Search

L'obesitat és un estat inflamatori que porta a l'activació crònica de la resposta immune caracteritzada per la inducció de gens i mediadors proinflamatoris. L'objectiu principal d'aquesta tesi va ser estudiar els efectes antiinflamatoris de les procianidines i les possibles dianes moleculars modulades per aquests flavonoids. Degut al paper central del macròfag en la inducció de inflamació sistèmica, vam analitzar els efectes d'un extracte de procianidines en un model d'inflamació in vitro. Utilitzant models d'obesitat i síndrome metabòlic en rata, vam avaluar els efectes antiinflamatoris de les procianidines in vivo. Els resultats indiquen que les procianidines actuen com antiinflamatoris in vitro inhibint la resposta inflamatòria al macròfag i in vivo com agents preventius tant de la inflamació local com sistèmica, modulant els nivells de mediadors inflamatoris. Aquests resultats indiquen que les procianidines podrien ser candidats per la suplementació dietètica i components d'aliments funcionals per la prevenció de malalties amb component inflamatòria., Once established that obesity is an inflammatory condition leading to chronic activation of the immune system response, the aim of this thesis was to characterize and understand if dietary procyanidins could modulate the low grade inflammatory response related to obesity and the Metabolic Syndrome. Due to the central role of macrophages in obesity induced low-grade inflammation, we analyzed procyanidin effects in an in vitro model of inflammation. By using rat models of obesity, we also assessed procyanidin anti-inflammatory effects in vivo. To sum up, our results showed that procyanidins act as anti-inflammatory agents both in vitro, by modulating the macrophage inflammatory response, and in vivo, by preventing both local and systemic inflammation through the modulation the inflammatory mediators. In conclusion, the use of procyandins will represent an additional nutritional approach that, in association with lifestyle interventions, would improve the obesity induced inflammation and as a consequence ameliorate the metabolic syndrome.

La prevalença de l'obesitat i l'envelliment s'han incrementat dràsticament en les últimes dècades. L'obesitat s'associa a una pèrdua de la funció de barrera intestinal i a canvis en la microbiota (disbiosis). Això provoca una major absorció d'endotoxines i, amb això, una resposta inflamatòria sistèmica, directament relacionada amb el desenvolupament de la síndrome metabòlica. Les proantocianidinas són composts bioactivos d'origen natural que protegeixen davant d'alteracions intestinals induïdes per dietes hipercalóricas. Les proantocianidinas redueixen la translocació d'endotoxines i actuen com a agent antiinflamatori en models animals joves. S'ha plantejat la hipòtesi que l'envelliment podria derivar en efectes similars sobre la funcionalitat de la barrera intestinal, però se sap poc sobre l'efecte de les proantocianidinas durant l'envelliment. L'objectiu principal d'aquesta tesi és avaluar el paper de les proantocianidinas en la modulació d'alteracions metabòliques i intestinals associades a l'obesitat i a l'envelliment. Trobem que una dosi farmacològica de GSPE (500 mg/kg bw) redueix el guany de pes corporal actuant sobre la ingesta quan s'administra de manera preventiva a rates envellides alimentades amb dieta estàndard. Aquesta dosi de GSPE també redueix l'augment de pes corporal i la esteatosis hepàtica quan s'administra simultàniament a rates envellides que reben una dieta CAF La prevalencia de la obesidad y el envejecimiento se han incrementado drásticamente en las últimas décadas. La obesidad se asocia a una pérdida de la función de barrera intestinal y a cambios en la microbiota (disbiosis). Esto provoca una mayor absorción de endotoxinas y, con ello, una respuesta inflamatoria sistémica, directamente relacionada con el desarrollo del síndrome metabólico. Las proantocianidinas son compuestos bioactivos de origen natural que protegen frente a alteraciones intestinales inducidas por dietas hipercalóricas. Las proantocianidinas reducen la translocación de endotoxinas y actúan como agente antiinflamatorio en modelos animales jóvenes. Se ha planteado la hipótesis de que el envejecimiento podría derivar en efectos similares sobre la funcionalidad de la barrera intestinal, pero se sabe poco sobre el efecto de las proantocianidinas durante el envejecimiento. El objetivo principal de esta