en el campo médico, como agente antitumoral, antimicrobiano y antiinflamatorio, anticoagulante, actuando en la salud del colon, mejorando el estreñimiento y protegiendo al cuerpo de la obesidad mediante un perfil lipídico plasmático mejorado.
En el contexto de los hidrolizados enzimáticos y el metabolismo de la glucosa, los ratones alimentados con proteína de seda mostraron una disminución de la peroxidación lipídica, una mejora de las actividades de las enzimas antioxidantes y niveles más bajos de glucosa en sangre en comparación con el grupo con dieta alta en grasas. Los animales HF-F50 exhibieron un nivel de insulina significativamente menor, una concentración de glucógeno mayor, una actividad de glucoquinasa hepática mejorada, y actividades reducidas de glucosa-6-fosfatasa y fosfoenolpiruvato carboxiquinasa.
4.2 Vías de señalización de glucosa e insulina
La sericina mejora los niveles de glucosa en sangre y la resistencia a la insulina a través de las vías PI3K/P-AKT/AMPK. La sericina también redujo la expresión de G6Pase, PCK y ACC, relacionadas con la gluconeogénesis y el metabolismo lipídico en el hígado, y disminuyó la expresión de TNF-α, IL-6, P65 e IKKβ, relacionadas con la inflamación. En general, la sericina puede mantener niveles normales de glucosa y regular la secreción de insulina, el metabolismo de la insulina y los lípidos, y la inhibición de la inflamación.
4.3 Regulación de lípidos y adipoquinas
El efecto hipolipemiante de la proteína de seda se debió en parte al aumento de la excreción fecal de lípidos, la inhibición de la lipogénesis y la regulación de la producción de adipoquinas.
4.4 Mecanismos neuroprotectores
Se demostró que los FEH de seda disminuyen los niveles de los mediadores prooxidantes y proinflamatorios interleucina-1β (IL-1β), IL-6 y factor de necrosis tumoral alfa (TNF-α), protegiendo el sistema colinérgico del estrés oxidativo, lo que a su vez incrementa los niveles de acetilcolina (ACh) en el cerebro, algo conocido por promover las funciones cognitivas. Además, se potencia la expresión del factor neurotrófico derivado del cerebro (BDNF), involucrado en la supervivencia neuronal, y se produce un aumento de la expresión de la proteína de unión al elemento de respuesta al AMPc fosforilada (p-CREB), conocida por desempeñar un papel positivo en las funciones cognitivas.
La evidencia muestra que las proteínas de seda exhiben efectos neuroprotectores en modelos de neurotoxicidad. Los mecanismos antioxidantes, neuroprotectores e inhibidores de la acetilcolinesterasa de las proteínas de seda podrían resultar promisorios en el tratamiento de enfermedades neurodegenerativas.
4.5 Síntesis de colágeno y cicatrización de heridas
Se ha demostrado que los materiales a base de fibroína pueden aumentar la viabilidad y diferenciación celular, y promover el metabolismo celular específico del fenotipo. La sericina se añade a los apósitos para heridas por su capacidad de promover la cicatrización. La sericina puede activar los fibroblastos para promover la síntesis de colágeno tipo I.
La sericina de seda es una proteína granular con características adhesivas y de tipo gelatinoso, que se ha demostrado responsable de la proliferación y adhesión de varias líneas celulares de mamíferos, así como de la activación de la producción de colágeno, tanto in vitro como in vivo.
4.6 Efectos anticancerígenos y proapoptóticos (preclínicos)
Se descubrió que la sericina induce el efecto apoptótico en células de cáncer de colon SW480 al potenciar la actividad de la caspasa-3 y reducir la expresión de Bcl-2, lo que resulta en la detención del ciclo celular en la fase S. Asimismo, se descubrió que la sericina suprime la tumorigénesis cutánea inducida por DMBA-TPA en un modelo de ratón y la tumorigénesis del colon en pruebas con animales.
