Impacto de los ácidos grasos isoméricos Trans y CLA sobre la modulación lipídica en ratas alimentadas con dietas enriquecidas o deprivadas en ácido linoleico

Abstract

Ha sido demostrado que diferentes tipos de grasa dietarias están implicadas en el desarrollo y/o prevención de enfermedades crónicas no transmisibles (ECNT). Uno de los problemas nutricionales actuales, fundamentalmente en los países occidentales, esta relacionado al consumo excesivo de aceites ricos en ácidos grasos (AG) de la serie n-6. Esto ha conducido a dietas con relaciones de AG n-6/n-3 muy por encima de las recomendadas. También, y con menor frecuencia, coexisten grupos poblacionales con déficits nutricionales asociados a deprivación de los AG esenciales (AGE): ácido linoleico (AL) y ácido -linolénico (ALA). Por otra parte, durante las últimas décadas, los isómeros de AG han despertado un gran interés por sus potenciales efectos sobre la salud humana. Así, los AG-trans (AGT) de origen industrial han sido asociados a efectos deletéreos incrementando el riesgo de enfermedades cardiovasculares, inflamación aguda, diabetes, entre otras ECNT. Mientras que, los conjugados del ácido linoleico (CLA) han mostrado poseer propiedades funcionales, denotando un horizonte promisorio para la prevención de ciertas ECNT. Al mismo tiempo, dependiendo de numerosos factores, estos AG isoméricos pueden tener efectos negativos sobre la salud. El impacto metabólico de los isómeros AGT o CLA, está relacionado a numerosos factores, entre ellos: tipo específico de isómero considerado, tiempo y dosis de tratamiento, especie, modelo experimental, como también al entorno nutricional existente. En virtud de esto, la hipótesis de la presente tesis fue: “los isómeros AGT y CLA poseen un efecto diferencial sobre la modulación del metabolismo lipídico y glucídico dependiendo del entorno nutricional generado por los niveles dietarios de AL”. El objetivo de este trabajo fue investigar los potenciales efectos metabóliconutricionales de los AGT y los CLA en dietas enriquecidas o deprivadas en AL en un modelo experimental animal. Ratas macho, jóvenes, de la cepa Wistar fueron alimentadas durante 60 días con alguna de las siguientes dietas experimentales: +AL:enriquecida en AL; -AL: deprivada de AL; +AL+AGT: +AL sustituída con aceite rico en AGT; -AL+AGT: -AL sustituída con aceite rico en AGT; +AL+CLA: +AL sustituída con aceite rico en CLA; -AL+CLA: -AL sustituída con aceite rico en CLA. Las sustituciones de aceites permitieron arribar al 1% (p/p) del isómero correspondiente a cada dieta. En aspectos nutricionales, principalmente se evaluó la ganancia de peso, eficiencias dietarias y cambios en la composición corporal. En el metabolismo lipídico, fundamentalmente se puntualizó la retención de isómeros de AG, los perfiles de lípidos séricos y tisulares, como también en mecanismos de regulación de triglicéridos (TG); y en el metabolismo de la glucosa, se estudiaron la captación, incorporación y oxidación de la misma, y la síntesis de glucógeno en músculo soleo aislado. Todos los animales experimentales mostraron un buen estado de salud durante el tratamiento dietario, logrando un óptimo desarrollo y crecimiento. En los animales alimentados con dietas deprivadas de AL, independientemente de la ausencia o presencia de los isómeros AGT o CLA, detectamos en suero y tejidos periféricos el ácido Mead y la relación trieno/tetraeno característicos de una deficiencia marginal de AGE. Todos los isómeros de los AGT fueron incorporados en los tejidos analizados y sus niveles totales fueron mayores en tejido adiposo que los de hígado, músculo y suero. Además, la deprivación de AL influyó diferencialmente sobre el contenido de los isómeros individuales, reduciendo los niveles de estos, dependiendo del tejido e isómero considerado. Este efecto podría estar asociado a una competencia tisular entre los AGT y los AG saturados (AGS) presentes en la dieta deprivada de AL. Además, encontramos que los AGT en la dieta enriquecida en AL reemplazaron los AG: AL, ALA y ácido araquidónico (AA) en la mayoría de los tejidos analizados. Dentro de lo parámetros nutricionales, los AGT aumentaron la ganancia de peso corporal, asociado a un mayor depósito de grasa visceral, independientemente del status de AL. Los AGT ejercieron un efecto diferente sobre el metabolismo lipídico en función del status de AL. Específicamente, los animales deprivados de AL, pero no aquellos alimentados con dieta enriquecida, mostraron un incremento de