tesis es evaluar el papel de las proantocianidinas en la modulación de alteraciones metabólicas e intestinales asociadas a la obesidad y al envejecimiento. Encontramos que una dosis farmacológica de GSPE (500 mg/kg bw) reduce la ganancia de peso corporal actuando sobre la ingesta cuando se administra de forma preventiva a ratas envejecidas alimentadas con dieta estándar. Esta dosis de GSPE también reduce el aumento de peso corporal y la esteatosis hepática cuando se administra simultáneamente a ratas envejecidas que reciben una dieta CAF. Obesity and aging have become issues of global concern in recent decades. Obesity is associated with a loss of intestinal barrier function and changes in the microbiota (dysbiosis). Together, this causes a greater transport of endotoxins into the bloodstream and, with it, a systemic inflammatory response that is directly related to the development of metabolic syndrome. Proanthocyanidins are bioactive compounds of natural origin that have a protective effect against intestinal alterations associated with obesity induced by the consumption of high-fat/high-sugar diets. Specifically, proanthocyanidins reduce the translocation of endotoxins and act as an anti-inflammatory agent at the systemic level in young animal models. Moreover, it has been hypothesized that aging might derive in similar effects on the intestinal barrier functionality, but little is known about proathocyanidin therapeutic effect during aging. In that sense, the main objective of this thesis is to evaluate the role of proanthocyanidins in the modulation of metabolic and intestinal disruptions associated with obesity and aging. We found that a pharmacological dose of GSPE (500 mg/kg bw) is able to reduce the body weight gain by reducing food intake when administered preventively to aged rats fed a standard diet. This dose of GSPE also reduces body weight gain as well as fat accumulation in the liver when administered simultaneously to aged rats receiving CAF diet.

El tracte intestinal és un lloc d'interacció amb microorganismes i factors ambientals potencialment nocius. En aquest sentit, un alt consum de components majoritaris de la dieta occidental com la fructosa i els greixos saturats s'ha associat amb la disfunció intestinal (disrupció de la funció de barrera i inflamació) i l'entrada d'endotoxines bacterianes amb efecte proinflamatori en la circulació. Addicionalment, una alta concentració d'endotoxina en plasma (endotoxemia metabòlica) es vincula amb la síndrome metabòlica. Així, l'intestí està emergint com un blanc terapèutic per a la prevenció i tractament de malalties. Les proantocianidines (PACs) són compostos fenòlics naturals amb potent efecte antiinflamatori en la mucosa intestinal d'acord amb evidència preclínica. Per tant, l'administració de PACs és prometedora com a estratègia terapèutica complementària, però la seva eficàcia s'ha de confirmar en humans. El principal objectiu de la present tesi doctoral va ser avaluar l'impacte d'un extracte de PACs de la pinyol de raïm (GSPE) en models preclínics de disfunció intestinal i explorar la seva efectivitat en l'humà. Trobem que una dieta estil occidental (dieta de cafeteria) indueix disfunció intestinal en rates i que l'alteració de permeabilitat al còlon contribueix en gran mesura a la endotoxemia metabòlica. Aquests efectes van ser atribuïts parcialment a altes concentracions luminals de fructosa i van poder ser revertits amb dosis farmacològiques de GSPE in vivo. Finalment, contrastem aquests resultats amb evidència derivada d'un model humà ex vivo de disfunció colònica. En aquest model vam poder replicar la reducció de permeabilitat i la millora de l'estat inflamatori reportats in vivo. En conclusió, l'administració de GSPE pot millorar la disfunció intestinal i la endotoxemia metabòlica associada. Les dosis efectives en humans són probablement farmacològiques i hauran de ser establertes en estudis clínics posteriors. El tracto intestinal es un sitio de interacción con microorganismos y factores ambientales potencialmente dañinos. En este sentido, un alto consumo de componentes mayoritarios de la dieta occidental como la fructosa y las grasas saturadas se ha asociado con la disfunción intestinal (disrupción de la función de barrera e inflamación) y la entrada de endotoxinas bacterianas con efecto proinflamatorio en la circulación. Adicionalmente, una alta concentración de endotoxina en plasma (endotoxemia metabólica) se