ES2961111T3 - Composición para complementación energética - Google Patents

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Abstract

La presente invención se refiere a una composición para la síntesis de ATP como complemento energético. La composición comprende un extracto de planta o una fracción de planta adecuada para producir ATP tras la exposición a la luz. La presente invención también se refiere al aislamiento de dicho extracto vegetal y a su uso en bebidas energéticas. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Composición para complementación energética
Campo técnico de la invención
La presente invención se refiere a una bebida energética y una composición a usar en una bebida acuosa, que puede generar ATP como una fuente de energía. La presente invención también se refiere a un método para obtener dicha bebida y composición, y el uso de las mismas.
Antecedentes de la invención
El adenosina-5'-trifosfato (ATP) transporta energía química dentro de las células para el metabolismo. Es uno de los productos finales de la fotofosforilación, la respiración celular y la fermentación y se usa por las enzimas y las proteínas estructurales en muchos procesos celulares, incluyendo reacciones biosintéticas, motilidad y división celular (Campbell, Neil A.; Brad Williamson; Robin J. Hey den (2006). Biology Exploring Life. Boston, Massachusetts: Pearson Prentice Hall). Una molécula de ATP contiene tres grupos fosfato, y se produce por una amplia diversidad de enzimas, incluyendo la ATP sintasa, a partir de difosfato de adenosina (AD<p>) o monofosfato de adenosina (AMP) y diversos donadores de grupos fosfato. La fosforilación a nivel de sustrato, la fosforilación oxidativa en la respiración celular y la fotofosforilación en la fotosíntesis son los tres mecanismos principales de biosíntesis de ATP.
La estructura de esta molécula consiste en una base d purina (adenina) fijada en el átomo de carbono 1' de un glúcido pentosa (ribosa). Tres grupos fosfato se fijan en el átomo de carbono 5' del glúcido pentosa. El ATP también se incorpora en ácidos nucleicos por polimerasas en los procesos de replicación y transcripción del ADN. Cuando se usa ATP en la síntesis de ADN, el glúcido ribosa se convierte en primer lugar en desoxirribosa por la ribonucleótido reductasa. El ATP consiste en adenosina, en sí mismo compuesta de un anillo de adenina y un glúcido ribosa, y tres grupos fosfato (trifosfato). Los grupos fosforilo, partiendo del grupo más cercano a la ribosa, se denominan fosfatos alfa (a), beta (p) y gamma (<y>). El ATP es muy soluble en agua y es bastante estable en soluciones entre pH 6,8-7,4, pero se hidroliza rápidamente a pH extremo.
El ATP es una molécula inestable en agua, ya que se hidrolizará en ADP y fosfato. Esto se debe a que la fuerza de los enlaces entre los residuos de fosfato en el ATP es menor que la fuerza de los enlaces de "hidratación" entre sus productos (ADP fosfato), y agua. Por tanto, si el ATP y el ADP están en equilibrio químico en agua, casi todo el ATP se convertirá en ADP. Cualquier sistema que esté alejado del equilibrio contiene energía potencial, y puede trabajar. Las células vivas mantienen la relación de ATP a a Dp en un punto diez órdenes de magnitud desde el equilibrio, con las concentraciones de ATP mil veces mayores que la concentración de ADP. Este desplazamiento del equilibrio significa que la hidrólisis de ATP en la célula libera una gran cantidad energía. El ATP se denomina normalmente "molécula de alta energía"; sin embargo, en sí misma, esto es incorrecto. Una mezcla de ATP y ADP en equilibrio en agua no puede hacer trabajo útil en absoluto. Asimismo, el ATP no contiene "enlaces de alta energía", en su lugar los "enlaces de alta energía" están entre sus productos y el agua, y los enlaces dentro del ATP son notablemente simples por ser de menor energía que los nuevos enlaces producidos cuando el ATP reacciona con agua. Cualquier otro sistema inestable de moléculas potencialmente reactivas serviría como modo de almacenamiento de energía, si la célula mantuviera su concentración lejos del punto de equilibrio de la reacción.
