Impact of External Factors on the Bioavailability of (Poly)phenols: Focus on Biological Rhythms and Proximity Consumption in Healthy and Obese Rats

Abstract

Els compostos fenòlics són substàncies produïdes per les plantes en resposta a l'estrès. Aquests compostos posseeixen propietats antioxidants i antiinflamatòries, i el seu consum s'ha associat amb beneficis per a la salut. S'han identificat diversos factors, com ara l'estructura dels compostos, les condicions ambientals, el sexe, la microbiota intestinal i la dieta, com a determinants en la seva absorció i metabolització. A més d'aquests factors, els ritmes biològics, incloent-hi els circadians i estacionals, estan emergint com a crucials en els seus efectes. Les alteracions en aquests ritmes associades amb factors de l'estil de vida han demostrat impactar l'estat metabòlic, potencialment influenciant la biodisponibilitat dels (poli)fenols. Tenint en compte tot això, l'objectiu principal d'aquesta tesi és avaluar si el metabolisme i la biodisponibilitat dels (poli)fenols poden ser influenciats per diferents patrons de ritme biològic i consum de proximitat en el context d'hàbits dietètics saludables i alterats. Per aconseguir això, primer vam investigar la influència dels ritmes circadians i estacionals en la biodisponibilitat dels compostos fenòlics derivats de l'extracte de proantocianidines de llavor de raïm (GSPE) en rates sanes i obeses induïdes per dieta. Posteriorment, vam caracteritzar el perfil fenòlic de cultivars de cirera dolça de dos orígens geogràfics i vam avaluar-ne la biodisponibilitat després del consum agut. Els resultats van revelar efectes significatius del moment d'administració i el fotoperíode en la biodisponibilitat de compostos fenòlics, destacant la interacció entre els hàbits dietètics i el moment d'administració. A més, l'origen geogràfic va influir significativament en el perfil fenòlic de les cireres, exhibint les locals un major contingut fenòlic. Aquests resultats subratllen la importància de considerar els ritmes biològics i els factors ambientals en la biodisponibilitat, la qual cosa pot contribuir a millorar les estratègies de consum d'aliments i fomentar una comprensió més profunda de la relació entre la dieta i la salut.

Los compuestos fenólicos son sustancias producidas por las plantas en respuesta al estrés. Estos compuestos poseen propiedades antioxidantes y antiinflamatorias, y su consumo se ha asociado con beneficios para la salud. Se han identificado varios factores, como la estructura de los compuestos, las condiciones ambientales del cultivo, el sexo, la microbiota intestinal y la dieta, como determinantes en su absorción y metabolización. Además, los ritmos biológicos, tanto circadianos como estacionales, están emergiendo como cruciales en sus efectos. Las alteraciones en estos ritmos asociados a factores del estilo de vida moderno han demostrado impactar el estado metabólico, potencialmente influenciando la biodisponibilidad de los (poli)fenoles. Con todo ello, el objetivo principal de esta tesis es evaluar si el metabolismo y la biodisponibilidad de los (poli)fenoles pueden ser influenciados por diferentes patrones de ritmo biológico y consumo de proximidad en el contexto de hábitos dietéticos saludables y alterados. Para ello, primero investigamos la influencia de los ritmos circadianos y estacionales en la biodisponibilidad de los compuestos fenólicos derivados del extracto de proantocianidinas de semilla de uva (GSPE) en ratas sanas y obesas Posteriormente, caracterizamos el perfil fenólico de dos cultivos de cereza dulce de diferentes orígenes geográficos y evaluamos su biodisponibilidad después del consumo agudo. Los resultados revelaron efectos significativos del momento de administración y el fotoperíodo en la biodisponibilidad, destacando la interacción entre los hábitos dietéticos y el momento de administración. Además, el origen geográfico influyó significativamente en el perfil fenólico de las cerezas, exhibiendo las locales un mayor contenido. Estos hallazgos subrayan la importancia de considerar los ritmos biológicos y los factores ambientales de producción en la biodisponibilidad lo que puede contribuir a mejorar las estrategias de consumo de alimentos y fomentar una comprensión más profunda de la relación entre la dieta y la salud.

Phenolic compounds are substances produced by plants in response to stress. These compounds possess antioxidant and anti-inflammatory properties, and their consumption has been associated with various health benefits. However, a comprehensive understanding of these benefits requires an investigation into their bioavailability. Several factors, such as compound structure, environmental conditions, sex, gut microbiota, and diet, have been identified as influencing their absorption and metabolism. In addition to these factors, biological rhythms, including circadian and seasonal patterns, are emerging as crucial determinants in their effects. Disruptions in these rhythms associated with contemporary lifestyle factors have been shown to impact metabolic status, potentially influencing (poly)phenol bioavailability. Considering all of this, the main objective of this thesis is to evaluate whether the metabolism and bioavailability of (poly)phenols can be influenced by different biological rhythm patterns and proximity consumption in the context of healthy and altered dietary habits. To achieve this, we first investigated the influence of circadian and seasonal rhythms on the bioavailability of phenolic compounds derived from grape seed proanthocyanidins extract (GSPE) in healthy and diet-induced obese rats. Subsequently, we characterized the phenolic profile of sweet cherry cultivars from two geographical origins and evaluated their bioavailability after acute consumption. The results revealed significant effects of administration timing and photoperiod on phenolic compound bioavailability, highlighting the interplay between dietary habits and timing of administration. Moreover, geographical origin significantly influenced the phenolic profile of sweet cherries, exhibiting the local cherries higher phenolic content. These findings underscore the importance of considering biological rhythms and environmental factors in the bioavailability of (poly)phenols, which may contribute to enhancing food consumption strategies and fostering a deeper understanding of the relationship between diet and health.