Trehalosa
Identidad: naturaleza química, nombres y fuentes naturales
La trehalosa es un disacárido no reductor de origen natural compuesto por dos moléculas de glucosa unidas covalentemente. Su estructura molecular se designa formalmente como α-D-glucopiranosil α-D-glucopiranósido (α,α-trehalosa), con un número de registro 99-20-7 y una masa molar de 342,296 g/mol (anhidra) o 378,33 g/mol como dihidrato.
La trehalosa es un azúcar no reductor formado por dos unidades de glucosa unidas mediante un enlace alfa 1-1, lo que la hace muy resistente a la hidrólisis ácida y, por lo tanto, estable en solución a altas temperaturas incluso en condiciones ácidas. Este tipo de enlace también mantiene a los azúcares no reductores en forma de anillo cerrado, de modo que los grupos terminales aldehído o cetona no se unen a los residuos de lisina o arginina de las proteínas, proceso conocido como glicación.
Existen otros dos estereoisómeros de la trehalosa: la α,β-trehalosa (también llamada neotrehalosa) y la β,β-trehalosa (también llamada isotrehalosa). Ninguno de estos isómeros alternativos ha sido aislado de organismos vivos, aunque la isotrehalosa se ha encontrado en hidrolizados de almidón.
La trehalosa tiene aproximadamente el 45% del dulzor de la sacarosa y es menos soluble que la sacarosa, excepto a altas temperaturas superiores a 80 °C. Forma un cristal romboidal como dihidrato y, en esa forma, tiene el 90% del contenido calórico de la sacarosa.
Fuentes naturales
La trehalosa se encuentra en diversos organismos, incluidos bacterias, plantas, insectos, levaduras, hongos e invertebrados. La trehalosa no se produce en las células de los mamíferos, pero los humanos poseen la enzima trehalasa, que convierte la trehalosa en glucosa.
Entre las fuentes alimentarias modernas que pueden contener cantidades importantes de trehalosa se encuentran la miel (0,1–1,9%), el mirin (1,3–2,2%), los jereces (<10–391 mg/l), la levadura de cerveza (0,01–5,0%) y la levadura de panadería (15–20%). Los champiñones cultivados comercialmente pueden contener entre 8 y 17% (p/p) de trehalosa. También se encuentra en invertebrados como la langosta (2,5 mg/100 ml de sangre), el cangrejo (1,5 mg/100 ml de sangre) y los camarones (0,5% del peso seco).
Algunas bacterias, hongos, plantas y animales invertebrados sintetizan trehalosa como fuente de energía y para sobrevivir a la congelación y la falta de agua.
Producción comercial y formas habituales
Como aditivo alimentario, la trehalosa se produce artificialmente a partir del almidón de maíz utilizando diversas enzimas bacterianas, como la alfa-amilasa, obtenida de Bacillus licheniformis, y la isoamilasa de Pseudomonas amyloderamosa. En 1994, la empresa japonesa Hayashibara Co., Ltd. desarrolló un método para producir trehalosa a gran escala. El uso de trehalosa en EE. UU. y Europa fue limitado antes del año 2000 debido al elevado costo de producción (aproximadamente 700 USD/kg). La innovación de un nuevo método enzimático para la producción de bajo costo a partir de almidón la hizo comercialmente viable (aproximadamente 3 USD/kg). Recibió la condición GRAS (Generally Recognized As Safe, «generalmente reconocido como seguro») de la FDA en el año 2000 y fue aprobada para uso alimentario en Europa en 2001.
En las últimas décadas, la investigación intensiva sobre la trehalosa ha ampliado sus usos como edulcorante y estabilizante en las industrias alimentaria, médica, farmacéutica y cosmética. Las formas comerciales habituales incluyen:
- Trehalosa anhidra en polvo: utilizada en la fabricación de alimentos, en formulaciones farmacéuticas y como ingrediente de suplementos dietéticos.
- Trehalosa dihidrato: la forma cristalina estándar para la mayoría de las aplicaciones comerciales.
