Hola, hablamos en nombre de la serotonina, a la que quizás recordéis de otros artículos en los que mencionamos su importancia en la felicidad, junto con la dopamina (de la cual ya hemos hablado aquí) y la serotonina y su importancia en el ánimo (de la cual ya hemos aquí).
Hace ya un año y medio de esta noticia, pero no deja de sorprender, empecemos.
¿Qué es una levadura?
Las levaduras son hongos microscópicos predominantemente unicelulares en su ciclo de vida. Estos generalmente se dividen asexualmente por gemación o bipartición y por tener estados sexuales que no están adjuntos a un micelio o conjunto de hifas. Podéis extender más la información sobre las mismas con este artículo sobre su importancia como seres unicelulares y otro artículo sobre organismos modelo de investigación publicados en este mismo medio anteriormente.
Aunque en algunos textos de botánica se considera que las levaduras «verdaderas» pertenecen solo a la división Ascomycota (donde se incluye la Saccharomyces cerevesiae). Desde una perspectiva microbiológica se ha denominado levadura a todos los hongos con predominio de una fase unicelular en su ciclo de vida, incluyendo a los hongos basidiomicetos.
Las levaduras son importantes por su capacidad para realizar la descomposición mediante fermentación alcohólica (normalmente) de diversos compuestos orgánicos, principalmente los azúcares o hidratos de carbono, produciendo distintas sustancias.
Una de las levaduras más conocidas es la especie: Saccharomyces cerevisiae. Estas levaduras tiene la facultad de crecer en forma anaerobia realizando la fermentación alcohólica. Por esta razón se emplea en muchos procesos de fermentación industrial, de forma similar a las levaduras químicas, por ejemplo, en la producción de cerveza, vino, hidromiel, pan, antibióticos, etc.
¿Qué es la serotonina?
La serotonina o 5-hidroxitriptamina (5-HT) es un neurotransmisor que se sintetiza a partir de la transformación del aminoácido triptófano. Se la encuentra en plantas y animales interviniendo en muchos procesos fisiológicos. Tenéis un artículo entero dedicado a ella, aquí.
Esta fue descubierta en 1935 por el investigador italiano Vittorio Erspamer y la llamó enteramina. El nombre serotonina refleja únicamente las circunstancias en las que se descubrió el compuesto, ya que lo encontró en el intestino de un animal. Fue inicialmente identificado como una sustancia vasoconstrictora en el plasma sanguíneo o serum, de ahí su nombre serotonina como un agente del serum que aumenta el tono vascular.
A finales de los años 1940, se aisló y se le nombró como serotonina por Maurice M. Rapport, Arda Green e Irvine Page. Además, en el ser humano, la serotonina se sintetiza en los intestinos y en el encéfalo, especialmente en los núcleos del rafe del tronco encefálico.
El 90 % del total de la serotonina presente en el cuerpo humano se encuentra en el tracto gastrointestinal y en las plaquetas de la sangre, siendo un gran antioxidante. El resto reside en las neuronas del sistema nervioso, siendo esencial en el eje intestino cerebro a su vez.
Además, es un neuromodulador fundamental en la regulación de los estados de ánimo, las funciones fisiológicas y las conductas de los animales, incluido el ser humano; en los mamíferos participa en la regulación de la conducta social, las conductas alimentarias, el sueño, los ritmos circadianos, la atención, la ansiedad. Además, también tiene un alto impacto en la la conducta sexual y la generación de patrones motores rítmicos como la masticación, la locomoción o la respiración.
En los humanos, las alteraciones en el sistema serotoninérgico se relacionan con trastornos conductuales y neurológicos: alimentarios, depresión, epilepsia, esquizofrenia y ansiedad. Por ello, es tan importante mantener las cantidades sanas de consumo de sus precursores como el triptófano. Sustancia que además, aparece asociada en las auxinas unas fitohormonas de las que hablaremos, que también son esenciales en otros muchos organismos.
¿Cuál es la novedad que une a la levadura Saccharomyces cerevisiae y la serotonina?
El Instituto de Agroquímica y Tecnología de Alimentos del CSIC ha desarrollado un método para producir la serotonina, considerada como una pieza clave en el correcto funcionamiento del sistema nervioso, el sistema inmunitario y el eje intestino-microbiota-cerebro.
Esta trabajo, desarrollada por el Grupo de Biología de Sistemas en Levaduras de Interés Biotecnológico del Instituto de Agroquímica y Tecnología de Alimentos (IATA), del CSIC, viene dado por la modificación genética de una cepa de levadura vínica para producir serotonina. El equipo ha patentado recientemente esta forma de producción más sostenible y eficiente.
En la actualidad, la producción de serotonina para medicamentos y de sus precursores, como el triptófano o el hidroxitriptófano, provienen fundamentalmente de un proceso de síntesis química y de la extracción de las semillas de la planta africana Griffonia simplicifolia.
