En condiciones de hidrogenación parcial, un doble enlace puede cambiar de configuración cis a trans (isomerización geométrica) o cambiar de posición dentro de la cadena de átomos de carbono (isomerización posicional). Ambos tipos de isomerización se dan frecuentemente en un ácido graso sometido a hidrogenación.
Los ácidos grasos en trans son ácidos grasos insaturados que tienen al menos un doble enlace en configuración trans. Los ácidos grasos en trans más frecuentes son los monoinsaturados, pero también pueden encontrarse isómeros diinsaturados con configuraciones cis, trans o trans, cis. En los ácidos grasos monoinsaturados en trans procedentes de aceites parcialmente hidrogenados, el doble enlace tiende a distribuirse normalmente entre las posiciones 9 y 11, con una gama de 5 a 15 (Dutton, 1979; Marchand, 1982).
Presencia en los alimentos
Las fuentes más frecuentes de ácidos grasos isoméricos son las margarinas y grasas de repostería que contienen aceites de pescado o vegetales parcialmente hidrogenados. Los productos lácteos y la carne de los rumiantes adquieren sus ácidos grasos isoméricos en el proceso de hidrogenación que se da en el rumen, donde las bacterias realizan una fermentación anaerobia. En la grasa de la leche, puede haber un doble enlace en trans entre las posiciones 6 y 16, con preferencia por la posición 11. Los ácidos grasos en trans representan aproximadamente el 5 por ciento del total de los ácidos grasos en productos de vacunos y ovinos, mientras que en las grasas hidrogenadas comercialmente pueden representar más del 50 por ciento (Gurr, 1990).
Siempre que se consumen grasas parcialmente hidrogenadas, se ingieren tanto isómeros en cis como en trans, aunque suele utilizarse la presencia de ácidos grasos en trans para detectar grasas hidrogenadas. La hidrogenación de los ácidos grasos poliinsaturados aumenta el surtido de isómeros. Aunque los niveles de isómeros cis, trans y trans, cis del ácido linoleico de las margarinas sólidas representa una proporción de hasta el 7,6 por ciento de los ácidos grasos, y los ácidos grasos con dos dobles enlaces en trans un 2,8 por ciento, la mayoría se encuentra por debajo del 1 por ciento (Ratnayake, Hollywood y O'Grady, 1991). En el aceite de canola parcialmente hidrogenado, se vio que el principal isómero poliinsaturado era el ácido 9-cis,13-trans octadecadienoico (Ratnayake y Pelletier, 1992). El enlace en cis de la posición 9 del ácido linoleico se mantiene en la mayoría de sus isómeros. La presencia de isómeros de los ácidos grasos poliinsaturados puede controlarse en el proceso de elaboración del aceite. Unos buenos métodos de elaboración de aceites proporcionan aceites con concentraciones bajas de isómeros cis, trans y trans, cis.
Se han hecho diversas estimaciones sobre los consumos de ácidos grasos en trans. El consumo medio que se dio para la población de los Estados Unidos de América, basándose en datos sobre el consumo aparente, fue de 7,6 g/día, y tras una revisión posterior, de 8,1 g/día (Hunter y Applewhite, 1986; 1991). Otros cálculos han sugerido un consumo medio de 13,3 g/día, basándose en hipótesis de que los servicios de comidas y las grasas de repostería industriales tienen un 40 por ciento de ácidos grasos en trans, y los aceites de cocina y de ensalada un 25 por ciento (Enig et al., 1990; Steinhart y Pfalzgraf, 1992, 1994). En Alemania occidental, el consumo de ácido trans-octadecenoico se estimó en 4,5 a 6,4 g/persona/día, con un 35-45 por ciento de productos procedentes de los rumiantes (Heckers et al., 1979). Para la población británica, se calculó un consumo medio de 7 g/día, con una gama de 5 a 27 g/día, dependiendo de la selección de alimentos (British Nutrition Foundation, 1987). En la India, el consumo medio de grasas hidrogenadas con un 55 por ciento de ácidos grasos en trans era de 2,04 g/día (National Council for Applied Economic Research, 1991). Un adulto que viva en los Estados Indios de mayor consumo puede tener un aporte de aproximadamente 11 gramos o el 4 por ciento de la energía alimentaria diaria en forma de ácidos grasos en trans. Los niveles medios aparentes del aporte pueden no ser tan importantes para la salud como los niveles superiores, y sería útil obtener estimaciones del percentil 90 del aporte de ácidos grasos en trans en cada zona geográfica.