- Gotas oftálmicas: la trehalosa es un componente clave en gotas oftálmicas diseñadas para el tratamiento eficaz del síndrome de ojo seco.
- Excipiente biofarmacéutico: la trehalosa se utiliza en grandes cantidades en la industria alimentaria, así como en la conservación biofarmacéutica de fármacos proteicos labiles y en la criopreservación de células humanas.
Uso tradicional e histórico
La trehalosa fue aislada a mediados del siglo XIX por el químico francés Marcellin Berthelot, a partir de la maná de trehala, una sustancia dulce obtenida del capullo de un gorgojo. Este hecho de aislamiento da nombre al compuesto, y por lo tanto la historia del compuesto como sustancia reconocida en la ciencia occidental data de esa época.
Aunque la trehalosa no forma actualmente una parte importante de la dieta moderna, su alta concentración en insectos y hongos pudo haber constituido una fuente relativamente grande de este azúcar en la dieta de los humanos antiguos. Algunas culturas todavía consumen una proporción mucho mayor de invertebrados y hongos como parte de su alimentación, por lo que consumen más trehalosa que el hombre occidental.
La trehalosa se ha utilizado de forma segura como ingrediente alimentario en Japón durante más de 20 años, y su incorporación generalizada en el suministro alimentario japonés precedió a su adopción en los mercados occidentales. La trehalosa anhidra se utiliza como desecante, edulcorante, agente mejorador del sabor y agente mejorador de la calidad en una amplia gama de condimentos y productos alimentarios tradicionales japoneses, incluidas preparaciones de salsa de soja, miso, mirin y diversos wagashi (dulces tradicionales japoneses).
No existe historia documentada del uso de la trehalosa como remedio medicinal tradicional en ningún sistema de medicina tradicional formalmente codificado (como la medicina china, el ayurveda o la herbolaria occidental). Más bien, su consumo siempre ha sido incidental, a través del consumo de alimentos ricos en trehalosa, como hongos, productos fermentados e invertebrados.
Componentes clave y mecanismos de acción
Dado que la trehalosa es un compuesto único y químicamente definido (un disacárido), su interés farmacológico no deriva de una mezcla compleja de constituyentes, sino más bien de su química física exclusiva y de sus efectos biológicos establecidos tras la ingestión y la captación celular.
Propiedades fisicoquímicas
Debido a su estructura exclusiva, la trehalosa solo se descompone en dos monosacáridos reductores en condiciones de hidrólisis extremas, o en presencia de enzimas, mientras que la sacarosa se descompone rápidamente cuando se expone a grupos amino reactivos. La trehalosa tiene la capacidad de proteger las membranas celulares y las proteínas labiles contra el daño y la desnaturalización como resultado de la desecación y el estrés oxidativo. La trehalosa parece ser el azúcar más eficaz para la protección contra la desecación.
Inducción de autofagia: la vía independiente de mTOR
El mecanismo más intensamente estudiado de las acciones biológicas de la trehalosa en el contexto de la enfermedad es su capacidad para inducir la autofagia, el proceso celular de «autolimpieza» mediante el cual las proteínas mal plegadas y los orgánulos dañados se degradan y reciclan.
La trehalosa es un inductor de autofagia independiente de mTOR. Este compuesto natural ha sido reconocido como inductor de autofagia independiente de mTOR por su capacidad de promover el reclutamiento de LC3-II y la posterior formación de autofagosomas, presumiblemente mediante la modulación de la vía AMPK/ULK1.
Se ha propuesto que la trehalosa puede actuar como inductor de autofagia mediante una vía independiente de mTOR y potencia la eliminación de proteínas propensas a la agregación, como la α-sinucleína, la huntingtina mutante y la proteína prion (PrPSc). En un informe clave, la trehalosa indujo autofagia en hepatocitos a través de una vía dependiente de AMPK, corriente abajo de GLUT8. Sin embargo, dado que el transportador GLUT8 es específico de tejido y las neuronas no contienen SLC2A8 (GLUT8) en su membrana plasmática, esta vía podría no producirse en el tejido cerebral.
