Ingeniera Civil en Biotecnología / En distintos estudios se ha determinado que mutaciones en la proteína transportadora DMT1, encargada de transportar hierro desde el lumen intestinal hacia los enterocitos, son causantes de distintos tipos de anemia, no obstante, poco se conoce sobre su estructura tridimensional y su mecanismo de transporte. Por esta razón, el objetivo del presente trabajo es obtener un modelo estructural de la isoforma 1A/IRE(+) de la proteína DMT1 humana y a partir de éste estudiar el posible comportamiento de la proteína inserta en membrana. La predicción de dominios transmembrana para la proteína de interés estableció la presencia de 12 dominios transmembrana, 6 loops extracelulares, 5 loops intracelulares y los extremos amino y carboxilo terminales al interior del citoplasma de los enterocitos, lo cual concuerda totalmente con lo expuesto en bibliografía. Se obtuvieron 100 modelos de la proteína mediante modelamiento comparativo, utilizando el cristal de la familia de la proteína, ScaDMT, como plantilla principal. El mejor modelo se obtuvo a través de un análisis energético y estructural. Este modelo obtuvo un z-score de -4.3, dentro de la densidad de puntajes obtenidos por estructuras cristalinas, un perfil energético por residuo similar al del cristal de ScaDMT, y un gráfico de Ramachandran con tan solo 2 residuos dentro de zonas no permitidas. Se realizaron cuatro dinámicas moleculares para estudiar el comportamiento del modelo en membrana, las cuales fueron analizadas para estudiar las características de la proteína. A partir del análisis de los modos normales, se observó un movimiento de apertura y cierre, el cual podría representar el movimiento principal de captura y liberación del ion de hierro. Por otro lado, se presentó una variación en el potencial electrostático en las regiones superior e inferior de la proteína, lo que podría estar relacionado al mecanismo de interacción de la proteína con hierro. A partir del análisis del comportamiento de las moléculas de agua en el sistema, se determinó que éstas ingresan a la proteína por la zona orientada hacia el citoplasma, posicionándose entre las hélices TM1 y TM6, donde se ubica el ion de hierro. Finalmente, en cuanto a la interacción de la proteína con hierro, se proponen los residuos Asp115, Asn118, Ala291 y Met294 como principales candidatos a interaccionar con él, y se observa un posible rol del agua en la estabilización de éste. De esta manera, los resultados y discusiones aquí expuestos representan los primeros avances para un mejor conocimiento de la estructura y características de la proteína DMT1 humana. Se requiere profundizar y extender estos análisis para poder establecer bases más sólidas respecto a la relación estructura-función y dilucidar el mecanismo de transporte asociado a la proteína. Esto resultaría de gran utilidad para comprender la causa de las enfermedades asociadas a mutaciones en DMT1 y posteriormente proponer tratamientos más efectivos para estas enfermedades.

Memoria para optar al Título Profesional de Médico Veterinario / El objetivo fue implementar el método del intestino evertido en intestino de cerdos post-faena para estudiar la absorción de hierro desde matrices cargadas con hierro. Se elaboró una matriz control (C, sin hierro), con alginato de sodio (2% p/v) y suero de leche (40% p/v) y mezclas de matriz control con diferentes tipos de hierro hemo (H) al 1% y no hemo (NH) al 1% p/v. Se formaron 5 matrices: I: 100%H, II: 100%NH, III: 25%H:75%NH, IV: 50%H:50%NH y V: 75%H:25%NH. Las matrices se caracterizaron según contenido de hierro. Para realizar el método del intestino evertido se utilizaron segmentos de 10 cm de duodeno de cerdos adultos post-faena. Los trozos de intestinos se incubaron con 3g de cada matriz y se cuantificó el hierro absorbido en los sacos intestinales por espectrofotometría de absorción atómica. Las matrices presentaron un contenido de hierro (mg/g) de: C (0,09 ± 0,01), I (0,37 ± 0,02), II (4,3 ± 0,16), III (3,16 ± 0,45), IV (2,14 ± 0,14) y V (1,08 ± 0,03). La mayor absorción de hierro se produjo desde la matriz V (26,3%), que fue superior a la IV (7,8%), la cual no presentó diferencias con la III (3,7%) y I (2,0%), y éstas a su vez no mostraron diferencias con la II (1,3%) y C (0,8%). Fue posible implementar y validar el modelo del intestino evertido para estudios de absorción de hierro ex vivo en cerdos post-faena, observándose la mejor absorción para la matriz V, que contenía la mezcla con mayor porcentaje de hierro hemo. / The objective was to implement the everted intestine method in intestine of post-slaughter pigs to study the absorption of iron from matrices loaded with iron. A control matrix (C, without iron), with sodium alginate (2% w/v) and whey (40% w/v), and mixtures of control matrix with different types of iron heme (H) at 1 % and not heme (NH) at 1% w/v were made. Five matrices were formed: I: 100% H, II: 100% NH, III: 25% H: 75% NH, IV: 50% H: 50% NH and V: 75% H: 25% NH. The matrices were characterized according to iron content. To perform the everted gut sac method, 10 cm segments of duodenum of post-slaughter adult pigs were used. The pieces of intestines were incubated with 3g of each matrix and the iron absorbed in the intestinal sacs was quantified by atomic absorption spectrophotometry. The matrices had an iron content (mg/g) of: C (0,09 ± 0,01), I (0,37 ± 0,02), II (4,3 ± 0,16), III (3,16 ± 0,45), IV (2,14 ± 0,14) y V (1,08 ± 0,03). The highest iron absorption occurred from matrix V (26.3%), which was higher than IV (7.8%), which in turn did not present differences with III (3.7%) and I (2, 0%), and these showed no differences with II (1.3%) and C (0.8%). It was possible to implement and validate the everted intestine model for ex vivo iron absorption studies in post-slaughter pigs, observing the best absorption for the matrix, which contained the mixture with the highest percentage of heme iron. / Financiamiento: Proyecto Fondecyt 11140249

El fluoruro se considera importante para la salud debido a su efecto beneficioso en la prevención de la caries dental y en el desarrollo óseo en la población infantil. Sin embargo, una ingesta excesiva produce determinadas patologías, como fluorosis dental y esquelética, incluso reducciones de las capacidades cognitivas en la población infantil. El objetivo de esta tesis doctoral es la evaluación de los contenidos de fluoruro en los alimentos, su bioaccesibilidad y su absorción por el epitelio intestinal, así como los efectos que este elemento puede ejercer a su paso por el tracto intestinal. Se ha desarrollado una metodología rápida para el análisis del fluoruro presente en alimentos basada en una digestión ácida asistida por microondas y posterior detección mediante potenciometría. Esta metodología presenta ventajas respecto a la fusión alcalina, método más empleado para el análisis de fluoruro. La aplicación de esta técnica a muestras de un estudio de Dieta Total de la Comunidad Valenciana ha generado datos sobre concentraciones e ingestas de este elemento y ha puesto de manifiesto que los productos pesqueros y el arroz son los alimentos que realizan un mayor aporte del elemento. Esta situación varía en poblaciones que presentan problemas de contaminación en las aguas de consumo. Para estas comunidades, se ha evidenciado que las pastas y leguminosas aportan cantidades muy importantes de fluoruro a la dieta, similares a las de los productos pesqueros. Esto es consecuencia del proceso de cocinado con aguas con altos contenidos de fluoruro. Para una aproximación más realista a la estimación del riesgo se ha analizado la cantidad de fluoruro solubilizada desde los alimentos durante la digestión gastrointestinal (bioaccesibilidad), evidenciándose que este parámetro oscila entre 38-103%. La consideración de la bioaccesibilidad reduce la exposición al elemento respecto a los cálculos en base a los contenidos del producto. Adicionalmente, se ha puesto de manifiesto que la solubilización gastrointestinal de fluoruro está especialmente influenciada por el pH de la etapa gástrica y la concentración de sales biliares de la etapa intestinal, así como por la presencia de cationes en el proceso digestivo. El estudio de los mecanismos de absorción intestinal de fluoruro han indicado que la vía paracelular es la mayoritaria en la absorción y secreción de este compuesto. Asimismo, se ha evidenciado la participación de transportadores transcelulares dependientes de pH, incluso la intervención de mecanismos implicados en el transporte de cloruros. La elevada contribución de la ruta paracelular ha puesto de manifiesto que el empleo de células Caco-2, modelo ampliamente utilizado para los estudios de biodisponibilidad, puede no ser la aproximación más idónea para el fluoruro. De hecho el uso de co-cultivos celulares de Caco-2 con HT29-MTX, ha mostrado resultados de permeabilidad más próximos a los reportados in vivo. Adicionalmente, se ha evidenciado que la exposición a fluoruro afecta al epitelio intestinal, alterando los procesos de diferenciación celular y permeabilidad y generando una respuesta proinflamatoria. Los resultados obtenidos en la presente tesis contribuyen a incrementar el escaso conocimiento sobre la presencia de fluoruro en los alimentos y los procesos que permiten su llegada a la circulación sistémica. / Rocha Barrasa, R. (2013). Fluoruro en alimentos: contenidos, bioaccesibilidad y absorción por el epitelio intestinal [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/27667