La palabra lignina proviene del término latino lignum, que significa madera; así, a las plantas que contienen gran cantidad de lignina se las denomina “leñosas”.

La lignina se caracteriza por ser un complejo aromático (no carbohidrato) del que existen muchos polímeros estructurales (ligninas). Resulta conveniente utilizar el término lignina en un sentido colectivo para señalar la fracción lignina de la fibra.

 

Después de los polisacáridos, la lignina es el polímero orgánico más abundante en el mundo vegetal. Es importante destacar que la lignina es la única fibra no polisacárido que se conoce.

La lignina realiza múltiples funciones que son esenciales para la vida de las plantas. Por ejemplo, posee un importante papel en el transporte interno de agua, nutrientes y metabolitos. Proporciona rigidez a la pared celular y actúa como puente de unión entre las células de la madera, creando un material que es notablemente resistente a los impactos, compresiones y flexiones. Realmente, los tejidos lignificados resisten el ataque de los microorganismos, impidiendo la penetración de las enzimas destructivas en la pared celular.

1. Estructura química

La molécula de lignina es una macromolécula, con un elevado peso molecular, que resulta de la unión de varios ácidos y alcoholes fenilpropílicos (cumarílico, coniferílico y sinapílico). El acoplamiento aleatorizado de estos radicales da origen a una estructura tridimensional, polímero amorfo, característico de la lignina.

La lignina es el polímero natural más complejo en relación a su estructura y heterogenicidad. Por esta razón no es posible describir una estructura definida de la lignina; sin embargo, se han propuesto numerosos modelos que representan una “aproximación” de dicha estructura.

• Propiedades físicas

Las ligninas son polímeros insolubles en ácidos y en álcalis fuertes, que no se digieren ni se absorben y tampoco son atacados por la microflora del colon. Pueden ligarse a los ácidos biliares y otros compuestos orgánicos (por ejemplo, colesterol), retrasando o disminuyendo la absorción en el intestino delgado de dichos componentes.

El grado de lignificación afecta notablemente a la digestibilidad de la fibra. La lignina, que aumenta de manera ostensible en la pared celular de la planta con el curso de la maduración, es resistente a la degradación bacteriana, y su contenido en fibra reduce la digestibilidad de los polisacáridos fibrosos.

• Ligninas comercializadas

Sólo existen dos tipos de lignina comercialmente disponibles: las ligninas sulfonadas y las kraft ligninas. La capacidad de elaboración de productos de lignina en el mundo oriental es aproximadamente de 1,4 ¥ 106 toneladas/año. Sólo una compañía produce kraft ligninas; las restantes producen ligninas sulfonadas. Los productos de lignina han empezado a tener una importancia creciente en distintas aplicaciones industriales1.
 

2. Translocación bacteriana

En condiciones normales, el tracto gastrointestinal contiene una enorme cantidad de bacterias aerobias y anaerobias que están en una relación simbiótica con el huésped, pero que pueden tener efectos adversos con consecuencias, locales o sistémicas, en caso de alteración de este equilibrio simbiótico. El intestino delgado representa, desde este punto de vista, una zona de transición entre el escasamente poblado estómago y la extensa flora bacteriana del colon.

La regulación de la flora intestinal depende de complejas interacciones entre muchos factores, incluyendo la secreción de ácido gástrico, la motilidad intestinal, las secreciones pancreáticas y biliares, la inmunidad local, la superficie de la capa mucosa y la dieta. Las interacciones microbianas son también importantes, ya que pueden suponer alteraciones en el potencial redox, la depleción de sustratos y la producción de sustancias que pueden inhibir el crecimiento bacteriano.

El efecto beneficioso de la flora intestinal bacteriana incluye la exclusión competitiva de microorganismos potencialmente patógenos y la producción de nutrientes como los ácidos grasos de cadena corta, los cuales representan una importante fuente de energía para la mucosa colónica.