Se espera que el consumo de ácidos grasos isoméricos disminuya ulteriormente, a medida que las margarinas blandas y los productos con bajo contenido de grasa sigan reemplazando a los productos en barra o molde. La sustitución de la manteca de cerdo y del sebo con aceite parcialmente hidrogenado tendría, sin embargo, el efecto contrario. Se debe tener cuidado cuando se sustituyen las grasas, a fin de que una reducción de isómeros en un tipo de alimentos no conduzca a su aumento en otro alimento.
Efectos metabólicos en los animales
Al examinar las primeras publicaciones, se puede ver que muchos resultados que inicialmente se atribuyeron a los ácidos grasos en trans se debían en realidad a una deficiencia de ácidos grasos esenciales (Beare-Rogers, 1983; Gurr, 1983). Los ácidos grasos monoinsaturados isoméricos, así como los ácidos grasos saturados, tienden a ocupar la posición 1 de los fosfoglicéridos animales, y los ácidos poliinsaturados la posición 2. Los estudios sobre el modelo general de los ácidos grasos en los constituyentes de la membrana concluyen que, con los ácidos poliinsaturados adecuados, los ácidos monoinsaturados en trans no se acumulan en la posición 2 de los fosfoglicéridos ni afectan a la producción de eicosanoides. Una tasa de 2 en por ciento de energía de ácido linoleico en la alimentación es suficiente para evitar el efecto en la síntesis de eicosanoides (Zevenbergen y Haddeman, 1989). Cuando se alimentaban ratas con grandes dosis de ácidos grasos en trans, la evaluación del contenido de ácido linoleico necesario para prevenir cambios metabólicos dio la cifra de 5 por ciento en grasa o de 2 en por ciento de energía (Verschuren y Zevenbergen, 1990). Un contenido suficiente de ácidos grasos esenciales es, sin embargo, crítico para evitar los efectos específicos de los ácidos grasos isoméricos.
Acidos grasos poliinsaturados en trans. En estudios realizados con isótopos deuterados, los isómeros trans-9, cis-12 se acumulaban en el hígado de los ratones de 2 a 4 veces más que los isómeros cis-9, trans-12 (Beyers y Emken, 1991). La actividad del isómero trans, cis para aumentar la desaturación de la posición 9 era similar a la que se observaba en animales con deficiencias de ácidos grasos. La posición del doble enlace en trans parece influir en varias actividades enzimáticas.
En los animales, se ha estudiado extensamente el ácido trans-9, trans-12 octadecadienoico (Kinsella et al., 1981). Este isómero es el que tiene mayor potencial para interferir en el metabolismo de los ácidos grasos esenciales y de los eicosanoides a nivel enzimático. Este isómero se genera en cantidades insignificantes, y se espera que se mantenga así.
Estudios en el hombre
Datos experimentales. La deposición de ácidos grasos isoméricos en los tejidos humanos ha despertado mucho interés. En el Reino Unido, se ha descrito que el contenido de ácidos grasos en trans del tejido adiposo es del 5 por ciento (Thomas et al., 1981). Los análisis de los tejidos durante las autopsias rutinarias en los Estados Unidos de América mostraron que los niveles de ácido trans-octadecenoico variaban entre el 0,4 y el 5 por ciento de los ácidos grasos totales, y reflejaba la distribución de isómeros de las grasas alimentarias (Ohlrogge, Emken y Gulley, 1981). La mayor concentración de isómeros en trans se presentaba en los tejidos adiposo, cardíaco y aórtico, con triacilglicéridos con patrones isoméricos similares a los de los aceites alimentarios e incorporación selectiva de fosfatidilcolina, si bien mucho menos que la que se da en los animales y en los experimentos in vitro (Ohlrogge, Gulley y Emken, 1982). Se observaba una tendencia a retener isómeros con el doble enlace próximo al grupo metilo terminal, sin que se acumulara ningún isómero.