5. Evidencia científica por área de uso
5.1 Función cognitiva y memoria
Se ha demostrado que los hidrolizados enzimáticos de fibroína de seda (FEH) preparados específicamente, con un peso molecular promedio de aproximadamente 1500 daltons, mejoran las funciones cognitivas en seres humanos sanos y normales. Estos estudios sobre los FEH de seda se han centrado en varios aspectos de la memoria, el aprendizaje y la concentración mental, e incluyeron niños, estudiantes de secundaria y universitarios, adultos y personas mayores, con edades comprendidas entre 7 y 92 años.
Un notable ensayo clínico humano controlado con placebo y doble ciego investigó los efectos dependientes de la dosis del hidrolizado enzimático de proteína de fibroína de seda (FPEH) sobre la memoria. A adultos sanos con una edad promedio de aproximadamente 55 años se les administraron dosis de 0, 280, 400 y 600 mg de FPEH al día en dos tomas divididas durante 3 semanas. Se utilizaron la Prueba de Aprendizaje Verbal Auditivo de Rey-Kim y la Prueba de Figura Compleja de Rey-Kim para evaluar la memoria al inicio y después de 3 semanas. Las puntuaciones de cada prueba se combinaron en el puntaje de cociente de memoria (MQ). La prueba 5 del Test de Memoria de Rey-Kim mostró que, a medida que aumentaba la ingesta diaria de FPEH de seda, el número de palabras recordadas aumentaba significativamente (ANOVA: F = 2,8258; p = 0,0463).
Estos estudios incluyeron niños, estudiantes de secundaria/universitarios, adultos y personas mayores con edades comprendidas entre aproximadamente 9 y 72 años. Los diseños de los estudios fueron aleatorizados y controlados con placebo, con duraciones agudas y de 3 a 16 semanas.
Se han utilizado dosis de 200 a 600 mg de FEH de seda al día durante períodos de tres a 16 semanas. Con base en estos estudios, puede concluirse que los FEH de seda exhiben efectos cognitivos beneficiosos con respecto a la memoria y el aprendizaje, la atención, la concentración mental, la precisión, la recuperación de la memoria y la memoria y concentración generales. Estas conclusiones están respaldadas por estudios en ratas y ratones.
El hidrolizado de fibroína se comercializa actualmente como alimento funcional para la salud destinado a la mejora de la memoria en Corea.
Evaluación de la solidez de la evidencia: la base de evidencia humana para los FEH de seda y la cognición es preliminar a moderada. Se han publicado múltiples ensayos aleatorizados y controlados con placebo de tamaño modesto, predominantemente de grupos de investigación coreanos con cierta participación de la industria. Una limitación crítica es que varios de los estudios se publicaron en revistas científicas en idioma coreano para las cuales no había disponible traducción al inglés, y se tradujeron mediante Google Translate. Además, al menos un revisor clave se ha desempeñado como consultor de BrainOn Inc. Ltd., y la revisión fue financiada en parte por BrainOn Inc. Ltd., una empresa comercialmente asociada con el ingrediente. Actualmente falta una replicación independiente por parte de grupos de investigación no afiliados con ensayos grandes y bien diseñados.
5.2 Glucosa en sangre y efectos metabólicos (antidiabéticos)
El cuerpo de evidencia para las proteínas de seda y el control glucémico consiste casi en su totalidad en datos animales e in vitro. Se administró proteína de sericina proveniente de desechos del procesamiento de seda, añadida a la dieta normal en una proporción del 0,8 % (g%), por vía oral a ratones diabéticos tipo 2 (DT2) para investigar sus efectos hipoglucemiantes y su mecanismo. La proteína oral estaba en forma de hidrolizado de sericina de seda, obtenido mediante un tratamiento de ebullición con una solución de hidróxido de calcio al 0,025 %. Los resultados demostraron que la sericina disminuyó significativamente la glucosa plasmática en ayunas, la insulina plasmática en ayunas y los niveles de proteína sérica glicosilada. La proteína también mejoró la tolerancia oral a la glucosa y a la insulina, y potenció las actividades antioxidantes. La sericina podría ayudar a mantener niveles normales de glucosa.
