Bioaccesibilidad y efectos biológicos de esteroles vegetales y sus óxidos en una bebida láctea enriquecida en esteroles vegetales

Zusammenfassung

El colesterol ha sido asociado directamente como factor clave en las enfermedades de riesgo cardiovascular. El efecto de los esteroles vegetales (EV) en la reducción del colesterol (10-15%) es ampliamente conocido, si bien, la ingesta necesaria (2-3 g/día) para este efecto debe ser superior a la dietética. Por ello, los EV se utilizan en el enriquecimiento de alimentos, siendo la margarina el primer alimento enriquecido. Este tipo de alimentos es contrario a las recomendaciones dietéticas actuales orientadas hacia un menor consumo de grasa, por ello actualmente se han enriquecido otros alimentos con mejor perfil nutricional (leche, zumo con leche, yogur…). Los EV pueden oxidarse dando lugar a productos de oxidación (POPs). Los estudios en los que se evalúan los efectos biológicos relativos a los POPs son escasos y, en muchos casos, contradictorios. Debido a la similitud estructural, se atribuyen los efectos causados por los productos de oxidación del colesterol (COPs) a los POPs, los cuales se han relacionado con una serie de patologías relacionadas con la modulación del metabolismo lipídico y la disfunción celular. El objetivo de la presente tesis doctoral es el estudio de los EV y POPs en bebidas a base de zumo de frutas y/o leche enriquecidas en EV, mediante la selección de un ingrediente fuente de EV, el estudio de estabilidad de los EV y la bioaccesibilidad (BA) de los EV y POPs presentes en dichas bebidas utilizadas en el marco de un estudio de intervención clínica en humanos. Paralelamente se han evaluado los efectos biológicos de 7-cetoderivados de estigmasterol y colesterol en cultivos celulares del epitelio intestinal (Caco-2) como primera barrera fisiológica para la absorción de estos compuestos. El estudio de los efectos biológicos incluye la determinación de la citotoxicidad causada por los 7-cetoesteroles (evaluando la actividad lisosomal, la funcionalidad e integridad mitocondrial y el contenido de ácidos nucleicos), el potencial inflamatorio (mediante la expresión relativa (ARNm) de biomarcadores (NF?B, TNF?, receptor IL-1?) la cuantificación de citoquinas (TNF?, IL-1?, IL-8, IL-10) y su efecto sobre la modulación del metabolismo del colesterol (monitorización de transportadores (NPC1L1, ABCG5/8) y enzimas (HMGCoA, ACAT)). Se optimiza (energías de colisión) la identificación de POPs por cromatografía de gases acoplada a espectrometría de masas (GC-MS) para la posterior detección de estos compuestos en las bebidas utilizadas en la presente tesis doctoral. De los dos ingredientes ensayados (tall oil y aceites vegetales), se selecciona el tall oil. Este ingrediente permite una mejor cuantificación (disminución de la formación de emulsiones y mejor reproducibilidad en ambas matrices (zumo y zumo con leche)) de los EV en las bebidas a las que se ha adicionado. El almacenamiento (24ºC, 4 meses) de las bebidas enriquecidas no produce cambios en el contenido de EV, si bien, existe un incremento significativo del contenido de POPs durante dicho almacenamiento. Los valores de BA indican diferencias en la solubilidad de los EV dependiendo de la longitud de la cadena alquílica, siendo el campesterol el más bioaccesible. En el caso de los POPs, la BA es superior que en el caso de los EV y, de entre ellos, el sitostanotriol es el más bioaccesible. Los resultados relativos a los efectos biológicos causados por los 7-cetoesteroles en células Caco-2 señalan, principalmente, el compartimento mitocondrial como principal diana de su citotoxicidad, siendo el efecto causado por el 7-cetocolesterol superior al del 7-cetoestigmasterol. La presencia conjunta de ambos 7-cetoderivados, indica una interacción negativa, mostrando una reducción del efecto tóxico del derivado del colesterol. No obstante, la expresión de biomarcadores (NF?B, TNF?, receptor IL-1?) y la cuantificación de citoquinas (TNF?, IL-8, IL-10) pone de manifiesto el mayor potencial inflamatorio del 7-cetoestigmasterol. La monitorización de la expresión relativa de transportadores (NPC1L1, ABCG5/8) y enzimas (HMGCoA, ACAT) relacionados con el metabolismo del colesterol, indican que el poder reductor y el ATP están directamente relacionados con el metabolismo de los 7-cetoesteroles, sin embargo, la influencia del calcio intracelular parece ser determinante en las células incubadas con 7-cetoestigmasterol. El estudio preliminar sobre el potencial efecto citotóxico de los 7-cetoderivados sobre células HepG2 indica una mayor susceptibilidad de esta línea celular versus las células Caco-2, hecho de especial relevancia dado que el metabolismo de los compuestos lipídicos tiene lugar en el hígado. En general, los efectos observados indican que pequeños cambios en la estructura química de los productos de oxidación de los esteroles condicionan el efecto fisiológico determinado in vitro.