Los estudios han demostrado que en los varones adultos no se produce una discriminación en la absorción u oxidación de los distintos isómeros octadecenoicos marcados con deuterio y suministrados en forma de triacilglicéridos (Emken et al., 1979, 1980a, b; Emken, 1984). Tras una única comida que contenía estos triacilglicéridos, se midió la incorporación de los distintos isómeros en varios lípidos del plasma. El isómero cis-12 se había incorporado en la posición 2 de la fosfatidilcolina, pudiendo por tanto reemplazar al ácido araquidónico.
Los ácidos grasos poliinsaturados en trans que más tiempo permanecen en el tejido adiposo humano parecen ser el ácido 9-cis, 12-trans octadecadienoico (Hudgins, Hirsch y Emken, 1991; Ratnayake y Pelletier, 1992). Se desconocen sus efectos en el metabolismo de los ácidos grasos esenciales y en los eicosanoides.
Colesterol. Durante más de tres décadas, se han obtenido resultados diversos al tratar de relacionar los ácidos grasos en trans con las variaciones del colesterol total en el suero o en el plasma. Hunter (1992) y Wood (1992) los han revisado. Dos estudios publicados en el mismo año realizados con dietas a base de preparados líquidos llegaron a conclusiones opuestas. Cuando se suministró una dieta que contenía ácidos grasos monoinsaturados en trans a monjes y monjas trapenses blancas en Holanda, los niveles de colesterol sérico aumentaron en presencia de colesterol alimentario, pero no en su ausencia. Los niveles de colesterol del suero tras cuatro semanas de alimentación experimental eran mayores en el grupo que había recibido los ácidos grasos saturados (láurico y mirístico), seguido por el grupo que había recibido grasas con un 38 por ciento de ácidos grasos en trans y, por último, el grupo que había recibido ácido oleico. En comparación con los valores iniciales del período de alimentación experimental, los valores de colesterol del grupo que había recibido ácido oleico habían disminuido, y los del grupo que había recibido ácidos saturados habían aumentado ligeramente (Vergroesen, 1972; Vergroesen y Gottenbos, 1975).
El otro gran estudio con dietas a base de preparados líquidos que contenían colesterol se realizó en los Estados Unidos de América con presidiarios que en su mayoría eran negros y procedentes de centros urbanos. La grasa de las dietas que contenían un 34 por ciento de ácidos grasos monoinsaturados en trans dio resultados diferentes de la grasa control, con un alto contenido de ácido oleico (Mattson, Hollenbach y Kligman, 1975). Un estudio posterior realizado a estudiantes universitarios indicaba que el aceite de soja ligeramente hidrogenado era menos eficaz que el aceite de soja sin hidrogenar para reducir el colesterol total y el de las proteínas de baja densidad (Laine et al., 1982).
Lipoproteínas. Las primeras medidas sobre lipoproteínas realizadas en un estudio sobre los ácidos grasos en trans fueron descritas en 1990 (Mensink y Katan, 1990). Hombres y mujeres con niveles normales de colesterol consumieron una dieta de alimentos variados: un grupo recibió una dieta rica en ácido oleico, otro una dieta rica en ácidos monoinsaturados en trans, y el tercero consumió una dieta rica en ácidos grasos saturados para aportar el 10 por ciento de la energía total. Los ácidos grasos de la dieta se equilibraron de forma que el aporte de ácido esteárico (4,6 por ciento de energía) totales fueron similares en las dietas ricas en ácido oleico o en ácidos grasos en trans. En comparación con la dieta del ácido oleico, la dieta de los ácidos en trans aumentó el colesterol de LDL y redujo el colesterol de HDL, mientras que la dieta de los ácidos saturados aumentaba las LDL y no producía cambios en el colesterol de HDL al cabo de tres semanas. Tanto la dieta de los ácidos en trans como la de los ácidos saturados aumentaron los triacilglicéridos. Los resultados sobre las lipoproteínas equipararon los resultados de las LDL y de las HDL. El cociente LDL/HDL era mayor en la dieta de los ácidos en trans que en la dieta de los ácidos saturados. Los datos indicaron que los ácidos grasos en trans no presentaban ninguna ventaja sobre los ácidos grasos saturados.