La translocación bacteriana se define como el paso de la microflora intestinal a través de la lámina propia a los ganglios linfáticos mesentéricos y, de éstos, a la circulación sistémica. Se postula que la translocación bacteriana puede producirse por tres mecanismos diferentes:

1. Alteración de la función de barrera intestinal.
2. Sobrecrecimiento bacteriano.
3. Mecanismos defensivos alterados.

Las consecuencias fisiopatológicas pueden traducirse en un daño directo a la mucosa intestinal, con una alteración del metabolismo bacteriano intraluminal, por ejemplo, formándose ácidos biliares desconjugados y ácidos grasos hidroxilados, los cuales estimularán la secreción de fluidos. Las alteraciones en la barrera intestinal provocarán un aumento del paso de bacterias y productos bacterianos que estimularán la inflamación mucosa. Como problema final, la translocación bacteriana puede provocar una bacteriemia y septicemia.

En diversos estudios en laboratorio, se ha investigado el efecto de las dietas ricas en fibra sobre la translocación bacteriana. Spaeth y cols.2,3  demostraron que cuando determinados tipos de fibra dietética eran añadidos a la dieta, la translocación bacteriana se reducía.

En un estudio experimental, Nelson y cols.4 analizaron el efecto de la lignina en el crecimiento bacteriano después de una incubación de 0, 2, 4, 8 y 24 horas in vitro. Se obtuvieron los siguientes resultados:

			Horas de incubación
	0	2	4	8	24
Lignina
S. aureus	1,0 x 10^3	8,0 x 10^2	0	0	0
E. coli	2,3 x 10^3	5,0 x 10^1	0	0	0
Klebsiella	3,4 x 10^2	3,7 x 10^2	2,0 x 10^3	0	0
Pseudomonas	3,6 x 10^2	3,8 x 10^2	0	0	0
Sin fibra
S. aureus	9,0 x 10^2	4,4 x 10^3	6,6 x 10^4	1,7 x 10^8	1,3 x 10^9
E. coli	1,7 x 10^3	2,3 x 10^4	9,0 x 10^5	3,3 x 10^9	3,3 x 10^9
Klebsiella	1,2 x 10^3	7,3 x 10^3	1,6 x 10^6	1,4 x 10^8	7,1 x 10^8
Pseudomona	8,5 x 10^2	2,0 x 10^3	2,9 x 10^4	9,0 x 10^8	2,2 x 10^9

Como se observa en estos resultados, la adición de lignina supone una inhibición del crecimiento de colonias bacterianas.

Se han postulado varios mecanismos de acción para explicar este efecto de la lignina sobre la flora bacteriana en el aparato gastrointestinal.

Por las características de fibra insoluble y por su efecto de masa, la lignina actúa como un enteroadsorbente, es decir, produce la eliminación de microorganismos de la luz intestinal, pero respetando la ecología microbiana de la flora intestinal, es decir, actúa manteniendo o restableciendo el equilibrio de la flora microbiana intestinal, evitando así un sobrecrecimiento bacteriano, que podría ser un desencadenante de una translocación bacteriana.

Por otro lado, la lignina actúa también como sustrato energético de la mucosa colónica, contribuyendo a un mejor funcionalismo colónico, por lo que las propiedades defensivas de la mucosa estarán preservadas y se evitará el paso de gérmenes a los órganos internos y a la circulación sistémica.

Teniendo en cuenta que uno de los posibles enfoques de la profilaxis de las complicaciones infecciosas después de la reanimación consiste en la descontaminación selectiva del intestino, dirigida a la eliminación de las bacterias supuestamente patógenas y a la prevención de la penetración en órganos internos y la circulación sanguínea, Almagambetov y cols. realizaron un estudio en cobayos con el objetivo de evaluar las posibilidades de aplicación de distintos enteroadsorbentes en la profilaxis de la translocación de la microflora intestinal en el período posreanimación.

Los resultados obtenidos demostraron que la aplicación de adsorbentes, entre ellos un preparado a base de lignina, hizo disminuir el número de translocaciones en el período posreanimación. Se previno la penetración en órganos internos de cocos grampositivos (estafilococos), enterococos y cocos aerobios. Se observó que la translocación de bacterias grampositivas disminuyó en 2 a 4 veces. Asimismo, la penetración discrecional de bacterias anaerobias gramnegativas disminuyó de 2 a 4 veces y se impidió completamente la translocación discrecional de los cocos anaerobios grampositivos.

En este estudio se realizó un análisis detallado de los distintos biotipos de la flora intestinal, incluyendo también la lactoflora y la bifidoflora. Se observó que la aplicación de enteroadsorbentes no provocó ninguna alteración en la composición de la lactoflora y la bifidoflora.