La cantidad de energía liberada de la hidrólisis de ATP puede calcularse a partir de los cambios en la energía en condiciones no naturales. El cambio neto en la energía calorífica (entalpía) a temperatura y presión normales de la descomposición del ATP en ADP hidratado y fosfato inorgánico hidratado es -20,5 kJ/mol, con un cambio en la energía libre de 3,4 kJ/mol. La energía liberada por la escisión de una unidad fosfato (Pi) o pirofosfato (PPi) del ATP, con todos los reactantes y productos en sus estados normales de concentración 1 M, es:
ATP H2O ^ ADP(hidratado) Pi(hidratado) H+(hidratado)
AG° = -30,54 kJ/mol (-7,3 kcal/mol)
ATP H2O ^ AMP(hidratado) Ppi(hidratado) H+(hidratado)
AG° = -45,6 kJ/mol (-10,9 kcal/mol)
Estos valores pueden usarse para calcular el cambio en la energía en condiciones fisiológicas y la relación celular de ATP/ADP. Los valores dados para la energía libre de Gibbs para esta reacción dependen de varios factores, incluyendo la fuerza iónica global y la presencia de iones de metales alcalinotérreos tales como Mg2+ y Ca2+. En condiciones celulares típicas, AG es aproximadamente -57 kJ/mol (-14 kcal/mol) (Gajewskiet al.1986).
La concentración de ATP dentro de la célula es típicamente 1-10 mM. El ATP puede producirse por reacciones de oxidorreducción usando glúcidos (carbohidratos) o lípidos simples y complejos como fuente de energía. Para sintetizar ATP a partir de combustibles complejos, en primer lugar, tienen que descomponerse en sus componentes básicos. Los carbohidratos se hidrolizan en glúcidos simples, tales como glucosa y fructosa. Las grasas (triglicéridos) se metabolizan para dar ácidos grasos y glicerol. La mayor parte del ATP sintetizado en las mitocondrias se usará para procesos celulares en el citosol; por tanto, debe exportarse desde su sitio de síntesis en la matriz mitocondrial. La membrana interna contiene un cotransportador bidireccional, la ADP/ATP translocasa, que es una proteína de membrana integrada usada para intercambiar ATP recién sintetizado en la matriz por ADP en el espacio intermembranario (Dahout-Gonzalezet al.2006). Esta translocasa se acciona mediante el potencial de membrana, ya que provoca el movimiento de aproximadamente 4 cargas negativas fuera de la membrana mitocondrial en intercambio de 3 cargas negativas movidas al interior. Sin embargo, también es necesario transportar fosfato a la mitocondria; el portador de fosfato mueve un protón con cada fosfato, disipando parcialmente el gradiente de protones.
La cantidad total de ATP en el cuerpo humano es de aproximadamente 0,1 mol. La mayor parte del ATP no se sintetiza habitualmentede novo,sino que se genera a partir de ADP por los procesos mencionados anteriormente. Por tanto, en cualquier momento dado, la cantidad total de ATP ADP permanece bastante constante.
La energía usada por las células humanas requiere la hidrólisis de 100 a 150 moles de ATP al día, lo que es aproximadamente de 50 a 75 kg. Típicamente, un ser humano usará hasta su peso corporal de ATP durante el transcurso del día. Esto significa que cada molécula de ATP se recicla de 1000 a 1500 veces durante un solo día (100/0,1 = 1000). El ATP no puede almacenarse, por tanto, su consumo sigue muy de cerca a su síntesis.
Funciones en las células. El ATP se genera en la célula por procesos que consumen energía y se descompone por procesos que liberan energía. De esta manera, el ATP transfiere energía entre reacciones metabólicas espacialmente separadas. El ATP es la fuente de energía principal para la mayoría de funciones celulares. Esto incluye la síntesis de macromoléculas, incluyendo ADN, ARN y proteínas. El ATP también desempeña una función crucial en el transporte de macromoléculas a través de las membranas celulares, por ejemplo, exocitosis y endocitosis. En la síntesis del ácido nucleico ARN, el ATP es uno de los cuatro nucleótidos incorporados directamente en las moléculas de ARN por las ARN polimerasas. La energía que acciona esta polimerización proviene de la escisión de un pirofosfato (dos grupos fosfato). El proceso es similar en la biosíntesis de ADN, excepto que el ATP se reduce en el desoxirribonucleótido dATP, antes de su incorporación al ADN (Joyce y Steitz 1995). El ATP está implicado de forma crucial en el mantenimiento de la estructura celular al facilitar el ensamblaje y desensamblaje de elementos del citoesqueleto. En un proceso relacionado, se requiere ATP para el acortamiento de los entrecruzamientos de filamentos de actina y miosina requerido para la contracción muscular. Este último proceso es una de las necesidades energéticas principales de los animales y es esencial para la locomoción y la respiración.