Aunque las grasas que se emplearon en este estudio eran grasas isomerizadas catalíticamente más que hidrogenadas comercialmente, contenían los isómeros en trans que son frecuentes en los regímenes alimentarios «occidentales». La mayor diferencia entre las grasas del ensayo y las de los regímenes alimentarios de los Estados Unidos de América pareció ser un isómero posicional en cis con un doble enlace en la posición 8 (Mensink y Katan, 1991).
El mismo laboratorio realizó un segundo experimento con un nivel de ácidos grasos en trans menor, 7,7 por ciento en lugar del 10 o el 11 por ciento de la energía (Zock y Katan, 1992). La dieta de los ácidos grasos en trans se comparó con una rica en ácido linoleico y otra rica en ácido esteárico, un ácido graso del que no se sabe que eleve los niveles de colesterol. En comparación con el ácido linoleico, los ácidos grasos isoméricos elevan el LDL-colesterol y reducen el HDL-colesterol.
Un estudio realizado en los Estados Unidos de América comparó los ácidos grasos saturados, el ácido oleico, y dos niveles (3,8 y 6,6 de energía) de isómeros en trans (Judd et al., 1994). Todas las dietas conteman al menos un 10 por ciento de energía de ácidos grasos saturados: ácidos láurico, mirístico y palmítico, y un 3 por ciento de energía de ácido esteárico. El ácido linoleico se mantuvo en un 6 por ciento de energía de la dieta. El experimento, estrictamente controlado, mostró diferencias en los efectos de los ácidos grasos monoinsaturados en cis y en trans, incluso cuando constituían menos del 4 por ciento de energía. Tras seis semanas con las dietas de ensayo, las dietas «moderadamente trans», «trans altas» y saturadas elevaron los niveles de colesterol. En consonancia con los resultados de Mensink y Katan (1990), una dieta que contenía ácidos grasos en trans elevaba el colesterol de LDL y la apoproteína B, y reducía el colesterol de HDL y, en menor grado, la apoproteína A-1, en comparación con la dieta oleica. Se observaron cambios estadísticamente significativos con niveles menores de aporte, puesto que la dieta saturada elevaba tanto el colesterol de LDL como el colesterol de HDL. La relación entre colesterol de LDL y HDL era menos favorable con la dieta del 6,6 por ciento de energía de ácidos grasos en trans que con la dieta saturada. La dieta que contenía el 6,6 por ciento de energía de ácidos grasos en trans, en comparación con las otras dietas estudiadas, elevaba también el nivel de triacilglicéridos en la sangre. Aunque los cambios globales eran pequeños, los ácidos grasos en trans y los ácidos grasos saturados presentaban efectos algo similares.
Los cocientes LDL/HDL obtenidos en los experimentos de Mensink y Katan (1992-Exp. 1), Zock y Katan (1990-Exp. 2), y Judd et al. (1994) son indicativos respecto a la respuesta a la dosis de ácidos grasos en trans (Figura 10.1).
Un estudio realizado con varones que padecían hipercolesterolemia ligera mostró que un aumento del 4 por ciento de los ácidos grasos monoinsaturados en trans no anulaba la capacidad de los aceites vegetales de reducir el nivel de las LDL cuando la concentración de ácido linoleico era aproximadamente tres veces mayor que la de ácido palmítico (Nestel et al., 1992). Considerando los patrones dietéticos más conocidos, este tipo de distribución es altamente improbable.
Otros estudios emplearon grasas de ensayo que contenían ácidos grasos en trans en la alimentación de hombres de vida libre con valores normales de colesterol (Wood et al., 1993a, b). Una margarina blanda sin ácidos grasos en trans y rica en ácido linoleico reducía significativamente el colesterol total, el colesterol de LDL y la apolipoproteína B con respecto a otras dietas probadas. No había cambios en el colesterol de HDL en dietas con proporciones 1:1:2 de saturados, monoinsaturados y poliinsaturados. Las dietas con mantequilla elevaban el colesterol total del suero y el de las LDL, mientras que las margarinas duras producían resultados similares a los de las mezclas mantequilla - aceite de girasol y mantequilla - aceite de oliva. Las diferentes respuestas frente a las margarinas blandas y duras se atribuyeron principalmente a los ácidos grasos en trans y apoyaron los descubrimientos de Mensink y Katan (1990).
