Estudio de los mecanismos fisiopatológicos del consumo sostenido de fructosa y del efecto protector de un extracto de granada en ratas Wistar mediante el uso de técnicas ómicas

Abstract

Algunos de los compuestos que ingerimos normalmente, como los azúcares reductores, promueven la aparición de estrés oxidativo en el lumen del tracto gastrointestinal (GIT, del inglés gastrointestinal tract). Es conocido el papel que el estrés oxidativo promovido in vivo tiene sobre diversos procesos patológicos en el GIT, como algunos tipos de cánceres gastrointestinales, colitis ulcerosa, enfermedad de Crohn, u otras enfermedades inflamatorias del intestino. El consumo de azúcares reductores favorece el aumento del estrés oxidativo luminal. La relación entre el aumento del consumo de azúcares reductores, como la fructosa, entre la población, así como la alta prevalencia de enfermedades metabólicas, como obesidad, hipertrigliceridemia, esteatosis hepática no alcohólica o enfermedad del hígado graso no alcohólico (NAFLD, del inglés non-alcoholic fatty liver disease), resistencia a la insulina o diabetes, entre otras, es un tema que preocupa enormemente a las autoridades sanitarias. Por esto, el conocimiento de los mecanismos que promueven el inicio y/o el desarrollo de estas patologías bajo consumos elevados de azúcares resulta imprescindible en el avance sobre estrategias nutricionales que permitan disminuir el efecto dañino. Por otro lado, las proteínas de los alimentos que ingerimos son objetivo del estrés oxidativo luminal, y su interacción con los radicales libres podría dar lugar a la formación de compuestos no deseados cuyas consecuencias para los consumidores permanecen aún sin esclarecerse. La formación de estos compuestos en cualquiera de las fases de la digestión hace que el GIT y el resto de los órganos implicados en la asimilación de los alimentos queden expuestos al potencial efecto tóxico y mutagénico de algunas de estas especies. En la presente tesis doctoral, se ha evaluado cómo la presencia de glucosa y fructosa afecta a la digestibilidad de las proteínas durante su digestión, mediante un modelo in vitro de digestión y un ensayo in vivo en el que se analizaron los contenidos gastrointestinales de ratas Wistar expuestas a un consumo elevado de fructosa en el agua de bebida durante 10 semanas. Así mismo, en el experimento in vivo, se analizaron los tejidos gastrointestinales y hepático, así como el suero y la orina de los animales expuestos tanto a la suplementación con fructosa como a una suplementación con un extracto de granada rico en punicalagina. Las técnicas avanzadas utilizadas en la presente tesis doctoral han permitido analizar las bases de los mecanismos fisiopatológicos en los que se ve involucrada la fructosa y el efecto beneficioso del suplemento rico en punicalagina sobre la fisiopatología de los animales.

Some of the compounds we commonly ingest, such as reducing sugars, promote the onset of oxidative stress in the lumen of the gastrointestinal tract (GIT). The role of the in vivo-promoted oxidative stress in several pathologies within the GIT, including gastrointestinal cancers, ulcerative colitis, Crohn’s disease, or other inflammatory bowel diseases, is well known. The consumption of reducing sugars, such as fructose, promotes the increase of luminal oxidative stress. The association between increased reducing sugars consumption among the population and the high prevalence of metabolic diseases such as obesity, hypertriglyceridemia, non-alcoholic fatty liver disease (NAFLD), insulin resistance, or diabetes is a matter of great concern for health authorities. Therefore, understanding the mechanisms that promote the onset and/or development of the pathologies related to high sugars consumption is essential for improving nutritional strategies to reduce the harmful effects. On the other hand, the food proteins we ingest are targets of the luminal oxidative stress, and their interaction with free radicals could lead to the formation of undesired compounds whose consequences for consumers remain unclear. The formation of these compounds in any phase of the digestion exposes the GIT and other organs to the potential toxic and mutagenic effects of some of these species. In this doctoral thesis, we assessed how the presence of glucose and fructose affects protein digestibility during digestion, using an in vitro digestion model and an in vivo assay in which the gastrointestinal contents of Wistar rats exposed to high fructose consumption in drinking water for 10 weeks were analyzed. Likewise, in the in vivo experiment, the gastrointestinal and hepatic tissues, as well as the serum and the urine from animals exposed to both fructose supplementation and supplementation with a punicalagin-rich pomegranate extract, were analyzed. The advanced techniques employed in this doctoral thesis have allowed for an analysis of the physiopathological mechanisms involving fructose and the beneficial effects of the polyphenol-rich supplement on the physiopathology of the animals.