En los hepatocitos, el principal objetivo de la trehalosa es la activación de la autofagia independiente de mTOR, que se logra mediante la inhibición del transportador de glucosa GLUT8, lo que provoca un déficit energético. Un aumento en los niveles de AMP activa la cinasa dependiente de AMP, AMPK, mediante fosforilación en Thr172, y esto activa a su vez la cinasa reguladora de la autofagia ULK1.
Existen cuatro mecanismos principales de regulación de la autofagia en células eucariotas: las vías PI3K/Akt/mTOR, AMPK/ULK1/mTOR, Bcl-2/Beclin-1 y TFEB. Actualmente, la mayoría de la evidencia sugiere que la trehalosa puede activar la autofagia mediante cada una de estas vías, según el tipo de enfermedad y célula.
Actividad tipo chaperona
La trehalosa se considera un nuevo candidato para el tratamiento de enfermedades neurodegenerativas. Presenta una actividad de tipo chaperona, previene el mal plegamiento o la agregación de proteínas y, al promover la autofagia, contribuye a la eliminación de proteínas acumuladas. El efecto neuroprotector de la trehalosa incluye un efecto tipo chaperona, la inhibición de la acumulación de proteínas aberrantes, la reducción del estrés oxidativo y el aumento de la protección antioxidante.
Mecanismos glucémicos e insulinotrópicos
Al ingerirse, la trehalosa no se absorbe como disacárido hacia el torrente sanguíneo. Más bien, es hidrolizada enzimáticamente en el intestino delgado por una disacaridasa específica de trehalosa en dos moléculas de D-glucosa, que posteriormente se absorben y metabolizan. Los mismos procesos fisiológicos se utilizan para digerir otros disacáridos comunes, como la maltosa, la sacarosa y la lactosa. La disacaridasa específica de la trehalosa se denomina trehalasa.
La trehalosa aumenta lentamente los niveles de glucosa en sangre e induce una respuesta insulínica leve. La trehalosa y la glucosa se metabolizan de manera diferente en el organismo humano, ya que la glucosa liberada de la trehalosa es captada por partes diferentes del tracto gastrointestinal que la trehalosa misma.
Evidencia científica por área de uso
1. Oftalmología: enfermedad de ojo seco
Esta es el área con la evidencia humana más madura y clínicamente traducida sobre la trehalosa. La trehalosa protege contra el daño corneal debido a la desecación. La trehalosa ha atraído una atención creciente por sus propiedades biológicas multifacéticas, incluidos efectos antioxidantes, antiinflamatorios y osmoprotectores. Se ha demostrado que mantiene la morfología celular, previene el daño oxidativo, estabiliza las membranas lipídicas y activa vías de señalización relacionadas con la autofagia, todo lo cual contribuye a la preservación epitelial y a la homeostasis de la película lagrimal.
Estudios clínicos sobre la trehalosa al 3% (Thealoz®) y la combinación de hialuronato de sodio al 0,15% y trehalosa al 3% (Thealoz Duo®) confirmaron que estos agentes son opciones valiosas en el manejo de la enfermedad de ojo seco, ya que permiten la protección, hidratación y lubricación del ojo, y mejoran los síntomas y signos oculares. La combinación de hialuronato de sodio al 0,15% y trehalosa al 3% (Thealoz Duo®) es bien tolerada y segura para el tratamiento de la enfermedad de ojo seco.
El ácido hialurónico más trehalosa redujo significativamente el daño de la superficie ocular y mejoró la estabilidad de la película lagrimal después de 84 días, según lo demostrado por mejoras significativas en la tinción ocular, la prueba de Schirmer y el tiempo de ruptura de la película lagrimal. La satisfacción del paciente también aumentó, como lo demuestran las puntuaciones más altas de satisfacción general con el tratamiento desde el inicio hasta el día 28 y después de 84 días de tratamiento. Este estudio respalda el hallazgo de que el ácido hialurónico más trehalosa es un tratamiento seguro y eficaz para la enfermedad de ojo seco.