En un estudio, la sericina de seda se transformó en polvos de péptidos de sericina hidrolizada (HSP) como aditivo dietético para investigar el efecto sobre la microbiota intestinal en ratas modelo de DT2. Los resultados indicaron que la administración dietética aumentada con HSP reduce el nivel de glucosa en ayunas de las ratas diabéticas, y que dicho aumento induce un cambio en la composición de la microbiota intestinal de las ratas modelo de DT2 hacia la de las ratas normales. Se sugirió que algunos taxones clave, incluido Lactobacillus gasseri, están implicados en el control del desarrollo de la DT2. Este hallazgo proporciona una nueva perspectiva para el desarrollo de la sericina como alimento funcional o prebiótico terapéutico contra la DT2 en la práctica clínica.
Los ratones alimentados con una dieta alta en grasas que contenía una mezcla de fibroína y sericina de seda mostraron además una mayor capacidad antioxidante y un efecto hipoglucemiante. El péptido de seda y sus hidrolizados aumentaron la captación de glucosa y redujeron la expresión de leptina en fibroblastos 3T3-L1 que expresan GLUT 4. La administración de sericina no solo puede reducir los niveles de glucosa en sangre en ratas diabéticas, sino que también tiene efectos terapéuticos significativos sobre una variedad de complicaciones causadas por la diabetes.
Evaluación de la solidez de la evidencia: la evidencia proviene casi en su totalidad de modelos en roedores y cultivos celulares in vitro. No se identificaron ensayos clínicos humanos sólidos y revisados por pares para resultados glucémicos en la literatura consultada. Esta área sigue siendo prometedora, pero de carácter preclínico.
5.3 Perfil lipídico y composición corporal
Se investigó el efecto de la proteína de seda con distintas composiciones de fibroína/sericina sobre el peso corporal y el metabolismo lipídico en ratones alimentados con una dieta alta en grasas. Se administraron a los animales dietas experimentales durante 6 semanas: control normal (NC), alta en grasas (HF), y dieta alta en grasas suplementada con F100 (fibroína pura), F81 (81:19 fibroína/sericina, p/p) o F50 (50:50 fibroína/sericina, p/p). Los ratones alimentados con proteína de seda mostraron una reducción marcada del peso corporal y un perfil lipídico mejorado en comparación con el grupo HF. En general, la cantidad de grasa corporal, los triglicéridos y los niveles de colesterol total plasmático, el índice aterogénico y el nivel de ácidos grasos libres tendieron a disminuir, mientras que el nivel de colesterol HDL aumentó, con una mayor cantidad de sericina en la dieta.
Evaluación de la solidez de la evidencia: todos los datos sobre lípidos y composición corporal identificados provienen de estudios en animales (ratones). Actualmente no existe evidencia clínica humana para esta aplicación.
5.4 Salud de la piel y cicatrización de heridas
Las proteínas de seda han sido destacadas en la última década para la ingeniería de tejidos y la regeneración de la piel debido a su biocompatibilidad, biodegradabilidad y excepcionales propiedades mecánicas. Mientras que la fibroína de seda posee una alta estabilidad estructural y mecánica con un alto potencial como capa protectora externa, la sericina, tradicionalmente descartada, ha demostrado un gran potencial como hidrogel de base natural, promoviendo interacciones célula-célula, lo que la convierte en un material ideal para el contacto directo con heridas.
En un modelo de ratón con dermatitis atópica (ratones NC/Nga), se estudió la suplementación dietética con sericina en cuanto a sus efectos sobre la hidratación cutánea. La hidratación epidérmica en los ratones suplementados con sericina fue mayor que en el grupo control atópico y similar a la del grupo control normal, lo que indica que la suplementación dietética únicamente con sericina mejora la hidratación epidérmica hasta niveles similares a los del grupo control normal, y que la fibroína dietética no tiene efectos beneficiosos sobre la hidratación epidérmica. Ratones machos NC/Nga (de 5 semanas de edad) fueron alimentados con dietas suplementadas con 1,0 % de extractos en polvo de sericina y de fibroína, respectivamente. Los ratones fueron alimentados con las dietas experimentales durante 10 semanas para comparar los efectos dietéticos de la sericina y la fibroína sobre la hidratación epidérmica.
