Advances in the knowledge of olive oil phenolic compounds. From biotransformations after their intake to their metabolic fate for exerting biological activities

Abstract

L'oli d'oliva, la principal font de greix de la dieta mediterrània, posseeix una exclusiva família de compostos fenòlics (OOPC) de l'ubicats a la fracció insaponificable, sent el hidroxitirosol molècula més bioactiu (HT). Anterior in-vitro, in vivo i estudis epidemiològics revelar que OOPC de, especialment l’hidroxitirosò posseeixen propietats farmacològiques. Per aquestes raons, l'AESA va afirmar una al·legació de salut pel que fa a les propietats del OOPC de contra el desenvolupament de malalties cardiovasculars. Des de llavors, un producte cada vegada més expansiu basat en OOPC'S estan al mercat, però, no hi ha molta informació sobre la relació dosi-efecte i la forma que aquests siguin de OOPC més biodisponible per produir els seus efectes beneficiosos. En la present tesi doctoral, el nostre objectiu era aprofundir en el coneixement del metabolisme i biotransformació de l’hidroxitirosò en el tracte gastrointestinal, l'impacte de la dosi i l'estructura química del seu biodisponibilitat. A més, el nostre objectiu és estudiar la contribució dels metabòlits plasmàtics en el desenvolupament de malalties cardiovasculars i emfatitzem en el mecanisme molecular d'acció a través de l'estudi del proteoma de aortha i el cor. A més, el nostre objectiu, era estudiar les biotransformacions que es produeix en el tracte digestiu, produïts com a conseqüència dels metabolismes microbians i l'activitat potencial contra el càncer de còlon. Els nostres resultats mostren que l'administració de diferents precursors d'hidroxitirosol té un gran impacte en la seva biodisponibilitat, sent les formes més complexes (secoiridoids i, especialment, la oleuropeïna, les millors estructures moleculars per arribar a més HT metabòlits plasmàtics. A més, sembla que la fase transitòria II metabòlits de la TH, sent el metabòlit més ubic en fluids biològics, podrien tenir activitat biològica de sulfat de HT. dels metabòlits de còlon HT han de ser d'interès per a futurs estudis per avaluar el seu bioactivitat de prevenció contra el càncer de còlon. en resum, tant molècula natural i els seus derivats metabòlits formats durant la digestió (tant microbiana i enzimàtica) contribuir a mantenir l'estat de salut.

Olive oil, the main source of fat in the Mediterranean diet, possesses an exclusive family of phenolic compounds (OOPCs) located in the unsaponifiable fraction, with hydroxytyrosol (HT) being the most bioactive molecule. Previous in-vitro, in-vivo and epidemiological studies revealed that OOPCs, especially HT, possess pharmacological properties. For these reasons, the European Food Safety Authority (EFSA) made a health claim stating that the properties of OOPCs countered the development of cardiovascular diseases. Since then, an ever-expanding range of products based on OOPCs has come onto the market, but there is little information about the dose effects and the form in which these compounds become more bioavailable. In this Doctoral Thesis, my aim was to deepen the knowledge of HT metabolism and biotransformation during gastrointestinal tract transit and to study the impact of the dose and the chemical structure for its bioavailability. Also, I aim to study the contribution of plasmatic metabolites to the development of cardiovascular diseases and to highlight the molecular mechanism of action by studying the aorta and heart proteome. In addition, my goal was to study the biotransformations that occur in the digestive tract as a consequence of microbial metabolisms and the potential activity against colon cancer. My results show that the administration of different precursors of HT has a broad impact on its bioavailability. The administration of the most complex HT precursors (secoiridoids, and especially oleuropein) increases the bioavailability of HT and also, its plasmatic metabolites. Also, it seems that the phase-II metabolites of HT, with HT sulfate being the most ubiquitous metabolite in plasma, could display biological activity. The colonic metabolites of HT may be of interest for future studies to evaluate its preventive bioactivity against colon cancer. In conclusion, both the native molecule and its derived metabolites formed during digestion (microbial and enzymatic) help to maintain health status.

El aceite de oliva, la principal fuente lipídica de la dieta mediterránea, posee una exclusiva familia de compuestos fenólicos (OOPC) ubicados en la fracción insaponificable, siendo la molécula más bioactiva hidroxitirosol (HT). Estudios previos tanto in-vitro, in-vivo y epidemiológicos apuntaron que los OOPC, especialmente los HT, poseen propiedades farmacológicas. Por estas razones, la EFSA lanzó una alegación de salud con respecto a las propiedades de OOPC contra el desarrollo de enfermedades cardiovasculares. Desde entonces, existe en el mercado un gran numero de productos que contienen altos contenidos de OOPC, sin embargo, no hay mucha información sobre los efectos de dosis y la forma que estos compuestos son más biodisponibles. En la presente Tesis Doctoral, nuestro objetivo fue profundizar en el conocimiento del metabolismo y la biotransformación de HT durante el tracto gastrointestinal, estudiar el impacto que posee la dosis y la estructura química a su biodisponibilidad. También se pretende estudiar la contribución de los metabolitos plasmáticos en el desarrollo de enfermedades cardiovasculares y destacar en el mecanismo molecular de acción mediante el estudio del proteoma de aortha y corazón. Además, estudiamos las biotransformaciones que se producen en el tracto digestivo como consecuencia de los metabolismos microbianos y la actividad potencial contra el cáncer de colon. Nuestros resultados muestran que la administración de diferentes precursores de HT tiene un amplio impacto en su biodisponibilidad, siendo las formas más complejas (secoiridoides, y especialmente oleuropeína, las estructuras moleculares que alcanzan más metabolitos plasmáticos de HT). El HT-Sulfato, el mayor metabolito presente en plasma, podrían mostrar actividad biológica. Los metabolitos colónicos de HT podrían ser de especial interés para futuros estudios para evaluar su bioactividad preventiva contra el cáncer de colon. En conclusion, tanto la molécula nativa como sus metabolitos formados durante la digestión (tanto microbiana como enzimática) contribuyen a mantener el estado de salud.