Solidez de la evidencia: Moderada a fuerte para las aplicaciones oftálmicas. Múltiples ensayos controlados aleatorizados respaldan el uso de gotas oftálmicas con trehalosa para la enfermedad de ojo seco. Los productos que contienen trehalosa al 3% han obtenido la aprobación regulatoria en múltiples mercados. Ensayos de fase 4 en curso continúan caracterizando los beneficios en poblaciones de pacientes más amplias.
2. Salud metabólica: glucosa en sangre y homeostasis de la insulina
La evidencia clínica humana en este ámbito está presente, pero aún es limitada en escala, y algunos estudios se han realizado con posibles conflictos de interés (personal afiliado al patrocinador como autores).
Se han examinado varios contextos clínicos en ensayos pequeños en humanos. En sujetos japoneses sanos, la administración aguda de trehalosa por vía oral (gavage) aumentó la glucosa en sangre en menor medida que la administración de glucosa. La administración de trehalosa provocó de forma aguda una respuesta significativamente menor de insulina y del péptido inhibidor gástrico activo en plasma (GIP) en comparación con la administración oral de glucosa.
En un estudio de comparación de grupos de tratamiento paralelo, doble ciego, 34 sujetos sanos (IMC > 23) que consumieron 10 g/día de trehalosa durante un período de 12 semanas presentaron una concentración pico de glucosa sérica significativamente menor durante la prueba de tolerancia oral a la glucosa en comparación con el valor basal. El análisis estratificado de los pacientes de esta cohorte que presentaban aumento de grasa troncal mostró reducciones significativas de la grasa troncal, el peso corporal, la circunferencia de la cintura y la presión arterial sistólica tras el tratamiento con trehalosa.
En un estudio separado, aleatorizado, doble ciego y controlado con placebo, en participantes japoneses sanos (n = 50), cada uno consumió 3,3 g de trehalosa (n = 25) o sacarosa (n = 25) diariamente durante 78 días. Se evaluó la composición corporal a las 0, 4, 8 y 12 semanas, y se realizaron parámetros bioquímicos séricos y pruebas de tolerancia oral a la glucosa con 75 g al inicio y después de 12 semanas. Los hallazgos sugieren que la trehalosa ayuda a reducir la glucosa posprandial en humanos sanos con niveles de glucosa posprandial más elevados dentro del rango normal, y por lo tanto podría contribuir a la prevención de patologías predispuestas por la hiperglucemia posprandial, incluso si la ingesta diaria de trehalosa es de solo 3,3 g.
En cuanto a la diabetes tipo 2 en específico: en el primer ensayo de intervención dietética aleatorizado para evaluar los efectos antihiperglucémicos de la trehalosa en pacientes con diabetes tipo 2, se inscribieron 40 participantes de entre 35 y 85 años en un ensayo clínico paralelo, doble ciego, aleatorizado y controlado con placebo. La PCR fue significativamente menor con el tratamiento con trehalosa (–0,62 ±0,3 mg/l, p = 0,02); sin embargo, no se observaron diferencias en los índices glucémicos de glucosa en ayunas, hemoglobina glucosilada (HbA1c), insulina o resistencia a la insulina (HOMA-IR). Se demostró que la trehalosa disminuye la PCR como mediador de la inflamación, y hubo indicios de que la calidad de vida general mejoró con la suplementación de trehalosa. Aunque la glucosa en ayunas, la insulina, la resistencia a la insulina y la HbA1c no variaron durante el período de 12 semanas, el cambio en la PCR podría, a más largo plazo, afectar el control glucémico y potencialmente las complicaciones relacionadas con la diabetes.
Las limitaciones del estudio incluyen que los participantes eran voluntarios sanos y empleados de Hayashibara Co. Ltd., el patrocinador del estudio. Se necesita más trabajo para verificar si la trehalosa también mejora el metabolismo de la glucosa en pacientes con prediabetes.