La margarina con aceite de maíz hidrogenado que se había utilizado para sustituir al aceite de maíz sin hidrogenar en una dieta diseñada para reducir el colesterol plasmático produjo menos reducción del colesterol total, del colesterol de LDL y de la apoproteína B, pero no hubo diferencias en el colesterol de HDL ni en la Lp(a) (Lichtenstein et al., 1993). Las dietas eran ya de contenido bajo en ácidos grasos saturados y en colesterol.
En laboratorios australianos y holandeses, la lipoproteína (a) [Lp(a)], que se considera un factor independiente del riesgo de las enfermedades cardiovasculares, aumentaba en las personas a las que se suministraban ácidos grasos en trans, aunque esto no se había detectado en los Estados Unidos de América. Se suministró una dieta rica en ácido elaídico, que probablemente contenía isómeros en trans distintos del isómero 9-trans, con una ingestión de trans del 7 por ciento de la energía, en sustitución del ácido oleico (Nestel et al., 1992). Los niveles de LDL resultantes eran similares a los que producían los ácidos grasos saturados y eran mayores que los que se obtenían con el ácido oleico. Sólo la dieta que contenía los isómeros en trans produjo aumentos significativos de Lp(a). Análogamente, un examen de las muestras obtenidas en estudios previos sobre las grasas y las lipoproteínas de la dieta demostró que los ácidos grasos isoméricos iban asociados con un aumento de la Lp(a) (Mensink et al., 1992). El ácido oleico producía el efecto de disminuir la Lp(a) y el colesterol de las LDL. Parece improbable que los efectos de la dieta sobre el colesterol de LDL y la Lp(a) sean transmitidos por la misma vía.
Se han empleado distintos protocolos en los diversos estudios para determinar el efecto de los ácidos grasos en trans sobre las lipoproteínas plasmáticas. La precisión lograda con el experimento puede haberse visto afectada por el hecho de que las personas recibieran alimentos de una dieta completa o la selección de alimentos no considerados para el ensayo. La parte de la dieta que no se controló pudo tener grandes variaciones en la composición de los ácidos grasos, y en concreto en el contenido de ácidos grasos isoméricos. Cabe señalar que en los estudios que muestran variaciones definidas tanto del colesterol de LDL como de HDL se prepararon las comidas para las personas del ensayo.
Hasta el momento, sólo se han estudiado en investigaciones humanas controladas los ácidos grasos en trans que se encuentran en los aceites vegetales parcialmente hidrogenados. No se sabe qué efectos tienen los aceites de pescado parcialmente hidrogenados con ácidos grasos C20 y C22 en los perfiles de las lipoproteínas humanas.
Datos epidemiológicos. Los estudios epidemiológicos han incluido diseños prospectivos de casos y de controles, y de muestras representativas. Las personas que en el Reino Unido han muerto de cardiopatía isquémica presentaban bajas concentraciones de ácidos grasos de cadena corta y mayores concentraciones de ácidos grasos en trans en la grasa del tejido adiposo, por lo que se pensó que habían consumido menos grasa animal de rumiantes y más grasa hidrogenada comercialmente (Thomas y Scott, 1981; Thomas, Winter y Scott, 1983). Un intento de estimar el aporte de ácidos grasos en trans en hombres adultos a partir de cuestionarios semicuantitativos de frecuencia de alimentos indicó que los percentiles 10 y 90 del aporte estaban en 2,1 y 4,9 g/día, respectivamente (Troisi, Willett y Weiss, 1992). Estas estimaciones tan bajas en comparación con la media de 8,1 g/día (Hunter y Applewhite, 1991) mostraron una escasa correlación positiva con el colesterol de LDL y una correlación inversa con el colesterol de HDL. En el Estudio Sanitario de las Enfermeras, los quintiles variaron desde el 1,3 hasta el 3,2 por ciento de energía, o de 2,4 a 5,7 g/día, y se encontraban por debajo de la gama de consumo medio esperado (Willett et al., 1993). Se emplearon alimentos como margarinas, bizcochos, galletas y pasteles y pan blanco para calcular los ácidos grasos en trans de la grasa vegetal hidrogenada. El riesgo relativo de padecer infartos del miocardio era 1,6 en comparación con aquéllas que presentaban los menores consumos. En un estudio transversal realizado con pacientes a quienes se les hizo angiografía coronaria (Siguel y Lerman, 1993) se observaron valores algo superiores de ácidos grasos en trans respecto a las personas de referencia (1,38 por ciento frente a 1,11 por ciento). Otros datos empleados para apoyar la hipótesis de que el consumo de aceites vegetales parcialmente hidrogenados puede contribuir a aumentar el riesgo de las enfermedades cardiovasculares procede de un estudio de caso y de controles en que los riesgos relativos de aumento de los quintiles del consumo de ácidos grasos en trans eran 1; 0,74; 0,43; 0,63 y 1,94 (Ascherio et al., 1994). Es interesante el hecho de que el tercer quintil representa menos de la mitad de riesgo que el primer quintil, y sólo el quintil superior estaba relacionado con el aumento del riesgo.