En un modelo humano ex vivo tridimensional de heridas, los hallazgos revelaron una rápida proliferación de queratinocitos tanto en la membrana de fibroína de seda como en las matrices no tejidas, junto con una infiltración mejorada en la matriz, lo que sugiere un cierre temprano de la herida mejorado. Las membranas de fibroína de seda mostraron una regeneración temprana significativamente mejorada, seguidas de las matrices no tejidas (p < 0,05) en comparación con las heridas no tratadas, lo que resultó en la formación de estructuras epidérmicas multicapa con regeneración completa.
La sericina también promueve la proliferación celular, la proliferación de fibroblastos, la producción de colágeno y la viabilidad celular, y previene la apoptosis inducida por UVB en queratinocitos de piel humana.
Los estudios en animales confirman la influencia beneficiosa de la fibroína de seda en la cicatrización de heridas. La investigación clínica centrada en los apósitos de fibroína también es prometedora.
Evaluación de la solidez de la evidencia: para las aplicaciones tópicas/apósitos de heridas, existe una combinación de evidencia in vitro, en animales y limitada evidencia humana ex vivo. Para los efectos de la suplementación oral sobre la hidratación de la piel, la evidencia proviene de un modelo animal. Los ensayos clínicos humanos con proteína de seda oral para resultados cutáneos no están bien establecidos en la literatura revisada por pares.
5.5 Efectos cardioprotectores
Las acciones terapéuticas de la sericina y la fibroína de seda incluyen efectos antidiabéticos, propiedades cardioprotectoras y capacidades hipolipemiantes. Al mismo tiempo, la capacidad de modular las respuestas inflamatorias y resistir el estrés oxidativo amplía su aplicación en la prevención y el tratamiento de enfermedades.
En un modelo de roedor, el efecto cardioprotector mostró que el pretratamiento de ratas con sericina aumentó significativamente el marcador de antioxidantes no enzimáticos en el suero y el tejido cardíaco (glutatión, vitamina E y vitamina C). Los marcadores cardíacos, los marcadores de estrés oxidativo en suero y tejido cardíaco, el perfil lipídico sérico, las hidrolasas lisosomales y los marcadores apoptóticos cardíacos disminuyeron significativamente en comparación con el grupo de isoproterenol; los estudios histopatológicos mostraron una arquitectura cardíaca normal tanto en las ratas control como en las tratadas.
En un ensayo de toxicidad crónica en roedores que involucró luteína de seda (un extracto de luteína unida a proteína), tras cuatro meses de tratamiento, tanto las ratas Wistar macho como hembra que recibieron el extracto exhibieron un efecto hipotensor significativo, manteniendo su presión arterial sistólica en aproximadamente 120 mmHg y evitando así la hipertensión relacionada con la edad observada en los sujetos control. El extracto también redujo significativamente los niveles de triglicéridos séricos en ambos sexos. Los hallazgos confirman su potencial como nutracéutico multipropósito, al demostrar un componente seguro con un perfil toxicológico favorable y efectos cardiovasculares notables.
Evaluación de la solidez de la evidencia: la evidencia cardioprotectora proviene enteramente de estudios en animales. No se identificaron ensayos clínicos humanos que evaluaran específicamente la proteína de seda oral para resultados cardiovasculares.
5.6 Neuroprotección y efectos en el sistema nervioso
La sericina es una proteína biocompatible soluble en agua. Se ha reportado que tanto la sericina como la fibroína de seda exhiben diversas propiedades neuroprotectoras, antiinflamatorias y antioxidantes.
Los estudios mecanísticos en animales y sistemas de cultivo celular indican que los FEH de seda ejercen sus efectos positivos sobre la memoria y el aprendizaje al proporcionar neuroprotección mediante un mecanismo complejo que involucra sus potentes actividades antioxidantes e inhibidoras de la inflamación.