Solidez de la evidencia: Preliminar. Ensayos en humanos de pequeña escala sugieren efectos favorables modestos sobre la glucosa posprandial en sangre y la insulina en personas sanas y con sobrepeso. La evidencia en diabetes tipo 2 establecida es débil, ya que el principal ECA piloto no mostró una mejora glucémica significativa durante 12 semanas. Los conflictos de interés en varios estudios exigen cautela al interpretar los resultados.
3. Enfermedades neurodegenerativas
Se ha informado que la trehalosa tiene efectos neuroprotectores en modelos animales de diversas enfermedades neurodegenerativas, como la enfermedad de Parkinson (EP), la enfermedad de Alzheimer (EA) y la enfermedad de Huntington (EH). Las agregaciones celulares de proteínas mal plegadas son el sello patológico más común de muchas enfermedades neurodegenerativas de inicio tardío (proteinopatías).
La motivación inicial para la investigación amplia sobre el efecto terapéutico de la trehalosa en la neurodegeneración parece estar relacionada con el alivio exitoso de la enfermedad de Huntington (EH) en un modelo animal que presenta acumulación de proteínas celulares aberrantes. La trehalosa inhibió la agregación de proteínas con poliglutamina, debilitó la neurodegeneración, redujo el fallo motor y prolongó la vida de los ratones en el modelo transgénico de EH. Posteriormente, se descubrió su capacidad para activar la autofagia en células cultivadas mediante la vía independiente de mTOR, y se demostró un efecto neuroprotector en modelos celulares de la enfermedad de Parkinson y la EH.
La trehalosa ha recibido atención en las últimas décadas por su papel en la neuroprotección, especialmente en modelos animales de diversas enfermedades neurodegenerativas, como las enfermedades de Parkinson y Huntington. El mecanismo subyacente a los efectos neuroprotectores de la trehalosa sigue siendo poco claro. La hipótesis predominante es que la trehalosa protege a las neuronas al inducir autofagia, eliminando así los agregados de proteínas. Algunos estudios en animales mostraron activación de la autofagia y reducción de agregados de proteínas después de la administración de trehalosa en modelos de enfermedades neurodegenerativas, lo que parece respaldar la hipótesis de la inducción de la autofagia.
No obstante, existe controversia respecto al efecto de la trehalosa en la activación de la autofagia en el tratamiento de la enfermedad de Parkinson. Se ha demostrado que la trehalosa ejerce efectos neuroprotectores mediante el aumento de la autofagia, la mitigación del estrés oxidativo, la reducción de la neuroinflamación y la estabilización de las membranas celulares, todos ellos elementos críticos para ralentizar la progresión de la enfermedad, aunque estos efectos se han observado principalmente en modelos preclínicos.
Una revisión sistemática realizada sobre estudios en animales de enfermedades neurodegenerativas identificó todos los estudios en animales que habían utilizado la trehalosa como posible tratamiento modificador de la enfermedad, mediante las bases de datos Medline y Scopus. Los estudios incluidos abarcaban modelos animales de enfermedades neurodegenerativas con trehalosa como intervención y cambios fisiológicos o conductuales como medidas de resultado. Aparte del enmascaramiento de los evaluadores de resultados, ninguno de los estudios informó sobre el estado de aleatorización, el enmascaramiento de los cuidadores e investigadores, el alojamiento aleatorio o la ocultación de la asignación, lo cual puede aumentar el riesgo de falsas alarmas.
Solidez de la evidencia: Únicamente preclínica (animal y de cultivo celular) para la neurodegeneración por el momento. No se han identificado ensayos clínicos publicados a gran escala en humanos que demuestren eficacia en la enfermedad de Alzheimer, Parkinson o Huntington. El cuerpo de evidencia animal es sustancial pero metodológicamente limitado, y su traducción a humanos sigue sin demostrarse.
