Implementation of stable isotopes lipoprotein kinetic studies: effects on HDL metabolism of a Mediterranean type diet rich in MUFAs from virgin olive oil.

Autor/a

Uliaque Cugat, Katia

Director/a

Solà Alberich, Rosa Maria

Vallvé Torrente, Joan Carles

Fecha de defensa

2007-01-31

ISBN

9788469067468

Depósito Legal

T.1183-2007



Departamento/Instituto

Universitat Rovira i Virgili. Departament de Bioquímica i Biotecnologia

Resumen

The anti-atherogenic effects ascribed to a Mediterranean-type diet rich in monounsaturated<br/>fatty acids (MUFAs) from virgin olive oil are due, partly, to an increase in, or maintenance of,<br/>plasma concentrations of high density lipoprotein (HDL) cholesterol. However, the underlying<br/>mechanisms that may explain these concentrations are not well characterised, to-date.<br/>Apolipoprotein (apo) A-I (apoA-I) is the major HDL apo and its kinetic parameters, such as<br/>production rate and catabolic rate, reflect the kinetics of the HDL particle. Our working<br/>hypothesis is as follows: a Mediterranean-type diet rich in MUFAs from virgin olive oil,<br/>compared to a STEP II diet, increases or preserves HDL cholesterol concentrations due to an<br/>increase in apoA-I production and not to a decrease in apoA-I catabolism. Kinetic studies<br/>using stable isotopes are, perhaps, the best approach in physiologically evaluating apo<br/>production and catabolism in humans. This methodology has not as yet been implemented in<br/>Spain. Objectives: to implement the necessary methodology to perform kinetic studies of apo<br/>B-100 and, especially, of apoA-I and apoA-II in volunteers in vivo using stable isotopes to<br/>label proteins in vivo. Further, we used this methodology to analyse the overall effects of a<br/>Mediterranean-type diet rich in monounsaturated fatty acids from virgin olive oil compared<br/>with a low-fat, STEP II diet, on HDL and low density lipoprotein (LDL) metabolism. Design:<br/>we conducted a crossover, randomised study with dietary intervention periods of 4 weeks,<br/>interspersed with a washout period between diets. A total of 10 healthy, moderately<br/>hypercholesterolaemic, male volunteers consumed the two diets. The project was approved<br/>by the Clinical Research Ethical Committee of the Hospital Universitari de Sant Joan, Reus.<br/>Instrumentation: kinetic studies were performed at the end of each diet using a 16h primed<br/>constant infusion of stable isotope<br/>2<br/>H3-L-leucine. Lipoprotein fractions were separated using<br/>ultracentrifugation technique. Stable isotope incorporated into proteins was measured using<br/>GC-MS. The data obtained were analysed applying multi-compartmental modelling technique<br/>with the SAAM II program. ApoA-I and A-II kinetic studies were conducted in our Research<br/>Unit in Reus. Apo B-100 kinetic studies and kinetic parameter modelling were performed in<br/>collaboration with Dr. Caslake and Professor Packard of the Vascular Biochemistry Section,<br/>Division of Cardiovascular & Medical Sciences, Royal Infirmary, University of Glasgow,<br/>Glasgow, Scotland. Results: the Mediterranean diet, compared to the STEP II diet,<br/>significantly increases apoA-I plasma concentrations. A total of 17 kinetic studies have been<br/>performed but, due to methodological complexity, only the results of 7 kinetic studies (4<br/>following a Mediterranean diet and 3 following a STEP II diet) that have been analysed in a<br/>GC-MS to-date, are presented in this thesis. Despite the limitation of the low number of<br/>kinetic studies analysed, we are able to document that the Mediterranean diet induces a high<br/>apoA-I HDL production rate compared to the STEP II diet. Also, the Mediterranean diet<br/>induces a high apo B-100 LDL production rate and fractional catabolic rate compared to the<br/>STEP II diet. Conclusions: we have, for the first time in Spain, implemented the necessary<br/>methodology to perform apo B-100, apoA-I and A-II kinetic studies in vivo using stable<br/>isotopes in human subjects. A high apoA-I production rate is the main determinant of high<br/>plasma concentrations of apoA-I, and not variations in its catabolism. Lipoprotein kinetic<br/>studies enable the monitoring of lipoprotein metabolic parameters and the investigation of<br/>nutritional and pharmacologic interventions in the primary and secondary prevention of<br/>cardiovascular disease targets.