La producción de ATP usando la energía de la luz solar se denomina fotofosforilación. Solamente dos fuentes de energía están disponibles para los organismos vivos: la luz del sol y las reacciones de oxidación-reducción (oxidorreducción). Todos los organismos producen ATP, que es la moneda energética universal de la vida. En la fotofosforilación, la energía lumínica se usa para crear un donador de electrones de alta energía y un aceptador de electrones de menor energía. Los electrones entonces se mueven espontáneamente desde el donador hasta el aceptador a través de una cadena de transporte de electrones.
En las plantas, el ATP se sintetiza en la membrana tilacoide del cloroplasto durante las reacciones dependientes de luz de la fotosíntesis en un proceso denominado fotofosforilación. Aquí, la energía lumínica se usa para bombear protones a través de la membrana del cloroplasto. Esto produce una fuerza motriz de protones y esto acciona la ATP sintasa, exactamente como en la fosforilación oxidativa (Allen, 2002).
Una función de la membrana interna del cloroplasto, el tilacoide, es bombear H+ del medio para iniciar la fotosíntesis. Este proceso es muy importante para conservar la membrana y la síntesis de ATP en medios muy ácidos como el estómago.
El cloroplasto es un orgánulo frágil; la osmolaridad interna y externa podrían estar en equilibrio para conservarlo. El líquido que contiene el cloroplasto debe tener una viscosidad de 2 a 10 centipoise.
Neuhauset al.(patente de Estados Unidos n.° 6.891.088) describen células vegetales y plantas transgénicas que presentan un aumento o una disminución de la actividad de translocador de ADP/ATP del plastidio.
Bandmanet al.(patente de Estados Unidos n.° 6.020.474) proporcionan dos subunidades de ATP sintasa (denominadas individualmente Asy-1 y Asy-2, y colectivamente Asy) y polinucleótidos que identifican y codifican Asy. La invención también proporciona vectores de expresión genomanipulados y células hospedadoras que comprenden las secuencias de ácido nucleico que codifican Asy y un método para producir Asy.
Hiyoshiet al.(patente de Estados Unidos n.° 5.824.862) proporciona un ADN que codifica fructosa 6-fosfato 1-fosfotransferasa dependiente de ATP originaria de una planta, así como un vector recombinante que comprende el ADN y una planta transformada con el ADN.
Elsevierset al.(patente de Estados Unidos n.° 6.296.892) divulgan un producto de bebida isotónica para el aumento directo del nivel de ATP muscular, que consiste esencialmente en una solución de D-ribosa y monosacáridos y oligosacáridos que aumentan la glucemia y/o jarabes de glucosa hidrogenada. Estas bebidas sirven para aumentar el rendimiento global durante el ejercicio físico y, al mismo tiempo, disminuyen la fatiga.
Hamwayet al.(patente de Estados Unidos n.° 9.162.804 y 9.090.387) divulgan un tapón dosificador para fijar a un recipiente, que incluye una cámara dosificadora que tiene un compartimento interior para alojar un ingrediente a dosificar en el recipiente.
La medición en estudio del nivel de ATP en glóbulos rojos muestra que una persona septuagenaria tiene un 50 % menos de ATP que una persona joven en la veintena. Esta disminución podría ser responsable de la hipertensión arterial debida al envejecimiento. Los pacientes con hipertensión pulmonar primaria padecen ineficacia en la liberación de ATP por los glóbulos rojos (Spragueet al.,2001). Esto también es cierto con pacientes que padecen mucoviscidosis que desarrollan también hipertensión pulmonar (Spragueet al.,1998).
