Simultaneous determination of phenolic compounds in table olives and plasma by LC-MS/MS. Pharmacokinetic parameters in rats and humans after the consumption of Arbequina variety.

Abstract

Table olives are an important source of phenolic compounds, whose beneficial health effects have been widely demonstrated. Therefore, the present thesis aims to assess the different phenolic compounds in Arbequina table olives and their determination in plasma of rats and healthy human volunteers after the consumption of this food. Firstly, the composition of Arbequina table olives was analysed by LC-ESI-MS/MS. In total, 16 phenolic compounds were determined (1.0 g/kg), being hydroxytyrosol, luteolin and verbascoside the most abundant ones (∼90%). Subsequently, a new method based on liquid-liquid extraction followed by LC-ESI-MS/MS analysis was developed. Since the validation gave suitable results for linearity, sensibility, accuracy, precision and recoveries, the method could be applied for pre-clinical studies. Hence, Sprague-Dawley rats were orally administered with table olives at 3.85 and 7.70 g/kg. Out of 16 polyphenols found in table olives, only 7 compounds were determined in rat plasma (p-coumaric acid, hydroxytyrosol, luteolin, luteolin-7-O-glucoside, salidroside, tyrosol, and verbascoside) from whose concentrations pharmacokinetic parameters were evaluated. Results indicated relatively fast absorption from 30 min up to 1 h for all the compounds. At both doses the highest AUC was achieved by p- coumaric acid, followed by hydroxytyrosol, and salidroside. Hydroxytyrosol underwent extensive metabolism, being two sulfates the most abundant (∼86%), followed by hydroxytyrosol (∼10%) and two glucuronides (∼4%). Half-life was ranging from 1 h for salidroside up to 5 hours for tyrosol. Then, the first part of clinical trial was performed with human volunteers that received 60 and 120 olives. The method validated in human plasma with satisfactory results allowed the determination of 6 compounds (vanillic acid, hydroxytyrosol, salidroside, luteolin, verbascoside, and hydroxytyrosol acetate) and subsequently the pharmacokinetics was evaluated. Tmax was ranging from 30 min up to 90 min. The highest AUC was reached by vanillic acid, followed by hydroxytyrosol acetate, and hydroxytyrosol. Hydroxytyrosol had similar extensive metabolism as in rats, when two sulfates were the most abundant (∼85%), followed by hydroxytyrosol (∼10%) and two glucuronides (∼5%). Half-life was ranging from 4 h for luteolin, salidroside and hydroxytyrosol acetate up to 7 hours for hydroxytyrosol and verbascoside. Finally, the second part of clinical trial when human volunteers daily ingested 60 olives for 30 days was performed. In total, 9 phenolic compounds were determined. No significant differences were observed within the plasmatic concentrations of vanillic acid, catechol, quercetin, salidroside, apigenin, whereas the plasmatic concentrations of p-coumaric acid, hydroxytyrosol (together with two sulfates), luteolin, and hydroxytyrosol acetate increased over time with repeated intake of Arbequina table olives. In conclusion, the present thesis expanded the knowledge about the pharmacokinetics of phenolic compounds contained in Arbequina table olives in rats and humans after their oral administration that might provide a basis for the future use of table olives as a functional food.

Las aceitunas de mesa constituyen una fuente importante de compuestos fenólicos, cuyos efectos beneficiosos para la salud han sido ampliamente demostrados. Por tanto, la presente tesis tiene como objetivo evaluar los diferentes compuestos fenólicos presentes en la aceituna de mesa de la variedad Arbequina, así como su determinación en plasma de rata y de voluntarios humanos sanos tras el consumo de este alimento. En primer lugar, se analizó la composición de la aceituna de mesa Arbequina mediante LC-ESI-MS/MS. En total se determinaron 16 compuestos fenólicos (1,0 g/kg), siendo hidroxitirosol, luteolina y verbascósido los más abundantes (∼90%). A continuación, se desarrolló un nuevo método basado en extracción líquida y posterior análisis mediante LC-ESI-MS/MS. Dado que la validación arrojó resultados adecuados en cuanto a linealidad, sensibilidad, exactitud, precisión y recuperaciones, el método podría aplicarse a estudios preclínicos. Por consiguiente, se administró por vía oral aceitunas de mesa a razón de 3,85 y 7,70 g/kg a ratas Sprague-Dawley. De los 16 polifenoles hallados en las aceitunas de mesa, solo se determinaron 7 de ellos en plasma de rata (ácido p-cumárico, hidroxitirosol, luteolina, luteolina-7-O-glucósido, salidrosida, tirosol y verbascósido), a partir de cuyas concentraciones se evaluaron los parámetros farmacocinéticos. Los resultados indicaron una absorción relativamente rápida, desde 30 min hasta 1 h, para todos los compuestos. En ambas dosis, el AUC más alto se obtuvo para ácido p-cumárico, seguido de hidroxitirosol y salidrosida. El hidroxitirosol se metabolizó extensivamente, siendo dos sulfatos los más abundantes (∼86%), seguidos de hidroxitirosol (∼10%) y dos glucurónidos (∼4%). La vida media osciló entre 1 h para salidrosida y 5 horas para tirosol. Posteriormente, se realizó la primera parte del ensayo clínico con voluntarios humanos que recibieron 60 y 120 aceitunas. El método, validado en plasma humano con resultados satisfactorios, permitió la determinación de 6 compuestos (ácido vanílico, hidroxitirosol, salidrosida, luteolina, verbascósido y acetato de hidroxitirosol) y seguidamente se procedió a evaluar la farmacocinética. El Tmax osciló entre 30 min y 90 min. El AUC más alto lo alcanzó el ácido vanílico, seguido del acetato de hidroxitirosol y el hidroxitirosol. El hidroxitirosol tuvo un metabolismo extenso similar al de las ratas, donde dos sulfatos fueron los más abundantes (∼85%), seguidos de hidroxitirosol (10%) y dos glucurónidos (∼5%). La vida media fluctuó entre 4 h para luteolina, salidrosida y acetato de hidroxitirosol; hasta 7 horas para hidroxitirosol y verbascósido. Finalmente, se realizó la segunda parte del ensayo clínico donde voluntarios humanos ingirieron diariamente 60 aceitunas durante 30 días. En total, se determinaron 9 compuestos fenólicos. No se observaron diferencias significativas dentro de las concentraciones plasmáticas de ácido vanílico, catecol, quercetina, salidrosida y apigenina; mientras que las concentraciones plasmáticas de ácido p-cumárico, hidroxitirosol (junto con dos sulfatos), luteolina y acetato de hidroxitirosol sí aumentaron con el tiempo con la ingesta repetida de aceitunas de mesa Arbequina. Concluyendo, la presente tesis amplió el conocimiento sobre la farmacocinética de los compuestos fenólicos contenidos en la aceituna de mesa Arbequina en ratas y humanos tras su administración oral, lo que podría sentar las bases para el futuro uso de la aceituna de mesa como alimento funcional.