los TG circulantes asociados a una disminución en la clarificación de los TG en tejido adiposo. A nivel hepático, los niveles de TG fueron incrementados por los AGT, independientemente de los niveles de AL, aunque los mecanismos involucrados no fueron los mismos. En animales que recibieron dietas enriquecidas en AL, los AGT incrementaron los niveles de TG a través de una disminución de la oxidación de AG, indicada a través de la actividad de la enzima carnitina palmitoil transferasa (CPT)-Ia. Además, incrementaron la conversión de AL a AA. En los animales alimentados con dietas de en AL, el aumento en los niveles de TG hepáticos fue el resultado de una mayor síntesis de AG denotada por una mayor actividad de las enzimas sintasa de AG (FAS), enzima málica (EM) y glucosa-6-fosfato deshidrogenasa (G6PDH). Otra diferencia importante estuvo centrada en que estos animales, mostraron una disminución de la biosíntesis de AG poliinsaturados de cadena larga (AGPI-CL) n-6 y un incremento en la biosíntesis de AGPI-CL n-3. Este efecto podría ser consecuencia de un preferencial flujo de sustratos de AG n-3, debido a una posible competencia de los AGT con los AG n-6 a nivel de la enzima 6-desaturasa. En el tejido adiposo, los AGT en la dieta enriquecida en AL aumentaron el peso de los panículos epididimal y retroperitoneal. Este efecto estuvo asociado a una disminución en los depósitos de los AG: AL, ALA y AA, lo que, probablemente, sea disparador del aumento en la actividad de la enzima lipoproteína lipasa (LPL) con el propósito de compensar esta reducción de AGPI-CL. Mientras que en los animales deprivados de AL, el incremento del peso de los panículos adiposos se relacionó a una mayor lipogénesis, manifestada por las actividades de las enzimas FAS, EM y G6PDH, y a un aumentado flujo de sustratos a través de la enzima estearilCoA desaturasa (SCD-1). Este efecto pudo haber sido desencadenado por los bajos niveles de AG: AL, ALA y AA. Las alteraciones en los lípidos y su regulación observados a nivel hepático y adiposo no tuvieron correlación con cambios en el metabolismo lipídico en músculo. No obstante, las experiencias en músculo sóleo aislado mostraron que la captación, incorporación y oxidación de la glucosa en condiciones basales incrementaron ligeramente por los AGT, independientemente del status de AL. Contrariamente, frente a la estimulación con insulina, los AGT en los músculos de animales alimentados con dieta enriquecida en AL, disminuyeron la captación, incorporación y oxidación de la glucosa, y síntesis de glucógeno. Este efecto no fue observado en los animales alimentados con dieta deprivada de AL. Así, los efectos observados en condiciones basales, pero no necesariamente frente al estímulo de insulina, podrían ser los responsables de la reducción de los niveles de glucemia observados, y estar asociados a los diferentes niveles musculares de ácidos grasos poliinsaturados (AGPI), incluyendo el ácido ruménico bioconvertido a partir de ácido transvaccénico. En relación a los CLA: 9c,11t-CLA y 10t,12c-CLA, ambos fueron incorporados en los tejidos analizados, siendo sus niveles: tejido adiposo > músculo > hígado > suero. En estos 3 últimos, el contenido de ambos isómeros no estuvo afectado por el status de AL; en cambio en el tejido adiposo epididimal los animales que recibieron la dieta deprivada de AL presentaron menores niveles que los que recibieron la dieta enriquecida. Es probable que, ante la demanda de AGE por el organismo en la dieta deprivada de AL, y tomando en cuenta la similitud de los CLA con éste AG, los adipocitos liberen a circulación una mayor cantidad de ambos isómeros CLA. Además, los niveles de 9c,11t-CLA fueron siempre mayores a los de 10t,12c-CLA. Asimismo, la sustitución con CLA redujo los niveles de AL y ALA en hígado y tejido adiposo de los animales que recibieron la dieta enriquecida en AL. Es probable que éstos isómeros compitan con los AG: AL y ALA por su incorporación a los tejidos. Contrariamente, en la dieta deprivada de AL, los CLA en suero atenuaron la deficiencia de AL. En suero de ratas alimentadas con dieta deprivada de AL, los CLA presentaron un efecto hipotrigliceridémico, asociado a una menor secreción y a una mayor remoción de TG. Diferencialmente, en las ratas alimentadas con dieta enriquecida en AL, los CLA no modificaron dichos niveles. Los CLA incrementaron los niveles de TG hepáticos sólo en los animales deprivados de AL, y estos efectos estuvieron relacionados a diferentes alteraciones en