Durante actividad vigorosa, las necesidades de ATP son de aproximadamente 500 g por minuto; de modo que la reserva de ATP debe ser durante 5 a 8 segundos solamente. Es evidente que el ATP debe sintetizarse de forma constante y eficaz para producir una reserva constante de energía. Si se produce una interrupción del suministro de sustancias energéticas, se ve afectada la producción de ATP, y comienza una concatenación de daños radicales.
Varios estudios muestran ventajas significativas con la complementación de ATP. Los primeros estudios sobre la administración exógena de ATP se realizan sobre soluciones inyectables por vía intravenosa; y se absorbió de forma eficaz. Otros estudios administraron ATP por vía oral. Uno de ellos, en conejos, muestra, después de 14 días, una disminución en la resistencia vascular periférica, la resistencia pulmonar, la frecuencia respiratoria, sin ninguna incidencia sobre la tensión arterial ni el ritmo cardiaco (Agtereschet al.,2000). El mismo grupo de investigación observó que la administración oral de ATP a ratas durante 30 días aumenta la capacidad intestinal de capturar purina desde nucleósidos intraluminales y exportar ATP al torrente sanguíneo. Wilsonet al.(2013) describen claramente el efecto positivo de la complementación de ATP oral sobre el rendimiento atlético, especialmente potencia adaptaciones musculares. La administración de ATP oral puede aumentar el flujo sanguíneo después de ejercicio, y puede ser particularmente eficaz durante la recuperación del ejercicio (Jageret al.2014).
Rapaportet al.(patentes de Estados Unidos n.° 4.880.918; 5.049.372; 5.227.371; 5.547.942; 6.723.737) muestran una fuente de ATP que se puede administrar por vía oral. Graan T y Ort DR, Biochim Biophys Acta, 1981, 637, 447-456, describen la formación de ATP en cloroplastos aislados. La base de datos Mintel divulga polvo de espinacas liofilizado, n.° de acceso 2058025.
Sumario de la invención
La presente invención proporciona una composición para la síntesis de ATP como complementación energética, comprendiendo la composición fósforo y un extracto vegetal que comprende cloroplastos deshidratados, que comprende membranas tilacoides funcionales adecuadas para producir ATP tras exposición a la luz y el agua, en donde la composición está libre de desechos celulares.
Preferiblemente, el extracto vegetal comprende cloroplastos en mezcla con un material de vehículo.
La composición es adecuada para la síntesis de ATP tras exposición a la luz y el agua.
El extracto vegetal usado en la invención comprende cloroplastos que comprenden membranas tilacoides y cloroplásticas funcionales que pueden producir ATP en presencia de luz y agua.
Los cloroplastos pueden secarse por métodos bien conocidos en la técnica, siempre que tengan membranas completas para proteger de la degradación el ATP producido en presencia de luz. Para evitar la degradación y poder mantener el líquido a temperatura ambiente, debe restringirse el agua (donador de electrones para iniciar la fotosíntesis) y la luz. Por tanto, la composición se seca o deshidrata.
Los expertos en la materia entenderán que el material de vehículo puede consistir en un líquido o un material de vehículo sólido. Por ejemplo, el material de vehículo usado para disolver, suspender o mezclar los cloroplastos para su ingesta puede ser un líquido, un polvo, un gel, una crema, etc. Particularmente, el material de vehículo es seguro para su consumo y atóxico tras la ingesta por mamíferos. Más particularmente, el líquido es agua. La composición, el vehículo o el líquido puede comprender un agente colorante alimenticio y/o un agente aromatizante.
La cantidad de cloroplastos o partes de los mismos presente en la composición puede variar dependiendo de las necesidades energéticas del sujeto. Por ejemplo, la cantidad de cloroplastos puede medirse por medio del ATP requerido después de exposición a la luz. Como alternativa, la cantidad de cloroplastos requerida puede evaluarse en función de las clorofilas totales presentes en el extracto.
La concentración de cloroplastos presente en solución puede expresarse en concentración de clorofilas totales equivalente. La concentración de clorofilas totales puede ser de 0,01 ng/ ml a 10 mg/ ml, particularmente, de 0,01 mg/ml a 1 mg/ml, aun particularmente de 0,025 a 0,5 mg/ml de solución.
