Estudios de absorción y disposición de naringenina y quercetina. Estudios preclínicos

Abstract

En los últimos años se ha visto un creciente interés en el estudio de los compuestos bioactivos que se encuentran en frutas y hortalizas debido a la relación “Dieta mediterránea vs. Salud”, con el fin de conocer cuáles de ellos son los responsables de dicha relación. La presente tesis doctoral se enmarca en este contexto y en concreto en el estudio de una de las hortalizas más consumidas en Europa, el tomate.

El tomate es conocido por contener grandes cantidades de polifenoles entre ellos destacan dos flavonoides, naringenina y quercetina. Ambos son conocidos como posibles responsables de su efecto beneficioso sobre la salud. Sin embargo, ambos compuestos tienen una baja biodisponibilidad oral, lo que acarrea ciertas dudas acerca de su implicación real en estos efectos, ya que ambos factores están correlacionados. La biodisponibilidad oral depende básicamente de la permeabilidad del compuesto en el lugar de absorción, del efecto metabólico que sufre a nivel intestinal y hepático, y de la influencia de la microflora intestinal.

Hasta la fecha no se conocen estudios que engloben el estudio de la biodisponibilidad de la naringenina a lo largo de todo el tracto gastrointestinal, que informen acerca de los factores que afectan a su permeabilidad intestinal y/o metabolismo incluyendo la influencia de la microbiota. Es por ello que la presente tesis doctoral tiene como objetivos mejorar los datos que se tiene sobre la permeabilidad de la naringenina, estudiando la misma a todos los niveles gastrointestinales: estómago, intestino delgado y colon en un modelo de perfusión intestinal in situ en ratón, así como conocer como se ve afectada por el metabolismo intestinal y hepático. Además se estudian otros factores, como el efecto que la microbiota del colon tiene respecto a su permeabilidad y metabolismo o el efecto sobre los mismos de su coadministración con quercetina.

Los resultados muestran una mayor permeabilidad de la naringenina a nivel del intestino delgado, seguido del colon y estómago, respectivamente. Respecto a los metabolitos, se observó como a nivel de lumen intestinal el número de metabolitos era mayor al de plasma y bilis, demostrando por tanto, mayor importancia del metabolismo intestinal sobre el hepático para la naringenina. El tratamiento con Rifaximina (un antibiótico que actúa a nivel intestinal), provocó un descenso en la permeabilidad de la naringenina, demostrando el efecto que la microbiota intestinal tiene en la permeabilidad de dicho compuesto. El tratamiento antibiótico también produjo cambios en el perfil metabólico de la naringenina. El uso de una técnica complementaria como es el LTQ-Orbitrap junto con el HPLC-MS/MS, resultó ser muy útil en la mejora del perfil metabólico de la naringenina a nivel del estómago y el colon, gracias al uso de ambas técnicas se pudo identificar un mayor número de metabolitos en las muestras de lumen de los estudios de estómago y colon.

Respecto al efecto de la coadministración de naringenina con quercetina, se observó como la permeabilidad de la misma disminuía respecto a los datos de administración sola. Los mismos resultados se obtuvieron para la quercetina, siendo menor el coeficiente de permeabilidad cuando se administraba junto a la naringenina que sola. El metabolismo también se vio afectado por la coadministración observándose un incremento en el número de metabolitos en las muestras perfusión, bilis y plasma. Estos resultados demuestran como la coadministración

favorece el ciclo enterohepático y por tanto, el tiempo de residencia de los compuestos y de sus metabolitos en el cuerpo.

Since it is known the correlation “Mediterranean diet vs. Health”, a lot of studies have been carried out in order to known which are the compounds responsible of this relation and how they acted. The current thesis was framed within this context and focused on one of the most consumed vegetables in Europe: the tomato.

Tomato holds a high amount of polyphenols, such as the flavonoids naringenin and quercetin. Although both have been identified as possible responsible of the tomato´s healthy effect, their low oral bioavailability raises many questions about how they really participate on them. Oral bioavailability depends basically on the permeability of the compound in the absorption side, on the intestinal and hepatic metabolism and on the influence of the microflora.

The studies carried out within this thesis improve the knowledge about the permeability of naringenin along the entire gastrointestinal tract, using an intestinal in situ perfusion model in mice, as well as its intestinal and hepatic metabolism. Other factors studied were the effect of the colon microbiota and the effect of the coadministration with quercetin on the permeability and the metabolism.

The results showed that the highest permeability level of naringenin was on small intestine followed by colon and stomach, respectively. Metabolism data highlighted the importance of the intestinal metabolism beyond the hepatic one; the use of Rifaximine in colon perfusion assays proved the importance of the microbiota on the permeability and metabolism of the compound and the use of a complementary technique (LTQ-Orbitrap) on the analysis of the lumen samples, together with the HPLC-MS/MS provided an improvement on the metabolic profile of naringenin in colon and stomach studies.

On the other hand, the coadministration of naringenin and quercetin showed lower permeability coefficients compared to those obtained in their alone administration. Regarding to their metabolism, the coadministration showed an increased on the number of metabolites in perfusion samples, bile and plasma, proving that the coadministration favors the enterohepatic cycle, and therefore the residence time of the compounds and their metabolites in the body.