Sin embargo, para poder conseguir con estos procesos la serotonina requieren disolventes tóxicos y materiales con un coste elevado. Además, los procesos extractivos a partir de cualquier fuente vegetal suelen ser procesos largos, costosos y poco sostenibles, que arrojan bajas tasas de recuperación, y que pueden variar estacionalmente de un lote a otro.
La tecnología patentada por el grupo del IATA-CSIC busca sustituir estos procesos industriales, menos respetuosos con el medio ambiente, por la producción biotecnológica de estas moléculas, a partir de fuentes como la glucosa y el amonio. Pero, ¿dónde encontrarlos? Estos se encuentran presentes en muchos subproductos de la industria agroalimentaria, como el mosto de uva concentrado, el bagazo de naranja o diferentes tipos de melazas.
Ventajas de esta nueva metodología
Entre las ventajas de este nuevo método se encuentran el aprovechamiento y revalorización de residuos -disminuyendo el precio de todo el proceso- el impacto en el medio ambiente y en el medio económico -aunque aún no han conseguido del todo resultados en esto-, tendiendo a una economía sostenible.
El uso de la levadura vínica Saccharomyces cerevisiae está ampliamente utilizada en diferentes procesos fermentativos como el vino, la cerveza y el pan. Siendo, además, una de las levaduras más estudiadas y usadas en investigación.
Este mismo equipo buscaba como fuente alternativa y sostenible para producir hidroxitirosol, un polifenol presente de forma natural en el aceite de oliva. Encontrando en esta levadura la respuesta como cepa superproductora de otros compuestos, como la serotonina o la melatonina.
Aplicaciones
Las aplicaciones en el sector farmacéutico son variadas: antidepresivos o estimulantes del sueño. También, en el sector nutracéutico podría utilizarse como un aditivo alimentario para reforzar determinados alimentos, que ya destacan por la presencia de esta molécula en su composición o precursores como el triptófano: los huevos, los lácteos (leche, yogures y quesos), la carne magra (pollo y pavo), los frutos secos (nueces y cacahuetes), el pescado, las legumbres y algunas frutas (plátano, piña o aguacate).
Además, se puede emplear en la alimentación animal, donde se le han visto efectos muy positivos en la reducción del estrés y el aumento del bienestar. Asimismo, otra oportunidad podría aparecer en el sector cosmético, debido al carácter antioxidante y fotoprotector que confiere la estructura química de la molécula, pudiendo ser aplicado en cremas.
Por último, son muchos los alimentos y bebidas fermentados en las que se ha descrito la presencia natural de serotonina o melatonina. Es por ello, que no se debe descartar la ingesta de alimentos como una forma válida para suplementar estas moléculas a nuestro organismo.
Conclusión
En este nuevo estudio sin duda se refleja que la biotecnología esta en pleno auge para crecer y potencialmente conseguir nuevos descubrimientos que aún no nos podemos imaginar la cantidad de aplicaciones que pueden tener.
En los últimos 20 años, la biotecnología no ha dejado de sorprendernos, pero aún así estos nuevos avances de síntesis de neurotransmisores y el conocimiento que suponen, pueden ser aplicados a diversas industrias y aplicaciones como comentamos en el último apartado. En conclusión, tenemos que esperar muchas noticias en esta rama de la ciencia, ya que es tan amplia como maravillosa.
Bibliografía
- Kurtzman Cletus P., Fell Jack W., Boekhout Teun, ed. (2011). «1». THE YEAST A TAXONOMIC STUDY. ELSEVIER. p. 3. ISBN 978-0-123-84708-9.
- Kurtzman CP, Fell JW (2005). Gábor P; de la Rosa CL, eds. Biodiversity and Ecophysiology of Yeasts. The Yeast Handbook. Berlin: Springer. pp. 11-30. ISBN 978-3-540-26100-1.
- «Anaerobic nutrition of Saccharomyces cerevisiae. I. Ergosterol requirement for growth in a defined medium.». J Cell Physiol. (en inglés) 41 (1): 23-36. Feb de 1953. PMID 13034889.
- «The influence of some organic acids on the alcoholic fermentation in yeasts of the genus Saccharomyces.». Antonie Van Leeuwenhoek. (en inglés) 35 (Suppl): G27-8. Jun de 1969. PMID 5312005.
- James McIntosh (2016). «¿Qué es la serotonina y cuál es su función?». MedicalNewsToday.
- Citlali Trueta; Montserrat G Cercós (2012). «Regulación de la liberación de serotonina en distintos compartimientos neuronales». Salud Mental 35 (5): 435-443.
- Sinc. Mayo (2024). Patentan un método para producir serotonina a partir de una levadura del vino. URL: https://www.agenciasinc.es/Noticias/Patentan-un-metodo-para-producir-serotonina-a-partir-de-una-levadura-del-vino
Podéis encontrar este artículo en Microbacterium. También podéis ampliar más la información en el Glosario de Microbiología e inmunología. Además, de esta levadura se saca la cerveza, que hablamos de ello por aquí.
Gracias por leer. Que la ciencia y la fuerza os acompañe.
ammuneuroscienceandbiology.com 
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