Los cloroplastos secos podrían estar contenidos en un tapón dosificador. Este tapón no debe dejar entrar la luz; lo que mantiene la producción de ATP latente. La tapa se fija a un frasco que contiene agua y otros ingredientes. El pH del líquido debe ser entre 4,0 y 9,0, y preferiblemente entre 6,8 y 7,4. Puede ser necesario un tampón para mantener el pH; podría estar ya en el líquido o en la preparación de cloroplastos secos.
La viscosidad del líquido o de la composición debe mantener preferiblemente entre 2 y 10 centipoise (cP); correspondiente a una solución de sacarosa 0,3 M (la sangre a 37 °C es de 3-4 cP).
Breve descripción de los dibujos
Habiendo descrito de este modo en líneas generales la naturaleza de la invención, ahora se hará referencia a los dibujos adjuntos, que muestran, a modo de ilustración, realizaciones preferidas de la misma, y en que:
La figura 1 es una esquematización del recipiente;
La figura 2 a- ilustra la producción de ATP mediante cloroplastos a 0,1 mg de clorofilas totales por ml de medio reactivo en función de la intensidad de iluminación, b- ilustra la optimización de la producción de ATP por la luz; la relación de la producción de ATP durante iluminación en la oscuridad. El tiempo de iluminación es de 30 segundos;
La figura 3 ilustra el aumento de ATP por cloroplastos en función de la concentración de clorofilas en el medio. La intensidad de la luz es de 8000 lux. El tiempo de iluminación es de 30 segundos;
La figura 4 ilustra el aumento de ATP por cloroplastos en función de los periodos de oscuridad. El tiempo de iluminación es de 30 segundos; la intensidad de la luz es de 8000 lux; la concentración de clorofilas totales es de 0,1 mg/ml;
La figura 5 ilustra el potencial de regeneración de la producción de ATP por cloroplastos en función de un periodo de oscuridad (10 minutos). El tiempo de iluminación es de 30 segundos; la intensidad de la luz es de 8000 lux; la concentración de clorofilas totales es de 0,1 mg/ml;
La figura 6 ilustra el aumento de ATP por cloroplastos en función de la calidad de la luz (filtro). El tiempo de iluminación es de 30 segundos; la intensidad de la luz es de 3500 lux; la concentración de clorofilas totales es de 0,1 mg/ml; y
La figura 7 ilustra el aumento de ATP por cloroplastos en función del pH del medio en solución. El tiempo de iluminación es de 30 segundos; la intensidad de la luz es de 3500 lux; la concentración de clorofilas totales es de 0,1 mg/ml.
Descripción detallada de la invención
Definiciones
Para el propósito de la presente invención, los siguientes términos y expresiones se definen a continuación. La expresión "concentración de clorofila equivalente", como se usa en este documento, es la unidad de medición que representa la cantidad de cloroplastos, significa la unidad de clorofila a más clorofila b, calculada de acuerdo con la fórmula:
Clorofilas totales =
[(7,15 x absorbancia a 663,2 nm) (18,71 x absorbancia a 646,8 nm)1
1000;
Esta fórmula expresa las clorofilas totales en mg/ml.
La expresión "extracto vegetal", como se usa en este documento, pretende indicar cualquier extracto vegetal crudo, procesado o refinado, incluyendo plastidios de células vegetales. Esto también puede significar cualquier parte o derivado de la planta que pueda usarse para obtener un extracto vegetal, cloroplastos (membranas interna y externa) o una mezcla o una parte de los mismos.
La expresión "ATP natural y moléculas naturales", como se usa en este documento, pretende indicar cualquier molécula recién sintetizada en el entorno natural.
La expresión "deshidratado", cuando es en referencia a la composición, pretende indicar que cualquier medio acuoso en la composición se ha retirado por evaporación, liofilización, secado por pulverización o cualquier otro medio disponible que no calentara sustancialmente la composición, de modo que desnaturalizara los cloroplastos o destruyera la actividad de fotosíntesis de la composición.