4. Enfermedad hepática y esteatosis metabólica (NAFLD)
La trehalosa redujo la carga de enfermedad cardiometabólica en modelos inducidos por la dieta y genéticos de aterosclerosis, dislipidemia, esteatosis hepática y tolerancia a la insulina y a la glucosa. El mecanismo por el cual se produjeron estos efectos fue pleiotrópico e implicó la activación de procesos similares al ayuno, incluidos el flujo autofágico y el factor de transcripción EB. Esto sugiere que no se requiere categóricamente una alta biodisponibilidad periférica para ejercer efectos metabólicos clínicamente importantes.
En estudios con animales, el tratamiento con trehalosa durante 8 semanas redujo el contenido de triglicéridos hepáticos y los niveles séricos de AST y ALT como marcadores de daño hepatocelular. En un modelo alimentado con una dieta alta en fructosa, la trehalosa oral (3% de trehalosa en agua, consumida a voluntad) bloqueó la acumulación de triglicéridos hepáticos inducida por la fructosa.
La trehalosa inhibió la aterosclerosis y atenuó la esteatosis hepática en ratones con deficiencia de apoE. Estos efectos no se asociaron con cambios en el colesterol plasmático, LDL o HDL. La acción antiesteatótica de la trehalosa en el hígado se asoció con la inducción de la autofagia. Los mecanismos moleculares exactos tanto de la acción antiaterosclerótica como de su efecto inhibidor sobre la esteatosis hepática requieren mayor aclaración.
Se ha identificado que la trehalosa reduce la esteatosis hepática y la intolerancia a la glucosa, aunque sus mecanismos subyacentes en la NAFLD siguen sin estar claros. Los resultados de un estudio indicaron que la suplementación con trehalosa mejoró el depósito de lípidos en hepatocitos in vitro, así como la esteatosis hepática y la hiperlipidemia in vivo, y mecánicamente alivió tanto la disfunción del flujo autofágico como el estrés del retículo endoplásmico (RE).
Solidez de la evidencia: Los datos en animales y cultivo celular son prometedores, pero no se han reportado en la literatura revisada ensayos clínicos humanos sólidos sobre la trehalosa específicamente para la NAFLD/MASLD.
5. Enfermedad cardiovascular y aterosclerosis
Un cuerpo creciente de evidencia sugiere que, debido a sus numerosos efectos moleculares favorables, la trehalosa podría ejercer efectos beneficiosos al contrarrestar la esteatosis hepática. Sus propiedades antiateroscleróticas y antiesteatóticas se han atribuido a la inducción de la autofagia. En un modelo murino de remodelación cardíaca tras una lesión isquémica aguda, los ratones fueron tratados con o sin trehalosa oral e intraperitoneal combinada tras la ligadura de la arteria descendente anterior izquierda. Los ratones tratados con trehalosa mostraron una dilatación ventricular izquierda reducida y una función sistólica ventricular izquierda aumentada tras la ligadura, en comparación con los ratones no tratados.
Solidez de la evidencia: Solo preclínica. Los datos provienen exclusivamente de modelos animales. No se han publicado ensayos en humanos sobre resultados cardiovasculares.
6. Rendimiento en el ejercicio
Un estudio tuvo como objetivo investigar el efecto de la trehalosa sobre el rendimiento en ejercicio prolongado en 12 hombres sanos (edad 21,3 ± 0,9 años). La trehalosa aumenta lentamente los niveles de glucosa en sangre e induce una respuesta insulínica leve. Cada participante ingirió 500 ml de agua (control), glucosa al 8% o trehalosa al 8% en tres pruebas, separadas por al menos una semana, realizadas de forma doble ciego y aleatorizada cruzada.
Solidez de la evidencia: Muy preliminar. Un solo estudio cruzado pequeño. Insuficiente para extraer conclusiones clínicas.
7. Microbioma intestinal
Además de los posibles beneficios terapéuticos, la trehalosa incorporada en las dietas puede alterar la composición de la microbiota intestinal humana. En el tracto digestivo humano, la trehalosa es metabolizada por enzimas trehalasas producidas por el huésped, localizadas en el borde en cepillo intestinal, así como por trehalasas de origen microbiano. Muchas bacterias y levaduras intestinales producen enzimas trehalasas, incluidas especies de Bacillus, Escherichia coli, especies de Blautia, Lactobacillaceae, y el patógeno nosocomial Clostridioides difficile.
