Bioactivity of flavanols on the mucosa of the intestinal wall: enteroendocrine effects for preventing diet-induced obesity and associated pathologies

Abstract

Les proantocianidines han demostrat ser efectives estimulant el sistema enteroendocrí en condicions saludables, però els efectes sota un context d’obesitat encara estan per determinar. Donat això, aquesta tesi va ser dissenyada per estudiar els efectes d'un extracte de proantocianidines de llavor de raïm (GSPE) sobre el sistema enteroendocrí en rates alimentades amb una dieta de cafeteria a llarg termini.

Mostrem que uns tractaments preventiu, intermitent sincrònic i correctiu son capaços de modular el sistema enteroendocrí de diferent manera depenent del tractament. A més, cada tractament amb GSPE va mostrar diferents perfils enteroendocrins associats a canvis de pes corporal i/o d’ingesta. No obstant, trobàrem dificultats quantificant les secrecions d'enterohormones i ens va portar al desenvolupament d'una nova metodologia ex vivo, que ens va permetre estimular diferents segments del tracte gastrointestinal i quantificar la seva resposta de secreció enteroendocrina, mantenint la seva vectorialitat.

També trobàrem una regulació de llarg termini sobre l'expressió gènica de GLP-1 a ili, induïda pel pre-tractament de 10 dies amb GSPE, mediada parcialment per una hipometilació sobre el promotor de GLP-1. Aquests efectes es mantenen quan el GSPE s’administra cada dues setmanes durant les disset setmanes de la dieta de la cafeteria. A més, atès que el el tractament preventiu de GSPE presentava un quocient respiratori disminuït i tendia a reduir l'augment de pes corporal, vam avaluar si el GSPE induïa efectes de llarg termini sobre la gestió de lípids als teixits perifèrics. Observàrem una limitació d’emmagatzematge al teixit adipós i un augment d’oxidació lipídica al fetge i múscul esquelètic que romania set setmanes després de l'última dosi de GSPE.

En resum, aquesta tesi mostra que el GSPE és capaç de modular el sistema enteroendocrí i millorar l'estat energètic, alterat per una dieta de cafeteria, demostrant ser un bon agent per tractar les alteracions metabòliques induïdes per l'obesitat.

Las proantocianidinas han demostrado ser efectivas estimulando el sistema enteroendocrino en condiciones saludables, pero sus efectos bajo un contexto de obesidad aún están por determinar. Por ello, esta tesis fue diseñada para estudiar los efectos de un extracto de proantocianidinas de semilla de uva (GSPE) sobre el sistema enteroendocrino en ratas alimentadas con una dieta de cafetería a largo plazo.

Mostramos que unos tratamientos preventivo, intermitente sincrónico y correctivo modulan el sistema enteroendocrino de diferente forma dependiendo del tratamiento. Además, cada tratamiento con GSPE mostró diferentes perfiles enteroendocrinos asociados a cambios de peso corporal y/o de ingesta. Sin embargo, encontramos algunas dificultades en la cuantificación de las secreciones de enterohormonas que nos condujeron al desarrollo de una metodología ex vivo, que nos permitió estimular diferentes segmentos del tracto gastrointestinal y cuantificar su respuesta de secreción enteroendocrina, manteniendo su vectorialidad.

También encontramos una regulación de largo plazo sobre la expresión génica de GLP-1 en íleon, inducida por un pre-tratamiento de 10 días con GSPE, mediada parcialmente por una hipometilación sobre el promotor de GLP-1. Estos efectos se mantuvieron cuando el GSPE se administró cada dos semanas durante toda la cafetería. Además, dado que el tratamiento preventivo de GSPE presentaba un cociente respiratorio disminuido y tendía a reducir el aumento de peso corporal, evaluamos si el GSPE inducía efectos de largo plazo sobre la gestión de lípidos en tejidos periféricos. Observamos una limitación de almacenamiento en el tejido adiposo y un aumento de la oxidación lipídica en el hígado y músculo esquelético que duró siete semanas después de la última dosis de GSPE.

Resumiendo, esta tesis muestra que el GSPE es capaz de modular el sistema enteroendocrino y mejorar el estado energético, alterado por una dieta de cafetería, demostrando ser un buen agente para tratar las alteraciones metabólicas inducidas por la obesidad.

Proanthocyanidins have already proved to be effective at stimulating the enteroendocrine system in healthy conditions, but their effects under an obesogenic challenge have still to be determined. For this reason, this thesis was designed to study the effects of a grape seed proanthocyanidin extract (GSPE) on the enteroendocrine system in rats fed with a long-term cafeteria diet.

Our results showed that a preventive treatment, a synchronic intermittent treatment and a corrective treatment were all capable of modulating the enteroendocrine system differently. Furthermore, each GSPE treatment showed different enteroendocrine profiles associated with changes in body weight and/or food intake. However, we had certain difficulties regarding the quantification of enterohormone secretions, which led us to develop a new ex vivo methodology that stimulated different segments of the gastrointestinal tract and quantified their enterohormone secretion response, thus keeping their vectoriality.

We also found that a 10-day pre-treatment with GSPE induced a long-term upregulation of GLP-1 gene expression in the ileum that was partly mediated by the hypomethylation of its GLP-1 promoter. Moreover, these effects were maintained when GSPE was administered every other week during the seventeen weeks of cafeteria diet. In addition, since this preventive GSPE treatment presented a decreased respiratory quotient and tended to reduce the body weight gain, we evaluated if there were also long-lasting GSPE effects on lipid management in the peripheric tissues. The results showed a limitation on adipose storage and an increase in lipid oxidation in the liver and skeletal muscle that lasted seven weeks after the last GSPE dose.

To sum up, this thesis revealed that grape seed proanthocyanidins are capable of modulating the enteroendocrine system and improving the energetic state altered by a cafeteria diet, thus demonstrating that they are good agents for treating metabolic alterations induced by obesity.