mecanismos regulatorios. Específicamente, en los animales alimentados con dieta deprivada de AL, el incremento de TG estuvo asociado a una reducción de la secreción de TG-lipoproteína de muy baja densidad (VLDL), y a un aumento en la actividad de enzimas lipogénicas. Estos animales también mostraron un descenso en la biosíntesis de ácido araquidónico (AA) debido a un menor flujo de sustrato a través de la enzima ∆6-desaturasa hepática. Es probable que esta menor síntesis de AA, esté aumentando la síntesis de ácido docosahexaenoico (DHA), y desplazando el flujo de sustratos hacia ésta vía metabólica. La teoría de competitividad entre sustratos podría explicar porque, en nuestro trabajo, en el grupo enriquecido en AL el efecto inhibitorio de los CLA sobre la ∆6-desaturasa y la biosíntesis de los AGPI-CL de la familia n-6, no se puso de manifiesto, mientras que, en el grupo deprivado de AL (donde el contenido de AL como sustrato para la competencia enzimática era baja) el efecto estuvo presente. En las ratas alimentadas con dieta deprivada de AL, los CLA tendieron a reducir el contenido de grasa corporal, alcanzando una reducción significativa en el peso de los panículos adiposos. Estos cambios no se asociaron a una menor ingesta de alimento, ni de energía, sino a una ligera menor eficiencia energética, y no fueron observados en animales alimentados con dieta enriquecida en AL. El esclarecimiento de los mecanismos regulatorios involucrados en el efecto de los CLA sobre el tejido adiposo necesita ser profundizado, no obstante, dichos mecanismos parecieran depender del status de AL. Es posible postular que en el grupo deprivado en AL una elevada lipólisis conduzca a una exacerbada actividad de la enzima LPL y de las enzimas lipogénicas como mecanismo compensador de la marcada reducción del tejido adiposo. En relación al metabolismo de la glucosa, la reducción de los niveles de glucosa sérica inducida por los CLA pudo ser debido a un aumento de la glucólisis muscular, evidenciada con la mayor oxidación de glucosa en condiciones basales; la cual estuvo más acentuado en deprivación de AL. Contrariamente, se observó una menor respuesta a la insulina sobre la metabolización de la glucosa en los animales suplementados con CLA, independientemente de los niveles de AL. Finalmente, en los animales suplementados con CLA el palmitato no inhibió la acción de la insulina sobre la captación e incorporación de glucosa, y este efecto fue independientemente del status de AL. Es posible proponer que modificaciones en la composición de los lípidos de membrana plasmática muscular estén influyendo sobre la mayor utilización de glucosa. En resumen: - Los AGT, a niveles equivalentes de los que podrían ser consumidos por la población humana, producen efectos deletéreos sobre animales de experimentación, fundamentalmente incrementando la acreción de lípidos en hígado y tejido adiposo. - La deprivación de AL genera cambios en el entorno metabólico de los animales influyendo tanto sobre el efecto de los AGT, como en los mecanismos de acción de éstos. - Los niveles de 11t-18:1, como asimismo su bioconversión a 9c,11t-CLA podrían estar atenuando los efectos deletéreos reportados por diversos investigadores para aceites enriquecidos en 9t-18:1. - Los CLA poseen efectos metabólicos diferentes en función del status de AL. - A bajos niveles de ingesta de AL es posible una alta interacción con los CLA conduciendo a ciertos efectos biológicos benéficos, como: reducción de la acreción grasa, reducción de los TG circulantes, incremento en la biosíntesis de AGPI-CL n-3 asociado a una reducción de la biosíntesis de AGPI-CL n-6 y mejoramiento de la utilización de la glucosa. - Los CLA en dieta deprivada de AL conducen en la rata a modificaciones metabólicas atenuadas de aquellas descriptas en el ratón. - Es factible postular que la baja ingesta de AL podría generar en las ratas una mayor sensibilidad a los CLA, o bien, que en dietas muy ricas en AL, los CLA no compitan en la metabolización de los AGPI n-6, conduciendo a efectos diferenciales en ambas situaciones metabólicas. Esto no descarta la posibilidad que diferentes niveles de metabolitos bioactivos se puedan generar a partir de los CLA consumidos. Los resultados de la presente tesis contribuyen al conocimiento de los efectos benéficos y deletéreos de los isómeros de AG, como también a los mecanismos de acción de los mismos, bajo situaciones que emulan experimentalmente posibles condiciones nutricionales de la población.