Uno de los principales inconvenientes de estos estudios epidemiológicos es la media de la exposición a los ácidos grasos isoméricos. Incluso dentro de un grupo de alimentos, existe una gran variación en la concentración de ácidos grasos en trans (Ratnayake et al., 1993).
Embarazo y lactancia
Dependiendo de la alimentación de la madre, la leche humana puede contener diversas cantidades de ácidos grasos en trans. Koletzko (1991) detectó la transferencia de los ácidos grasos en trans a través de la placenta humana, y describió una relación inversa entre la exposición a los ácidos grasos en trans y el peso al nacer de los niños prematuros. Estudios posteriores indicaron que los ácidos grasos en trans de los lípidos del plasma de los recién nacidos se relacionaban negativamente con los ácidos araquidónico y docosahexaenoico (Koletzko, 1992). Se requieren más estudios en este sector.
Si existe alguna posibilidad de deficiencia de los ácidos grasos esenciales durante el embarazo y la lactancia, como observaron Holman, Johnson y Ogburn (1991), el nivel de consumo de los ácidos grasos en trans podría tener importancia. Basándose en los experimentos con animales, el consumo de ácido linoleico tiene una importancia crítica cuando la alimentación contiene aceites parcialmente hidrogenados.
Conclusiones
En los estudios metabólicos controlados en los que se emplea ácido oleico como referencia, los ácidos grasos en trans procedentes de aceites parcialmente hidrogenados elevan el colesterol de LDL del plasma de forma similar a lo que se observa con los ácidos grasos saturados. Sin embargo, a diferencia de los ácidos grasos saturados, los ácidos grasos en trans no elevan el colesterol de HDL del plasma, y pueden bajar esta fracción lipídica en comparación con el ácido oleico. Así, el cociente entre colesterol total y HDL parece ser más desfavorable con los ácidos grasos en trans que con cantidades equivalentes, ya sea de ácido oleico o de ácidos grasos saturados. En dos estudios, los ácidos grasos saturados aumentaron los niveles de lipoproteína (a), otro factor de reconocida importancia en las enfermedades coronarias del corazón.
Se pueden sacar varias conclusiones. En primer lugar, los ácidos grasos isoméricos de los aceites vegetales parcialmente hidrogenados parecen generar hipercolesterolemia, aunque la interpretación de los estudios epidemiológicos es insegura. En segundo lugar, cuando se reduce la ingestión de ácidos grasos saturados, parece oportuno reducir los ácidos grasos en trans para mejorar el perfil de las lipoproteínas plasmáticas. Se debe estimular a los consumidores a que sustituyan las grasas sólidas por aceites líquidos, margarinas blandas y derivados, siempre que sea posible. En tercer lugar, cuando exista posibilidad de deficiencia de ácidos grasos esenciales durante el embarazo y la lactancia, deben evitarse los aportes elevados de ácidos grasos en trans.
En cuarto lugar, se estimula a los productores de alimentos a que reduzcan en lo posible la isomerización de los ácidos grasos. Es inaceptable que se utilicen mensajes publicitarios como «bajo en saturados» cuando un producto es rico en isómeros en trans (insaturados). En quinto lugar, los gobiernos deben vigilar el consumo de los isómeros de los ácidos grasos y regular las declaraciones de propiedades de los productos que los contienen.
