Estudio de la capacidad fat-binding selectiva de fibras alimentarias y su repercusión sobre el metabolismo lipídico

Abstract

Las enfermedades cardiovasculares son la principal causa de mortalidad a nivel mundial. Aunque su origen es multifactorial, entre los factores de riesgo más destacables se encuentran el sobrepeso y la obesidad, así como niveles elevados de lípidos en sangre (dislipemias), cuyas causas más frecuentes son la inactividad física y los malos hábitos alimentarios. Más concretamente, las dietas malsanas suelen caracterizarse por un elevado consumo de calorías, sobre todo en forma de hidratos de carbono y grasa, y un bajo consumo de frutas y verduras. En consecuencia, existe un amplio consenso en torno a la importancia de reducir el consumo de alimentos con un alto contenido en grasa, especialmente en forma de grasas saturadas, trans y colesterol, ya que tienen un efecto hipercolesterolémico; y aumentar el consumo de frutas y verduras, debido a que son una buena fuente de micronutrientes esenciales y fibra. Sin embargo, las estadísticas demuestran que en la mayoría de países industrializados el consumo real de estos alimentos se aleja preocupantemente de las cantidades recomendadas.

El consumo de dietas con una elevada presencia de fibra alimentaria se ha correlacionado con un descenso en la incidencia de las enfermedades cardiovasculares. Esto es debido a que su consumo está asociado a numerosos efectos beneficiosos, como la capacidad de reducir la absorción de grasa y los niveles de lípidos plasmáticos. No obstante, es importante tener en cuenta que no todas las fibras presentan las mismas propiedades beneficiosas y que el efecto sobre el metabolismo lipídico que tienen los ácidos grasos, principales constituyentes de la grasa de la dieta, puede diferir considerablemente.

En base a estos antecedentes, en la presente Tesis Doctoral se estudió y comparó la capacidad de reducir de manera selectiva la absorción de grasa de fibras con diferentes características fisicoquímicas. Más concretamente, se estudió en cobayas el efecto de la goma guar parcialmente hidrolizada, la maltodextrina resistente a la digestión y el quitosano. Para ello, se determinó el efecto de estas fibras sobre la excreción de lípidos, haciendo especial énfasis en la excreción de esteroles neutros, ácidos biliares y, sobretodo, ácidos grasos. Adicionalmente, se evaluó su repercusión sobre el perfil lipídico de muestras biológicas como el plasma o el hígado. Los resultados demuestran que todas las fibras estudiadas presentan capacidad hipolipidémica, aunque ésta puede ser atribuible a diferentes mecanismos. De las fibras estudiadas sólo la fibra quitosano presenta capacidad fat-binding (ligando de grasa) selectiva, ya que muestra menor afinidad por los ácidos grasos saturados de cadenas largas en comparación con aquellos de cadenas más cortas o a los ácidos grasos insaturados. Como resultado de la capacidad fat-binding selectiva del quitosano se observan cambios en el perfil de ácidos grasos del hígado, y sobre todo del plasma, debido a que puede alterar la relación entre ácidos grasos poliinsaturados n-6 y n-3.

En conclusión, la presente Tesis Doctoral permite obtener un mayor conocimiento sobre la capacidad hipolipidémica y los mecanismos de acción de fibras de gran interés en la industria alimentaria debido a su posible incorporación en alimentos o a su uso como complementos alimenticios.

Study of the selective fat-binding capacity of dietary fibers and its repercussion on lipid metabolism.

Cardiovascular diseases are the leading cause of death in the world. Although its aetiology is multifactorial, high intakes of calories and fats, especially cholesterol-rich fats as well as saturated and trans fatty acids, are widely accepted as major contributing factors.

Evidence shows that dietary fiber may play an important role in the prevention of CHD due to its capacity to lower plasma lipid concentrations. In general terms, this effect has mainly been associated with the capacity of dietary fiber to reduce carbohydrate absorption, fat digestibility and bile acid circulation. However, it is widely known that fatty acids, the main constituents of dietary fat, elicit different lipid metabolism responses. Moreover, the beneficial effect of dietary fiber depends on its physicochemical properties.

The main aim of this Thesis was to compare the hypolipidemic effect and selective fat-binding capacity of different dietary fibers, namely partially hydrolyzed guar gum, digestion-resistant maltodextrin and chitosan. For this purpose, the effect of these fibers on fatty acid absorption and on neutral sterols and bile acid excretion was determined in guinea pigs. The repercussion of these fibers on the lipid profile of plasma and liver was also evaluated. All the dietary fibers in the study were able to increase lipid excretion, and thus reduce plasma lipids. However, only chitosan was able to selectively reduce fat absorption as its effect on fatty acid excretion was dependent on the chain length and unsaturation degree of the fatty acid. Consequently, chitosan was able to modify the fatty acid profile of liver and plasma, due to changes in the ratio of n-6 and n-3 polyunsaturated fatty acids.

In conclusion, these results confirm that dietary fiber can exert different effects on lipid absorption and metabolism, and provide new insight into the hypolipidemic mechanisms of partially hydrolyzed guar gum, digestion-resistant maltodextrin and chitosan.