La expresión "medio acuoso" se usa en este documento para hacer referencia a cualquier solución que contenga agua o bebida que contenga agua que permitiera el intercambio de protones con agua realizado durante el proceso fotosintético.
Descripción detallada de realizaciones particulares
La presente invención se describirá ahora más completamente en adelante en este documento con referencia a los dibujos adjuntos, en que se muestran realizaciones preferidas de la invención. Estas realizaciones se proporcionan de modo que esta divulgación sea minuciosa y completa, y traslade completamente el alcance de la invención a los expertos en la materia.
Salvo que se definan de otro modo, todos los términos de la técnica, notaciones y otra terminología científica usada en este documento pretenden tener los significados normalmente comprendidos por los expertos en la materia a la que pertenece esta invención. En algunos casos, se definen en este documento términos con significados comprendidos normalmente por motivos de claridad y/o para una fácil referencia, y no necesariamente debe interpretarse que la inclusión de dichas definiciones en este documento represente una diferencia sustancial sobre lo que en general se entiende en la técnica. Las técnicas y procedimientos descritos o mencionados en este documento en general están bien comprendidos y se emplean normalmente usando metodología convencional por los expertos en la materia.
El problema al que la presente invención proporciona una solución es crear, en un líquido, una producción de ATP reciente (natural) y otras moléculas directamente relacionadas mediante iluminación al introducir un extracto vegetal.
Se proporciona una composición para la síntesis de ATP como complementación energética, comprendiendo la composición fósforo y un extracto vegetal que comprende cloroplastos deshidratados, que comprende membranas tilacoides funcionales adecuadas para producir ATP tras exposición a la luz y el agua, en donde la composición está libre de desechos celulares.
El extracto vegetal también puede comprender un sistema o extracto tilacoide.
Los cloroplastos son orgánulos con membrana que sirven como sitio para la fotosíntesis, y tienen una importancia estructural y funcional principal para la presente invención. Típicamente, los cloroplastos comprenden tres tipos de membranas, que son: (i) una membrana externa suave, que es libremente permeable a las moléculas; (ii) una membrana interna suave, que contiene muchas proteínas de transporte tales como proteínas membranarias integradas que regulan el intercambio de moléculas pequeñas como glúcidos y proteínas entre el citoplasma y el cloroplasto; y (iii) un sistema de membranas tilacoides que contiene la clorofila.
El extracto de cloroplastos puede obtenerse y caracterizarse como se muestra en Hardt, H. y Kok, B. ((1978). Comparison of photosynthetic activities of spinach chloroplasts with those of corn mesophyll and corn bundle sheath tissue. Plant Physiol. 62, 59-63). Además, se conocen varios procesos diferentes en la técnica para la preparación de cloroplastos.
Puede apreciarse que las fracciones vegetales pueden extraerse de todas las especies de plantas, incluyendo cianobacterias, algas, briofitos y plantas vasculares. Todas las fracciones de membrana comparte la característica de tener una bicapa lipídica ligada a macromoléculas tales como proteínas estructurales o funcionales. Para materiales fotosintéticos, el cloroplasto se encuentra normalmente en esos organismos y, por tanto, representa una buena elección, especialmente ya que los pigmentos tales como las clorofilas y los carotenoides tienen la capacidad de unirse a las membranas fotosintéticas.
Los cloroplastos son orgánulos productores de ARP de doble membrana encontrados solamente en las plantas. Dentro de su membrana externa, hay un conjunto de membranas delgadas organizadas en sacos aplanados aplicados como monedas denominados tilacoides. Los discos contienen pigmentos de clorofila que absorben la energía solar que es la fuente final de energía para todas las necesidades de la planta, incluyendo la fabricación de carbohidratos a partir de dióxido de carbono y agua (Mader, 1996, pág. 75). Los cloroplastos, en primer lugar, convierten la energía solar en energía almacenada en ATP, que entonces se usa para fabricar carbohidratos de almacenamiento que pueden convertirse de nuevo en ATP cuando se necesite energía.
Los cloroplastos presentes en solución producen ATP, después de iluminación, y pueden usarse como componente en una bebida energética.
Los cloroplastos también podrían usarse como una fuente de energía instantánea en alimentos, geles, crema y en formulación diferente.