Las principales alteraciones patológicas en procesos infecciosos intestinales graves se deben a la acción de las toxinas de las enterobacterias. Por ello, dentro de las medidas terapéuticas de estos procesos, debería tenerse en cuenta la administración de sustancias enteroadsorbentes, como uno de los métodos de destoxificación. En un estudio realizado por Nikolaeva y cols. se ha evaluado la acción de distintos enteroadsorbentes, entre ellos un preparado de lignina, en la eliminación de los gérmenes causantes de disentería y salmonelosis.

Tanto en los enfermos con disentería (shigella) como en los afectos por salmonelosis (salmonela), se observó una descenso significativo en la cantidad de gérmenes patógenos en las heces a partir ya del 4° -5° día de la enfermedad. Esto se asoció a una mejoría del estado general de los enfermos, en el sentido de una rápida regresión de los síntomas clínicos, con disminución de las manifestaciones de intoxicación y de diarrea.

Los datos clínicos y experimentales obtenidos demuestran que los enteroadsorbentes (lignina) ejercen una acción beneficiosa en los procesos patológicos infecciosos gastrointestinales. La utilización de enteroadsorbentes en el tratamiento de gastroenteritis disminuye la tensión en los mecanismos inmunológicos del organismo, lo que permite mantener su capacidad de reacción, algo que no sucede en un cuadro patológico agudo, en el que generalmente existe una disminución de esta capacidad de reacción, pudiendo ser ello la causa de posibles complicaciones.
 

3. Captación de ácidos biliares

Se ha descrito como una de las propiedades de la fibra dietética la capacidad de adsorción de moléculas orgánicas, como por ejemplo, ácidos biliares y colesterol. En principio, el mecanismo que se produce en la adsorción de los ácidos biliares radica en la naturaleza hidrofóbica de los componentes, pero es posible que se encuentren involucrados otros mecanismos. Estudios realizados in vitro indican que la adsorción es real e independiente de la capacidad de fijación de agua que posee la fibra dietética.

Los ácidos biliares más fuertemente adsorbidos son los excretados por la bilis. Esta adsorción depende del pH, siendo más acusada para un pH ácido que para uno alcalino. Además, está influida por la concentración de ácidos grasos, la longitud de las cadenas y su grado de saturación.

La adsorción de ácidos biliares por parte de la fibra influye de dos formas sobre el metabolismo del colesterol. Por un lado, la adsorción aumenta la excreción de ácidos biliares por las heces, lo que implica una reducción de la cantidad que retornará al hígado por la circulación enterohepática. A fin de compensar este hecho, el hígado sintetiza más ácidos biliares primarios, a expensas del colesterol existente. Si este incremento en la degradación del colesterol no es compensado por un aumento de su síntesis, las concentraciones totales de colesterol disminuirán. Por otro lado, la fibra, al adsorber las sales biliares, impide que éstas sean aprovechables, reduciéndose la absorción de colesterol biliar y colesterol procedente de los alimentos, así como la absorción de todos los lípidos5,6.

Estudios realizados in vitro han mostrado que la lignina (sustancia muy hidrofóbica) posee una acción muy potente en la adsorción de ácidos biliares7-9.

En un estudio realizado por Rotstein y cols.10 se demostró la acción preventiva de la lignina en la formación de cálculos biliares en hámsters. En los animales que fueron alimentados con suplemento de lignina se observó una reducción en la incidencia de cálculos biliares. La lignina consiguió una reducción del índice litogénico, comparado con los animales del grupo control. Asimismo, en el grupo de animales alimentados con lignina se observó un aumento significativo de la excreción de ácidos biliares.

Se han obtenido buenos resultados en la aplicación de lignina como agente hipocolesterolemiante en el tratamiento de la aterosclerosis. En un estudio con enfermos de aterosclerosis, principalmente de edad avanzada, se administró un preparado a base de lignina en polvo, 7 gramos, 3 veces al día durante un mes. Se observó un descenso del contenido en lípidos sanguíneos de un 25%, las lipoproteínas descendieron un 23% y el colesterol un 31%. En el 70% de los casos se normalizó la concentración de colesterol en la sangre. Se estableció que el mecanismo de actuación de este tratamiento con lignina está relacionado con su capacidad de adsorber los ácidos biliares, lo que hará que se estimule su expulsión por las heces y, como consecuencia, descenderá el contenido de colesterol en la sangre.
 