Els efectes antiaterogènics atribuïts a una dieta de tipus mediterrani, rica en àcids grassos<br/>monoinsaturats (AGM), aportats per oli d'oliva verge, són deguts, en part, a l'augment o al<br/>manteniment de les concentracions plasmàtiques de colesterol de les lipoproteïnes d'alta<br/>densitat (HDL). No obstant i fins al moment, no es coneixen del tot els mecanismes que<br/>expliquen aquestes concentracions. L'apolipoproteïna (apo) A-I (apoA-I) és l'apolipoproteïna<br/>majoritària de les HDL i els seus paràmetres cinètics, com ara la taxa de producció i la taxa<br/>de catabolisme, reflexen la cinètica de les partícules d'HDL. La nostra hipòtesi de treball és la<br/>següent: una dieta Mediterrània rica en AGM aportats per oli d'oliva verge, comparada amb<br/>una dieta STEP II, incrementa o manté els nivells de colesterol de les HDL degut a un<br/>augment de la producció i no a una disminució de la degradació d'apoA-I. Possiblement, la<br/>realització d'estudis de cinètiques utilitzant isòtops estables és la forma més fisiològica<br/>d'avaluar la producció i la degradació d'apolipoproteïnes en l'home. Objectiu: Implementar la<br/>metodologia necessària per realitzar cinètiques d'apo B-100 i, especialment, d'apoA-I i<br/>d'apoA-II en voluntaris in vivo utilitzant isòtops estables com a marcatge de les proteïnes.<br/>Aplicar aquesta metodologia per comparar els efectes d'una dieta Mediterrània rica en oli<br/>d'oliva verge amb una dieta pobra en greixos STEP II sobre el metabolisme de les HDL i de<br/>les lipoproteïnes de baixa densitat (LDL). Disseny: Estudi creuat randomitzat de 4 setmanes<br/>d'intervenció dietètica, amb un període de rentat entre elles. 10 voluntaris, homes sans,<br/>moderadament hipercolesterolèmics van seguir ambdues dietes. Aquest estudi va ser<br/>aprovat pel Comitè d'Ètica i d'Investigació Clínica de l'Hospital Universitari de Sant Joan de<br/>Reus. Instrumentalització: Estudi cinètic mitjançant la injecció i perfusió d'isòtop estable 2H3-<br/>L-leucina en forma d'un bolus inicial i de perfusió durant 16h al final de cada dieta. Les<br/>diferents fraccions lipoproteïques es van separar per ultracentrifugació. La detecció d'isòtop<br/>incorporat va ser mitjançant GC-MS. Les dades obtingudes es van analitzar amb models<br/>multicompartimentals i el programa SAAM II. Els estudis cinètics d'apoA-I i d'apoA-II es van<br/>posat a punt i realitzat a la nostra Unitat de Recerca a Reus. Els estudis d'apo B-100 i la<br/>modelització de les dades cinètiques es van realitzar en colClaboració amb el grup de recerca<br/>de la Vascular Biochemistry Section, Division of Cardiovascular & Medical Sciences, Royal<br/>Infirmary, University of Glasgow, Glasgow). Resultats: La dieta Mediterrània, comparada<br/>amb la dieta STEP II, incrementa significativament la concentració plasmàtica d'apoA-I.<br/>S'han realizat 17 cinètiques però, degut a la complexitat de la metodologia, en aquesta tesis<br/>es presenten els resultats de les 7 cinètiques (4 després de la dieta Mediterrània i 3 després<br/>de la dieta STEP II) analitzades per GC-MS fins ara. A pesar de l'escàs nombre de cinètiques,<br/>s'observen certes tendències. La dieta Mediterrània, comparada amb la dieta STEP II,<br/>presenta una major taxa de producció d'apoA-I de les HDL, així com una major taxa de<br/>producció i de catabolisme de l'apo B-100 de les LDL. Conclusions: S'ha implementat la<br/>metodologia dels estudis de cinètiques amb isòtops estables de l'apoA-I i l'apoA-II de les<br/>HDL i de l'apo B-100 de les VLDL1, VLDL2, IDL i LDL. El determinant de les concentracions<br/>més elevades d'apoA-I en plasma és una major taxa de producció d'aquesta apo i no<br/>diferències en el seu catabolisme. Les aportacions de las cinètiques de les lipoproteïnes<br/>permetran avançar en els mecanismes lipídics involucrats en les malalties vasculars i aportar<br/>nous aspectes sobre les dianes nutricionals i farmacològiques.

Palabras clave

stable isotopeS/lipoprotein kinetics/HDL metabolis

Materias

577 - Bioquímica. Biología molecular. Biofísica; 6 - Ciencias aplicadas; 616.1 - Patología del sistema circulatorio, de los vasos sanguíneos. Transtornos cardiovasculares; 663/664 - Alimentos y nutrición. Enología. Aceites. Grasas

Documentos

AnnexesTesis.pdf

887.0Kb

erratatesis.pdf

205.6Kb

THESIS29122006.pdf

3.474Mb

 

Derechos

ADVERTIMENT. L'accés als continguts d'aquesta tesi doctoral i la seva utilització ha de respectar els drets de la persona autora. Pot ser utilitzada per a consulta o estudi personal, així com en activitats o materials d'investigació i docència en els termes establerts a l'art. 32 del Text Refós de la Llei de Propietat Intel·lectual (RDL 1/1996). Per altres utilitzacions es requereix l'autorització prèvia i expressa de la persona autora. En qualsevol cas, en la utilització dels seus continguts caldrà indicar de forma clara el nom i cognoms de la persona autora i el títol de la tesi doctoral. No s'autoritza la seva reproducció o altres formes d'explotació efectuades amb finalitats de lucre ni la seva comunicació pública des d'un lloc aliè al servei TDX. Tampoc s'autoritza la presentació del seu contingut en una finestra o marc aliè a TDX (framing). Aquesta reserva de drets afecta tant als continguts de la tesi com als seus resums i índexs.

Este ítem aparece en la(s) siguiente(s) colección(ones)