En un estudio con un modelo colónico in vitro, la microbiota humana se remodeló para utilizar la trehalosa biodisponible. Mientras que la inducción con clindamicina causó una infección simulada por C. difficile (ICD) en modelos suplementados con glucosa o solución salina, la suplementación con trehalosa no dio lugar a ICD. La ausencia de ICD en el modelo con trehalosa se asoció con abundancias aumentadas de Finegoldia, Faecalibacterium y Oscillospira, y abundancias reducidas de Klebsiella y especies de Clostridium, en comparación con los otros modelos.
Solidez de la evidencia: Datos preliminares de modelos in vitro y animales. Las interacciones con el microbioma son complejas y requieren más investigación controlada en humanos.
Sistemas corporales y áreas de salud asociadas
- Ocular / oftalmológico: Protección del epitelio corneal, síndrome de ojo seco, estabilidad de la película lagrimal.
- Neurológico: Eliminación mediada por autofagia de proteínas agregadas relevantes para EP, EA, EH y ELA (evidencia solo preclínica).
- Metabólico / endocrino: Modulación de la glucosa posprandial, respuesta insulínica, regulación del tejido adiposo.
- Hepático: Reducción de la esteatosis hepática y de la acumulación de triglicéridos (datos animales y celulares).
- Cardiovascular: Efectos antiateroscleróticos en modelos animales; remodelación cardíaca posisquémica en roedores.
- Gastrointestinal / microbioma: Alteración de la composición microbiana intestinal mediante fermentación y competencia.
- Celular / molecular: Citoprotección frente a la desecación, la congelación, el calor y el estrés oxidativo en diversos tipos celulares.
- Farmacéutico / biotecnológico: Criopreservación de células y estabilización de formulaciones biofarmacéuticas de proteínas.
Formas de dosificación y dosis reportadas en estudios
- 3,3 g/día por vía oral: evaluado en un estudio doble ciego, aleatorizado y controlado con placebo durante 78 días en voluntarios japoneses sanos. Los hallazgos sugirieron que reducía la glucosa posprandial en individuos con niveles de glucosa posprandial más elevados dentro del rango normal.
- 10 g/día por vía oral durante 12 semanas: se informó que una ingesta diaria de 10 g de trehalosa mejoraba la tolerancia a la glucosa e inhibía la progresión hacia la resistencia a la insulina en un estudio de grupos paralelos doble ciego.
- Solución acuosa al 8% (500 ml): ingerida en un estudio cruzado de ejercicio con 12 hombres sanos, en comparación con glucosa al 8% y un control con agua.
- Gotas oftálmicas de trehalosa al 3%: evaluadas en ensayos clínicos para el síndrome de ojo seco, incluido un ensayo de fase 4 en curso en el que un ojo de cada participante recibió gotas de trehalosa al 3%.
- Gotas oftálmicas de trehalosa al 3% (Thealoz®): utilizadas cuatro veces al día durante 2 meses en un estudio de cohorte observacional prospectivo con 41 sujetos con enfermedad de ojo seco de moderada a grave.
- Hasta 50 g en estudios de tolerancia humana de dosis única: los datos de estudios de seguridad respaldan el consumo humano seguro de trehalosa en dosis de hasta 50 g.
Consideraciones de seguridad e interacciones destacadas
Tolerancia general
Los datos respaldan el consumo humano seguro de trehalosa en dosis de hasta 50 g, así como la capacidad fisiológica de los humanos para digerirla. No se observaron efectos adversos consistentes, relacionados con el tratamiento y dependientes de la dosis en ninguno de los ocho estudios de seguridad realizados con dosis de hasta el 10% de la dieta. Sobre la base de estos estudios de toxicidad, de los estudios en humanos en los que se administraron dosis de trehalosa a diversas poblaciones, y del consumo de trehalosa en productos comerciales en Japón, se concluye que la trehalosa es segura para su uso como ingrediente en productos de consumo cuando se utiliza conforme a las Buenas Prácticas de Manufactura vigentes.