Aunque se ha reportado que la fibroína de seda hidrolizada enzimáticamente mejora la función cognitiva, no se sabía con exactitud qué péptidos específicamente podían mejorar la memoria. Se identificaron tres péptidos novedosos a partir del hidrolizado de fibroína mediante LC-MS/MS. El hidrolizado de fibroína se obtuvo mediante hidrólisis con proteasa después de una hidrólisis parcial con CaCl₂ 5M. Los péptidos sintetizados derivados de estas secuencias mejoraron los deterioros de la memoria inducidos por escopolamina en ratones.
Evaluación de la solidez de la evidencia: existe un cuerpo significativo de datos clínicos humanos (aleatorizados, controlados con placebo) para los FEH de seda y la memoria/función cognitiva, aunque provienen en su mayoría de un grupo reducido de investigadores con intereses comerciales declarados y de publicaciones en idioma coreano. Los datos mecanísticos de animales y cultivos celulares son más extensos.
5.7 Microbiota intestinal y salud intestinal
La actividad antioxidante asociada a la baja digestibilidad de la sericina amplía su aplicación en el campo médico como agente antitumoral y antimicrobiano, anticoagulante, que actúa en la salud del colon, mejora el estreñimiento y protege al cuerpo de la obesidad mediante un perfil lipídico plasmático mejorado.
La administración dietética aumentada con HSP reduce el nivel de glucosa en ayunas de las ratas diabéticas, y dicho aumento induce un cambio en la composición de la microbiota intestinal de las ratas modelo de DT2 hacia la de las ratas normales. Se sugirió que algunos taxones clave, incluido Lactobacillus gasseri, están implicados en el control del desarrollo de la DT2.
Evaluación de la solidez de la evidencia: es preliminar y se basa únicamente en modelos animales. No se han identificado datos clínicos humanos sobre los efectos en el microbioma intestinal de la proteína de seda oral en la literatura actual.
5.8 Actividad antitumoral
Se ha demostrado que diversas proteínas tienen propiedades antioxidantes, y muchos informes han revelado que los péptidos y los hidrolizados proteicos podrían utilizarse como agentes antioxidantes alternativos potentes. Además de su efecto antioxidante, se descubrió que la proteína de sericina tiene potencial actividad anticancerígena contra muchos tipos de células cancerosas. Se descubrió que la sericina induce el efecto apoptótico en células de cáncer de colon SW480 al potenciar la actividad de la caspasa-3 y reducir la expresión de Bcl-2, lo que resulta en la detención del ciclo celular en la fase S.
Evaluación de la solidez de la evidencia: esta es exclusivamente evidencia in vitro y en animales. No existe evidencia clínica para los efectos anticancerígenos de la proteína de seda consumida por vía oral en la literatura revisada por pares.
6. Sistemas corporales y áreas de salud asociadas con la proteína de seda
- Sistema nervioso central / cognición: memoria, aprendizaje, concentración mental, neuroprotección mediante vías antioxidantes y antiinflamatorias, inhibición de la acetilcolinesterasa, regulación positiva del BDNF.
- Sistema metabólico / endocrino: regulación de la glucosa, sensibilidad a la insulina, metabolismo lipídico, efectos antiobesidad, modulación de adipoquinas.
- Sistema cardiovascular: reducción de lípidos, actividad antioxidante cardioprotectora, modulación de la presión arterial (en modelos animales).
- Sistema tegumentario (piel): hidratación epidérmica, cicatrización de heridas, estimulación de la síntesis de colágeno, antienvejecimiento, proliferación de fibroblastos y queratinocitos, protección UV.
- Sistema gastrointestinal: modulación de la microbiota intestinal, salud del colon, mejora del estreñimiento (en modelos animales).
- Sistema inmunológico: efectos antiinflamatorios e inmunomoduladores; las proteínas han mostrado baja inmunogenicidad en formas purificadas.
