Chronotherapeutic role of grape seed proanthocyanidins on circadian rhythm and oxidative stress in an obesity context

Abstract

Els ritmes biològics permeten adaptar els organismes a canvis ambientals predictibles promoguts pels moviments de rotació i translació terrestres. Aquests moviments determinen les oscil·lacions al llarg dels dies (ritmes circadiaris) i els anys (ritmes circanuals), els quals són sincronitzats per senyals externs. No obstant, els estímuls externs desajustats como els provocats pels estils de vida actuals poden contribuir a desincronitzar els ritmes biològics, afavorint l’ aparició de malalties metabòliques (obesitat i síndrome metabòlica) i estrès oxidatiu. L’extracte de proantocianidines de llavors de raïm (GSPE en anglès) va demostrar potencial per pal·liar les malalties metabòliques, l’estrès oxidatiu i les alteracions circadiàries. Per la qual cosa, l’objectiu d’aquesta tesi va ser estudiar els efectes cronoterapèutics del GSPE en el metabolisme hepàtic antioxidant després d’una disrupció circadiària induïda per senyals desajustats, incloent una dieta hipercalòrica o un canvi brusc en els cicles de llum i foscor. Per tant, les oscil·lacions diürnes del sistema antioxidant hepàtic, l’impacte del canvi brusc de fotoperíode en aquest sistema i els efectes promoguts pel GSPE van ser estudiats en rates Fischer 344 sanes i obeses induïdes per la dieta de cafeteria (CAF).

Los ritmos biológicos permiten adaptar a los organismos a cambios ambientales predecibles promovidos por los movimientos de rotación y traslación terrestres. Estos movimientos determinan las oscilaciones a lo largo de los días (ritmos circadianos) y los años (ritmos circanuales), siendo sincronizados por señales externas. Sin embargo, las señales desajustadas como las provocadas por los estilos de vida actuales pueden contribuir a desincronizar los ritmos biológicos, favoreciendo la aparición de enfermedades metabólicas (obesidad y síndrome metabólico) y estrés oxidativo. El extracto de proantocianidinas de pepita de uva (GSPE en inglés) demostró potencial para paliar enfermedades metabólicas, estrés oxidativo y alteraciones circadianas. Por ello, el objetivo de esta tesis fue estudiar los efectos cronoterapéuticos del GSPE en el metabolismo hepático antioxidante tras una disrupción circadiana inducida por señales desajustadas, incluyendo una dieta hipercalórica o un cambio brusco en los ciclos de luz y oscuridad. Para ello, las oscilaciones diurnas del sistema antioxidante hepático, el impacto del cambio brusco de fotoperiodo en este sistema y los efectos promovidos por el GSPE fueron estudiados en ratas Fischer 344 sanas y obesas inducidas por la dieta de cafetería (CAF).

Biological rhythms allow the organisms to adapt to predictable environmental changes promoted by the rotation and translation movements of Earth. Those movements determine the oscillations through the days (circadian) and the years (circannual rhythms), being synchronized by external cues or zeitgebers. However, misaligned external cues such as the promoted by modern lifestyles can contribute to desynchronize biological rhythms, leading to the promotion of metabolic diseases (obesity and metabolic syndrome) and oxidative stress. Grape seed proanthocyanidin extract (GSPE) has shown potential to ameliorate metabolic diseases, oxidative stress, and circadian disruptions. Therefore, the aim of this thesis was to study the chronotherapeutic effects of GSPE on hepatic antioxidant metabolism after a circadian disruption induced by misaligning cues, including an hypercaloric diet or a sudden change in the light/dark cycles. To this end, the diurnal oscillations of the liver antioxidant system, the impact of an abrupt change of photoperiod on this system and the effects promoted by GSPE were studied in healthy and cafeteria diet (CAF)-induced obese Fischer 344 rats. The CAF triggered a disruption of the diurnal oscillations of the antioxidant enzyme activity and gene expression in the liver.