Como se ilustra en la figura 1, la composición de la invención podría confinarse en una tapa oscura 2 adaptada para conservar la composición de la luz. Hay tapones dosificadores de polvo, que existen en la técnica, que se adaptarían para este uso. El usuario, justo antes de beber la bebida energética, simplemente liberaría del tapón 2 la composición en el medio acuoso del frasco 4 y la expondría a la luz para iniciar el proceso de fotosíntesis. El frasco debe permitir que la luz pase a través, tal como un frasco rojo o azul.
En cada caso, los cloroplastos, o mezcla o parte de los mismos, pueden aplicarse en un líquido a través de diferentes métodos. Por ejemplo, aunque sin limitación, los extractos de la presente invención pueden aplicarse en forma de un homogeneizado, un filtrado, un retenido y también pueden diluirse o secarse, en diferentes concentraciones de humedad, antes de su aplicación o uso.
La presente invención se entenderá más fácilmente por referencia a los siguientes ejemplos, que se dan para ilustrar la invención.
Ejemplo I
Purificación de plastidios de células vegetales como ingrediente activo en bebida energética
Preparación de extracto
Preparación de extracto de cloroplastos
La preparación de cloroplastos es un método modificado de Hardtet al.(Hardt, 1978). La primera etapa del proceso implicaba la homogeneización por molienda mecánica. Los tejidos deMesophyllum(hojas o agujas) y los tallos se cortaron en pequeños trozos con una chuchilla giratoria. La homogeneización se realizó entre 0 °C y 40 °C, pero preferiblemente por debajo de 4 °C para evitar cualquier degradación del tejido durante los procedimientos. El tejido se homogeneizó en un tampón de homogeneización compuesto de sacarosa 0,3 M, tampón Tris 50 mM (pH 7,4) y cloruro de sodio 10 mM. Tomando la espinaca como planta de referencia, la relación ponderal en húmedo de los tejidos foliares de la planta (g)/volumen de tampón (ml) es de aproximadamente 1/2 a 1/3. La planta se mezcla con el tampón y se homogeneiza, por ejemplo, en una mezcladora comercial durante aproximadamente 1 minuto. Cuando la fuente vegetal varía, el volumen del medio varía en consecuencia.
Una etapa de separación sigue a la etapa de homogeneización. Los homogeneizados se separaron de los desechos celulares y los componentes solubles por centrifugación continua, a aproximadamente 2000 x g durante 5 minutos o aplicando la presión mecánica equivalente. El sistema de centrifugación permitió el aislamiento de los homogeneizados en función de su tamaño, ya que el medio de centrifugación estaba provisto de un filtro de 70 pm o su equivalente a través del que se hicieron pasar los homogeneizados, pero sobre los que se retuvieron los desechos celulares. El sedimento (cloroplastos) se suspendió en tampón de homogeneización.
Ejemplo II
Producción de ATP por extracto de cloroplastos
Determinación por bioluminiscencia cuantitativa de ATP producido por cloroplastos
El ATP producido por cloroplastos se consumió y se emitió luz cuando la luciferasa de luciérnaga catalizaba la oxidación de D-luciferina:
[Luciferasa de luciérnaga
ATP luciferina ----------------------------------- Adenil-luciferina PP (pirofosfato)
Adenil-luciferina O2 --------------------------------► Oxiluciferina AMP CO2Luz
La emisión de luz, directamente proporcional a la producción de ATP, se detectó mediante un luminómetro. El objetivo fue evaluar la producción relativa de ATP en función de las moléculas residuales de ATP de por sí en los cloroplastos. Tras la iluminación, los cloroplastos sintetizaron continuamente moléculas de ATP, de modo que la cantidad se presentó en unidades relativas puesto que esta no era una cantidad acumulativa, sino una cantidad de ATP después de un tiempo de adquisición de iluminación. La cantidad y calidad de la luciferina/luciferasa también fueron importantes con respecto a la emisión de luz. El tiempo de adquisición se fijó en 13 segundos.