7. Formas de dosificación y dosis reportadas
La información sobre dosificación en la literatura de investigación corresponde a preparaciones específicas utilizadas en estudios individuales y no debe extrapolarse como recomendaciones terapéuticas generales.
- FEH de seda para la función cognitiva (ensayos clínicos humanos): se han utilizado dosis de 200 a 600 mg de FEH de seda al día durante períodos de tres a 16 semanas. Específicamente, a adultos sanos con una edad promedio de aproximadamente 55 años se les administraron dosis de 0, 280, 400 y 600 mg de FPEH al día en dos tomas divididas durante 3 semanas.
- Hidrolizado de sericina de seda para la DT2 (estudio en animales): se administró por vía oral a ratones diabéticos tipo 2 la proteína de sericina proveniente de desechos del procesamiento de seda, añadida a la dieta normal en una proporción del 0,8 % (g%).
- Mezclas de fibroína/sericina de seda para resultados lipídicos y glucémicos (estudio en animales): se investigó el efecto de la alimentación dietética con mezclas de fibroína/sericina de seda sobre el estado antioxidante y el metabolismo de la glucosa en ratones alimentados con una dieta alta en grasas. A los ratones se les administraron dietas experimentales durante 6 semanas: control normal (NC), alta en grasas (HF), y alta en grasas suplementada con F100 (fibroína pura), F81 (81:19 fibroína-sericina, p/p) o F50 (50:50 fibroína-sericina, p/p).
- Sericina para la hidratación epidérmica (estudio en animales): los ratones NC/Nga se asignaron a grupos alimentados con dietas suplementadas con 1,0 % de extractos en polvo de sericina y de fibroína, respectivamente.
- Péptidos de sericina hidrolizada para el microbioma intestinal (estudio en animales): la sericina de seda se transformó en polvos de péptidos de sericina hidrolizada (HSP) como aditivo dietético administrado a ratas modelo de DT2. El porcentaje específico o la dosis absoluta no se detallaron en el resumen revisado.
- Sericina de seda para la cardioprotección (estudio en animales, cicatrización tópica de heridas): se ha observado despigmentación cutánea en pacientes renales tras la aplicación de una crema de sericina al 8 % para el tratamiento de la piel seca y con picazón.
8. Consideraciones de seguridad e interacciones conocidas
8.1 Seguridad oral general de la fibroína de seda
Se ha demostrado que la fibroína de seda no es mutagénica ni genotóxica mediante ensayos basados en células. Un estudio de dosis repetida de 28 días no produjo observaciones de signos clínicos adversos. La digestión con pepsina y los análisis bioinformáticos no plantearon preocupaciones alergénicas. Se determinó que la fibroína de seda es segura para el consumo oral. Específicamente, esta evaluación toxicológica exhaustiva incluyó una prueba de mutación reversa bacteriana (prueba de Ames) en cinco cepas bacterianas, una prueba de eritrocitos in vivo con ratas Sprague Dawley a dosis de hasta 1000 mg/kg de peso corporal/día, y un estudio subcrónico de 28 días a una dosis de 500 mg/kg de peso corporal/día. En conjunto, estos estudios no generan preocupaciones mutagénicas, genotóxicas, toxicológicas ni alergénicas respecto al consumo oral de fibroína de seda.
No se han reportado efectos adversos asociados con el uso de FEH de seda en los estudios clínicos revisados.
El material de estudio de FEH de seda ha sido aprobado por el Ministerio de Seguridad Alimentaria y Farmacéutica de Corea como ingrediente alimentario sin límites en la cantidad de ingesta.
8.2 Preocupaciones sobre inmunogenicidad y alergia
Las proteínas de seda, tanto la fibroína como la sericina, contienen aminoácidos que pueden actuar como antígenos en el cuerpo humano. Históricamente, muchos informes sobre las respuestas biológicas a la seda señalaron reacciones alérgicas en humanos, especialmente atribuidas a la sericina. A pesar de que la sericina ha mostrado muchas actividades biológicas impresionantes, no se utilizó ampliamente en aplicaciones médicas debido a preocupaciones sobre la hipersensibilidad.