Deficiencia de trehalasa: una contraindicación específica
Se reportó un caso de malabsorción de trehalosa que causaba intolerancia a los hongos en una mujer de 71 años. El síndrome pudo reproducirse mediante la ingestión de trehalosa. Las pequeñas variaciones de glucosa en sangre durante una prueba de tolerancia a la trehalosa sugirieron una hidrólisis muy pobre, si acaso alguna, de la trehalosa. Se concluyó que la malabsorción de trehalosa debida a una deficiencia selectiva de trehalasa intestinal podría ser la causa de esta intolerancia a los hongos.
Valores de trehalasa inferiores a 5 U/g de proteína probablemente resultarían en intolerancia a la ingestión de grandes cantidades de trehalosa. Parece que la mayoría de los humanos nacen con un exceso de tres a cuatro veces en la actividad de la trehalasa intestinal. La deficiencia de trehalasa es una afección poco frecuente pero documentada que puede causar síntomas gastrointestinales (hinchazón, diarrea, cólicos) al consumir trehalosa, de forma análoga a la deficiencia de lactasa en la intolerancia a la lactosa.
Los niños y los adultos mayores tienen la misma capacidad metabólica para digerir la trehalosa que los adultos normales con anatomía intestinal intacta.
Clostridioides difficile: una señal de seguridad controvertida
La trehalosa se utiliza como aditivo en miles de alimentos, cosméticos y productos farmacéuticos. Su capacidad de ser utilizada como fuente de carbono por microbios es motivo de preocupación, tal como lo destaca el hallazgo de que la trehalosa puede ser metabolizada por cepas epidémicas de Clostridioides difficile y potencialmente aumentar su virulencia.
Los ribotipos RT027 y RT078 de C. difficile han desarrollado vías eficientes de captación de trehalosa y de degradación mediada por la fosfotrehalasa (TreA) que permiten el crecimiento con bajas concentraciones de trehalosa. Se propone que la expansión de estas cepas en humanos se ha visto impulsada en parte por el consumo de trehalosa, que aumentó drásticamente desde que la trehalosa recibió la condición GRAS de la FDA en el año 2000.
Sin embargo, investigaciones posteriores han complicado este panorama. Se ha informado que la trehalosa potencia la virulencia de ciertos ribotipos de C. difficile; sin embargo, dichas variantes están ampliamente distribuidas y no se correlacionan con los resultados clínicos de los pacientes que sufren infección por C. difficile. Se ha informado que dichas variantes son comunes en aislados de C. difficile, y la comparación del resultado clínico de los pacientes con ICD respecto al genotipo metabólico de trehalosa de la cepa aislada no encontró correlación entre la mortalidad a 30 días y el genotipo metabólico de trehalosa. No se encontró asociación estadísticamente significativa entre la presencia de variantes de utilización de trehalosa en las cepas infectantes de C. difficile y el desarrollo de un resultado de infección grave.
Glucosuria con administración intravenosa
En un estudio de administración intravenosa de trehalosa en dosis altas, no se encontró aumento en los niveles de insulina. Se registró glucosuria a corto plazo, probablemente debido a la actividad de la trehalasa en el riñón. Este efecto parece específico de las vías de administración parenteral.
Aporte calórico
La trehalosa, en su forma dihidrato, tiene el 90% del contenido calórico de la sacarosa. Los consumidores que sustituyan la trehalosa por otros edulcorantes deben tener en cuenta su aporte calórico, particularmente en las dosis más altas utilizadas en los estudios metabólicos (10 g/día o más).
Conflicto de interés en la investigación
Todos los autores de al menos un estudio clínico clave sobre la trehalosa y la homeostasis de la glucosa son empleados de Hayashibara Co. Ltd., el patrocinador del estudio, que cubrió todos los costos del ensayo. La replicación independiente de los resultados en poblaciones clínicas por investigadores sin vínculos comerciales con los fabricantes de trehalosa sigue siendo limitada.
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