4. Prevención de neoplasias

Se ha establecido, sin lugar a dudas, una relación positiva entre la incidencia de cáncer de colon y la ingesta de grasas animales y carne, así como la presencia en el colon de cepas de Clostridium putrificans con capacidad para sintetizar cancerígenos utilizando como sustrato el colesterol o los ácidos biliares. El mecanismo de actuación de estas bacterias es la desconjugación y reducción de los ácidos biliares y el colesterol, activando la proteinquinasa C, que estimula la proliferación celular.

Se han postulado varios mecanismos por los cuales la fibra dietética actuaría como protector de la mucosa frente a los agentes cancerígenos, no sólo impidiendo la formación de mutágenos, sino también mejorando el trofismo de los colonocitos.

Experimentalmente se ha visto que la dieta con lignina protege a la mucosa colónica. Se postula que uno de los mecanismos de actuación de esta fibra sería el hecho de producir un aumento de la adsorción de ácidos biliares, de esta forma, al ser eliminados por las heces, se evitan su desconjugación y reducción y, por consiguiente, la producción de sustancias con potencial cancerígeno11,12.

Otro mecanismo de acción que se ha atribuido a la lignina en su efecto antitumoral, es la actividad que posee esta fibra como potente captador de radicales libres. En un reciente estudio publicado en Nutrition Cancer13 se ha demostrado, experimentalmente, la capacidad de la lignina para fijar o captar los radicales libres. Los autores sugieren que este mecanismo estaría implicado en la acción protectora de la fibra en la aparición de cáncer de colon.

Se han sugerido otros mecanismos de actuación de la lignina en la prevención de neoplasias, sobre todo en las neoplasias hormonodependientes. En un estudio realizado en una población vegetariana14, se sugirió que la alta concentración de lignina ingerida en la alimentación de esta población, produce una inhibición de la aromatasa en las células tumorales, así como un descenso de los niveles de estrógenos; todo ello puede tener un papel protector ante un posible crecimiento de células neoplásicas hormonodependientes.

Otro mecanismo atribuido a la lignina, como efecto protector de neoplasias, es
la estimulación de la apoptosis celular, estudiada en recientes ensayos -experimentales15.

Se ha investigado también el efecto positivo de la lignina en pacientes oncológicos para disminuir su estado de intoxicación. Entre los factores que agravan el estado de estos pacientes tiene un papel fundamental el grado de intoxicación del organismo, tanto de origen endógeno como exógeno. La intoxicación endógena está causada por alteraciones profundas del metabolismo y reacciones catabólicas. La medicación aplicada en el tratamiento anticancerígeno es el origen de la intoxicación exógena.

Se considera que uno de los métodos más eficaces para la destoxificación del organismo es la hemoadsorción. Está demostrado que, en los enfermos oncológicos, la hemoadsorción contribuye a la disminución de la intoxicación de origen variado, incluyendo la sobredosis de preparados de quimioterapia, y a la mejoría del estado general del paciente. Se han realizado algunos estudios en los que se han utilizado enteroadsorbentes, para conseguir la destoxificación en pacientes oncológicos. En uno de ellos se empleó como enteroadsorbente un preparado a base de lignina. Este preparado se administró de forma combinada con el tratamiento anticanceroso en un total de 24 enfermos afectos de linfoma cutáneo. Todos los pacientes presentaban síntomas de intoxicación (fiebre, debilidad general, anorexia, etc.). Los resultados mostraron que a los 3 ó 4 días de la administración de la lignina, 23 de los enfermos dejaron de presentar los principales síntomas de intoxicación. Puede concluirse que la enteroadsorción con preparados a base de lignina induce una mejoría del estado general, debido a una disminución significativa de la intoxicación orgánica que sufren los pacientes oncológicos.

También se realizó un estudio con el fin de analizar el efecto enteroadsorbente de la lignina en pacientes que iban a ser intervenidos por cáncer de colon. Los resultados demostraron que la utilización de un preparado a base de lignina en el tratamiento prequirúrgico contribuía a eliminar las endotoxinas del organismo, mejorando así el estado general y diminuyendo la toxemia, lo cual se tradujo en la disminución de la frecuencia de complicaciones postoperatorias y en la reducción de la estancia hospitalaria.
 

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