Efecto de la proporción de los componentes de la dieta en distintos aspectos del metabolismo de la rata en un contexto de obesidad

Abstract

El sobrepeso y la obesidad son condiciones patológicas, con una prevalencia elevada, que están consideradas como una de las principales causas de mortalidad. Los factores genéticos, y especialmente, los factores ambientales y los estilos de vida son determinantes para su desarrollo. Existen varias patologías asociadas a la obesidad como la resistencia a la acción de la insulina, la hipertensión, la hiperlipidemia y las enfermedades cardiovasculares, que son las principales comorbilidades del síndrome metabólico. A lo largo de las décadas se han desarrollado infinidad de estudios enfocados en la prevención y el tratamiento de la obesidad y sus complicaciones, la mayoría de ellos relacionados con el control del peso a través de la intervención nutricional, que se basa principalmente en la modificación de la proporción de los macronutrientes de la dieta. Sin embargo, dichas modificaciones conllevan adaptaciones metabólicas que, con la tentativa de mantener la homeostasis en el organismo, pueden comprometer algunas funciones biológicas. En la presente Tesis, se han estudiado algunas de las adaptaciones metabólicas que se producen tras aplicar una intervención nutricional con cuatro dietas distintas durante un mes. La intervención se realizó en ratas Wistar hembra y macho de 10 semanas de edad. Las dietas utilizadas diferían en la proporción y/o la composición de macronutrientes, y a la vez, fueron comparables entre sí al estar ajustadas al resto de componentes. Los resultados obtenidos en relación a la medida de la glucemia indican que las lecturas de glucosa estarían sujetas a una infraestimación sistemática, pudiendo comprometer los criterios diagnósticos. Las medidas de glucemia y glucosilación obtenidas apuntan a una influencia de la dieta sobre la proporción anomérica de la glucosa, y a diferencias en la compartimentación de la glucosa sanguínea; por ello, se sugiere la medida de la glucosilación de las proteínas de membrana de los eritrocitos (debido a su contacto continuado con la glucosa del plasma) como mejor indicador del desarrollo de la hiperglucemia.

En relación a los efectos obesogénicos de la dieta, parece que las consecuencias metabólicas no vienen dadas únicamente por un exceso de nutrientes de la dieta sino también por un desequilibrio en su proporción. Se ha observado que la ingesta de componentes sabrosos (dulce/salado) junto con la textura que aporta el lípido, son los principales responsables de la inducción de hiperfagia y el desarrollo de obesidad. La relación lípido / proteína de la dieta influye positivamente en la acumulación de lípido ectópico, siendo esta también diferente entre sexos. Por otro lado, la composición lipídica de la dieta generó efectos importantes en el metabolismo de carbohidratos y de lípidos, que parecen estar mediados por el estradiol. Respecto al metabolismo nitrogenado, la relación energía / proteína de la dieta parece tener un papel clave en la regulación del ciclo de la urea hepático. Ante un exceso energético y proteico simultáneo proveniente de la dieta, el funcionamiento del ciclo y la producción de urea se ven comprometidos, dificultando la excreción de nitrógeno amínico. Por otro lado, la capacidad del tejido adiposo marrón para contribuir a la eliminación de nitrógeno amínico está limitada debido a la presencia parcial del ciclo de la urea, que parece estar relacionado con la síntesis de arginina. Estos hallazgos refuerzan las hipótesis relacionadas con la existencia de mecanismos alternativos para eliminar un superávit de nitrógeno amínico.

Overweight and obesity are pathologic conditions with a high prevalence, and are considered as one of the leading risks for global deaths. Genetic factors, and especially, environmental factors and lifestyle habits are crucial for their development. There are several obesity- associated pathologies, as insulin resistance, hypertension, cardiovascular disease and hiperlipidemia, which are the main comorbidities of Metabolic Syndrome. Over the decades several approaches have been carried out for the prevention and treatment of obesity and its complications. Most of them are related to weight control through nutritional intervention, which is mainly based on macronutrient’s proportion modifications. However, these modifications involve metabolic adaptations for homeostasis maintenance that can compromise some biological functions. Some of those metabolic adaptations have been studied by carrying out a one-month nutritional intervention with four different diets. It has been performed in 10-week old female and male Wistar rats. The diets used differed in macronutrients proportion or composition, and were comparable to each other since the rest of the components were adjusted. The results obtained in relation to glycaemia measurement suggest the existence of a systematic underestimation of glucose readings, which could be compromising the diagnostic criteria. The obtained glycaemia and glycosylation measurements point to an influence of the diet on glucose anomer proportion and to a different blood glucose compartmentalization, suggesting the measurement of red blood cell membrane protein glycosylation (due to its sustained exposure to glucose) as better marker of hyperglycaemia development. Regarding diet obesogenic effects, it seems that the metabolic consequences are not only given by an excess of nutrients from the diet but also by an imbalance in their proportion. It has been observed that the intake of tasty components (sweet / salty) together with lipid texture, are the main responsible factors for hyperphagia induction and obesity development. The lipid / protein ratio of the diets positively influences the accumulation of ectopic lipid, which also exhibited sex-related differences. On the other hand, the lipid composition of the diet promoted important effects on carbohydrate and lipid metabolism, which seemed to be mediated by oestradiol. In relation to nitrogen metabolism, the energy / protein ratio of the diet seems to play a key role in liver urea cycle regulation. When high amounts of energy and protein simultaneously come from the diet, the operation of urea cycle, and so the excretion of nitrogen as urea, is compromised. Furthermore, the capacity of brown adipose tissue to contribute to the nitrogen excess elimination is limited due to its partial urea cycle presence, which may be more related to arginine synthesis. These findings reinforce the hypotheses related to the existence of alternative mechanisms to eliminate the nitrogen surplus.