Sin embargo, la evidencia más reciente ha revisado sustancialmente esta postura: se han realizado numerosos estudios in vitro, in vivo y clínicos para investigar este asunto. La evidencia resultante ha mostrado que la sericina en sí misma podría no ser la causa de estas respuestas peligrosas en humanos, y sugiere que podría haber suficiente evidencia para promover el uso de la sericina de seda en aplicaciones médicas y biológicas.
La investigación sobre el origen de la inmunogenicidad ha aclarado: aunque los primeros informes afirmaban que la sericina era responsable de desencadenar una reacción inmune, Nazarov et al. demostraron que solo la asociación física de la sericina y la fibroína puede producir una respuesta inflamatoria. Además, se reportó que los péptidos de sericina no presentan inmunogenicidad in vivo y pueden utilizarse eficazmente en aplicaciones biomédicas.
La sericina presenta características de buena biocompatibilidad, baja inmunogenicidad, inhibición de las respuestas inflamatorias y buena función inmunorreguladora.
Sin embargo, diferentes métodos de procesamiento de la seda pueden desencadenar una intensa resistencia del sistema inmunológico tras la implantación en el cuerpo. Esta preocupación es de mayor relevancia para los biomateriales implantados que para las preparaciones consumidas por vía oral.
8.3 Reacciones alérgicas a suturas de seda y aplicaciones tópicas
Se han reportado respuestas alérgicas de tipo I y niveles elevados de IgE específica en pacientes después de procedimientos quirúrgicos repetidos que involucraron el uso de suturas de seda. En un informe de caso, granulomas recurrentes con marcada infiltración de eosinófilos podrían haber sido resultado de una reacción de hipersensibilidad mediada por IgE a la fibroína de seda.
Las alergias asociadas con materiales de seda son poco frecuentes y se vinculan principalmente con la sericina residual, una proteína pegajosa que puede eliminarse eficazmente durante el procesamiento para garantizar la pureza y la hipoalergenicidad de la fibroína.
8.4 Observación de pigmentación cutánea
Se ha observado despigmentación cutánea en pacientes renales tras la aplicación de una crema de sericina al 8 % para el tratamiento de la piel seca y con picazón. Esta observación adversa fue específica de una forma de crema tópica en una población con compromiso renal y no se ha replicado en la literatura sobre suplementación oral.
8.5 Variabilidad según el método de extracción
Las propiedades fisicoquímicas de la sericina son responsables de numerosas aplicaciones en biomedicina y están influenciadas por el método de extracción y el linaje del gusano de seda, lo que puede generar variaciones en el peso molecular y la concentración de aminoácidos de la sericina. Esto significa que los perfiles de bioactividad y seguridad pueden diferir entre las preparaciones comerciales según cómo se hayan extraído y procesado las proteínas.
8.6 Consideraciones sobre biodisponibilidad
Debido a su estructura fibrosa estable, las proteínas de seda son difíciles de digerir y absorber cuando se consumen. Sin embargo, estudios previos han demostrado que la hidrólisis enzimática de la fibroína extraída de los capullos en péptidos de bajo peso molecular mejora la memoria tanto en animales como en humanos. La hidrólisis enzimática descompone las proteínas grandes y complejas en péptidos y aminoácidos más pequeños, aumentando así su solubilidad, absorción y biodisponibilidad en el cuerpo. Estos péptidos más pequeños se transportan más fácilmente a través de las membranas biológicas y pueden exhibir una actividad biológica potenciada, incluidos efectos neuroprotectores.
8.7 Interacciones con medicamentos y suplementos
No se identificaron fuentes revisadas por pares en esta búsqueda que documenten específicamente interacciones farmacocinéticas con medicamentos en relación con los suplementos de fibroína o sericina de seda consumidos por vía oral en humanos. Los efectos hipoglucemiantes y moduladores de lípidos observados en modelos animales sugieren una consideración teórica en personas que utilizan medicamentos antidiabéticos o hipolipemiantes, aunque esto no se ha estudiado formalmente en humanos.
Referencias