Comparación de diferentes fuentes de luz (natural y artificial), lecturas en lux
Resultados de la producción de ATP después de iluminación
Los cloroplastos (0,01 mg Chl/ml de solución que contiene fósforo) se iluminaron 30 segundos antes de la adquisición de datos (13 segundos). A baja irradiancia (440 lux), no hubo aumento en la producción de ATP en comparación con un contenido basal de<a>T<p>. La producción de ATP aumentó 3, 4 y 5 veces a 3500 lux, 8000 lux y 18 000 lux, respectivamente (figura 2a). Si evaluamos la optimización de la producción de ATP por la luz mediante una relación de la producción después de la iluminación y en la oscuridad, llegamos a la conclusión de que la iluminación óptima es de 8000 lux (figura 2a). Con esta concentración de cloroplastos (0,01 mg Chl/ml de solución), no hay necesidad de aumentar la intensidad de la luz.
La producción de ATP aumentó de una manera dependiente de la dosis. La concentración de cloroplastos se evaluó mediante las clorofilas totales (a y b) en solución. El porcentaje de ATP aumenta drásticamente en comparación con el control en la oscuridad (figura 3).
Para investigar la capacidad de los cloroplastos de aumentar el nivel de ATP después de un largo periodo de oscuridad, se realizó un ensayo con periodos sucesivos de iluminación de 30 segundos, seguidos de diferentes periodos de oscuridad (de 0 a 40 minutos). El ATP aumentó más, en función de una muestra no iluminada, con un periodo de oscuridad más largo, hasta un máximo de 40 minutos (figura 4). Los cloroplastos tenían también la capacidad de regenerar la producción de ATP después de periodos sucesivos de iluminación. La figura 5 ilustra la capacidad de regeneración, en función del control (T0), después de 30 segundos de iluminación de 8000 lux y periodos sucesivos de oscuridad de 10 minutos. Después de 2 ciclos (T1 y T3), la producción de ATP alcanzó la producción máxima de ATP; demostrando los siguientes ciclos producción grande de ATP, pero disminución en función del ciclo adicional.
La calidad de la luz (filtro azul y rojo en comparación con luz blanca) pudo activar el complejo de fitocromo e iniciar diferentes reacciones de inactivación/activación. La figura 6 ilustra que la producción de ATP después de una iluminación de 3500 lux durante 30 segundos difiere considerablemente entre el filtro azul y el rojo. En comparación con la luz blanca, la iluminación con filtro rojo, en estas condiciones, aumentó la producción de a Tp en un 25 %.
En soluciones de pH ácido a ligeramente básico (de 4,6 a 7,8), hubo producción aumentada de ATP después de una iluminación de 30 segundos a 3500 lux. En estas condiciones, un pH cercano a la neutralidad confiere el mejor aumento de producción de ATP (figura 7).
Por lo que sabemos, este es el primer estudio que demuestra la producción de ATP natural, en condiciones naturales (luz, concentración de clorofila...), mediante la presencia de un extracto de cloroplastos en solución.
Aunque la invención se ha descrito en relación con realizaciones específicas de la misma, se entenderá que tiene capacidad de modificaciones adicionales y esta solicitud pretende cubrir cualquier variación, uso o adaptación de la invención siguiendo, en general, los principios de la invención e incluyendo desviaciones de la presente divulgación tales como las que provienen de la práctica conocida o habitual dentro de la técnica a la que pertenece la invención y que pueden aplicarse a los rasgos característicos esenciales expuestos anteriormente en este documento, y que siguen en el alcance de las reivindicaciones adjuntas.
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Claims (5)

REIVINDICACIONES
1. Una composición para la síntesis de ATP como complementación energética, comprendiendo la composición fósforo y un extracto vegetal que comprende cloroplastos deshidratados, que comprende membranas tilacoides funcionales adecuadas para producir ATP tras exposición a la luz y el agua,
en donde la composición está libre de desechos celulares.
2. La composición de la reivindicación 1, en donde el extracto vegetal comprende cloroplastos en mezcla con un material de vehículo.
3. La composición de una cualquiera de las reivindicaciones 1-2, que comprende además un agente colorante alimenticio y/o un agente aromatizante.
4. La composición de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en donde los cloroplastos deshidratados están liofilizados.
5. La composición de la reivindicación 2, en donde el material de vehículo es un polvo.
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