Tractament dietètic de la resistència a la insulina amb compostos bioactius i els seus efectes en el mitocondri

Abstract

La síndrome metabòlica és una epidèmia creixent a tot el món i consisteix en un conjunt de factors de risc per a la malaltia cardiovascular i diabetis tipus 2. Es caracteritza per l’obesitat central, la hiperlipidèmia, la hipertensió i la resistència a la insulina; uns factors que estan vinculats amb els canvis de l’estil de vida de la població, causats pel consum de dietes hipercalòriques i d’un estil de vida sedentari. Les primeres línies de tractament per reduir la síndrome metabòlica són l’adequació de la ingesta calòrica i l’activitat física. No obstant, aquestes recomanacions sovint són difícils d’aplicar i la incorporació de diferents compostos bioactius a la dieta podria ser una alternativa útil per al tractament de la síndrome metabòlica. L’objectiu d’aquesta tesi ha estat avaluar l’efecte de la suplementació nutricional dels compostos bioactius omega-3 i fibra soluble i de la soja en paràmetres de resistència a la insulina, així com el seu potencial efecte en el metabolisme energètic i la memòria metabòlica, evidenciat per canvis en el mitocondri. S’ha utilitzat un model animal de ratolí al qual se li ha induït una resistència a la insulina amb una dieta hipercalòrica. Posteriorment s’ha tractat amb els compostos citats prèviament en contextos de dietes normocalòriques o hipercalòriques. Els resultats mostren que l’adequació energètica disminueix els paràmetres de risc estudiats relacionats amb la síndrome metabòlica. La suplementació amb els compostos bioactius en un context de dieta normocalòrica no ofereix un valor afegit en el tractament de la resistència a la insulina. No obstant, en un context de dieta hipercalòrica, l’addició dels compostos bioactius milloren els nivells de sensibilitat a la insulina de forma similar al tractament amb una dieta normocalòrica. Així mateix, l’addició dels compostos tant en un context de dieta normocalòrica com hipercalòrica, tendeixen a revertir els nivells en les proteïnes relacionades amb el mitocondri en comparació amb una dieta hipercalòrica. Tot i els canvis observats en relació amb la sensibilitat a la insulina i el mitocondri, la ingesta de soja i fibra soluble van incrementar alguns marcadors de dany oxidatiu proteic. Això suggereix que s’ha de tenir en compte els possibles efectes a llarg termini de la suplementació d’aquests compostos en situacions d’insulinorresistència. De forma general, es pot concloure que els efectes que produeixen les dietes hipercalòriques en situacions d’insulinorresistència en el mitocondri i possiblement en el metabolisme, poden ser revertits. Aquest fet suggereix que el mitocondri té una capacitat d’adaptació en relació a l’energia disponible.

El síndrome metabólico es una epidemia creciente en todo el mundo y consiste en un conjunto de factores de riesgo para la enfermedad cardiovascular y la diabetes tipo 2. Se caracteriza por la obesidad central, la hiperlipidemia, la hipertensión y la resistencia a la insulina; unos factores que están vinculados con los cambios de estilo de vida de la población, causadas por el consumo de dietas hipercalóricas y de un estilo de vida sedentario. Las primeras líneas de tratamiento para reducir el síndrome metabólico son la adecuación de la ingesta calórica y la actividad física. Sin embargo, estas recomendaciones a menudo son difíciles de aplicar y la incorporación de los diferentes compuestos bioactivos a la dieta podría ser una alternativa útil para el tratamiento del síndrome metabólico. El objetivo de esta tesis ha sido evaluar el efecto de la suplementación nutricional de los compuestos bioactivos omega-3 y fibra soluble y de la soja en parámetros de resistencia a la insulina, así como su potencial efecto en el metabolismo energético y la memoria metabólica, evidenciado por cambios en la mitocondria. Se ha utilizado un modelo animal de ratón al que se le ha inducido una resistencia a la insulina con una dieta hipercalórica. Posteriormente se ha tratado con los compuestos citados previamente en contextos de dietas normocalóricas o hipercalóricas. Los resultados muestran que la adecuación energética disminuye los parámetros de riesgo estudiados relacionados con el síndrome metabólico. La suplementación con los compuestos bioactivos en un contexto de dieta normocalórica no ofrecen un valor añadido en el tratamiento de la resistencia a la insulina. No obstante, en un contexto de dieta hipercalórica la adición de los compuestos bioactivos mejoran los niveles de sensibilidad a la insulina de forma similar al tratamiento con una dieta normocalórica. Así mismo, la adición de compuestos bioactivos tanto en un contexto de dieta normocalórica como hipercalórica, tienden a revertir los niveles en las proteínas relacionadas con la mitocondria en comparación con una dieta hipercalórica. A pesar de los cambios observados en relación con la sensibilidad a la insulina y la mitocondria, la ingesta de soja y fibra soluble incrementaron algunos marcadores de daño oxidativo proteico. Esto sugiere que se debe tomar en cuenta los posibles efectos a largo plazo de la suplementación de estos compuestos en situaciones de insulinorresistencia. De forma general, se puede concluir que los efectos que producen las dietas hipercalóricas en situaciones de insulinorresistencia en la mitocondria y posiblemente en el metabolismo, pueden ser revertidos. Este hecho sugiere que la mitocondria tiene una capacidad de adaptación en relación a la energía disponible.

Metabolic syndrome is a worldwide growing epidemic which is established by a combination of cardiovascular disease and type 2 diabetes risk factors. Metabolic syndrome is characterized by central obesity, hyperlipidemia, hypertension and insulin resistance; factors that are related with changes in the population lifestyles, caused by the consumption of hypercaloric diets and sedentary lifestyle. The first common treatment for reducing metabolic syndrome is the adjustment of calorie intake and physical activity. However, these recommendations are often difficult to apply and the addition of various bioactive compounds in the diet may be a useful alternative for the treatment of metabolic syndrome. The aim of this thesis was to evaluate the effects of the nutritional supplementation with bioactive compounds omega-3 and soluble fibre and soy in parameters of insulin resistance, as well as their potential effect on energy metabolism and metabolic memory, indicated by changes in mitochondria. An animal mouse models to which were induced insulin resistance by a hypercaloric diet was used. Afterwards, the animals were treated with the described bioactive compounds together with normocaloric and hypercaloric diets. The results showed that the adequation of energy intake decreases the values of the parameters related to the metabolic syndrome. The supplementation with the bioactive compounds in a context of normocaloric diet did not provide any added value for the treatment of insulin resistance. However, in a context of a hypercaloric diet, the addition of bioactive compounds revealed similar levels of insulin sensitivity like the treatment with a normocaloric diet. Moreover, the addition of bioactive compounds in a normocaloric or hypercaloric diet revert the changes in mitochondrial protein levels in comparison with a hypercaloric. Although the changes observed in relation to insulin sensitivity and the mitochondria, the intake of soy and soluble fibre increased the protein oxidative damage, suggesting possible long-term effects of the supplementation of these compounds in insulin resistance situations. It can be finally concluded that the observed effects in the mitochondria and possibly on the metabolism as a result of a hypercaloric diet in situations of insulin resistance can be reversed. Suggesting that the mitochondria has the capacity of adaptation in relation to energy availability.