vincula con el síndrome metabólico. Así, el intestino está emergiendo como un blanco terapéutico para la prevención y tratamiento de enfermedades. Las proantocianidinas (PACs) son compuestos fenólicos naturales con potente efecto antiinflamatorio en la mucosa intestinal, de acuerdo con evidencia preclínica. Por consiguiente, la administración de PACs es prometedora como estrategia terapéutica complementaria, pero su eficacia debe ser confirmada en humanos. El principal objetivo de la presente tesis doctoral fue evaluar el impacto de un extracto de PACs de la pepita de uva (GSPE) en modelos preclínicos de disfunción intestinal y explorar su efectividad en el humano. Encontramos que una dieta estilo occidental (dieta de cafetería) induce disfunción intestinal en ratas y que la alteración de permeabilidad en el colon contribuye en gran medida a la endotoxemia metabólica. Estos efectos fueron atribuidos parcialmente a altas concentraciones luminales de fructosa y pudieron ser revertidos con dosis farmacológicas de GSPE in vivo. Por último, contrastamos estos resultados con evidencia derivada de un modelo humano ex vivo de disfunción colónica. En este modelo pudimos replicar la reducción de permeabilidad y el mejoramiento del estado inflamatorio reportados in vivo. En conclusión, la administración de GSPE puede mejorar la disfunción intestinal y la endotoxemia metabólica asociada. Las dosis efectivas en humanos son probablemente farmacológicas y tendrán que ser establecidas en estudios clínicos posteriores. The intestinal tract is a site of interaction with microorganisms and potentially detrimental environmental factors. The high intake of fructose and saturated fats typical of the Western diet has been associated with intestinal dysfunction (disruption of barrier function and inflammation) and an increased influx of proinflammatory bacterial endotoxins into the systemic circulation. In turn, high concentrations of plasma endotoxins (metabolic endotoxemia) are a precursor to the onset of metabolic syndrome. In view of the above, the intestine is emerging as a target for disease prevention and therapy. Proanthocyanins (PACs) are naturally occurring phenolic compounds with remarkable anti-inflammatory properties in the intestinal mucosa, according to preclinical studies. Thus, PAC administration is a promising adjunctive therapeutic strategy for the treatment of intestinal dysfunction, but its efficacy in humans is yet to be confirmed. The main objective of this doctoral thesis was to evaluate the impact of a grape-seed PAC extract (GSPE) on a rat and cell culture-based model of intestinal dysfunction and to investigate its effectiveness in humans. We found that a long-term Western-style diet (cafeteria diet) induces intestinal dysfunction in rats, and that alterations in the permeability of the colon largely contribute to metabolic endotoxemia. These effects are partially driven by high luminal concentrations of fructose and could be effectively reversed in vivo by pharmacological doses of GSPE. Lastly, we compared these findings with evidence derived from an ex vivo human model of chemically-induced colonic dysfunction in which we were able to replicate the reduction of intestinal permeability and the amelioration of inflammatory status by means of GSPE found in vivo. In conclusion, the administration of GSPE results in the overall improvement of intestinal dysfunction and associated metabolic endotoxemia. Effective doses in humans are probably pharmacological and will have to be determined in clinical trials.

La disfunció intestinal es basa en un estat proinflamatori en l'intestí i en una funció de barrera defectuosa, característiques comunes de diverses malalties cròniques intestinals, però també associades amb patologies metabòliques relacionades amb la dieta, com és l’obesitat. En aquest sentit, les proantocianidines són compostos bioactius naturals de la família dels flavonoides que han mostrat posseir propietats antiinflamatòries i que podrien tenir efectes significatius en l’entorn intestinal, influint en la fisiologia i la bioquímica de l'intestí. En aquest marc, la present tesi va ser dissenyada per aclarir el possible paper de les proantocianidines en la modulació de la resposta inflamatòria intestinal i la funció de barrera en diferents models animals complementaris de disfunció intestinal. Per assolir aquest objectiu global, primer vam examinar l'impacte d'una dieta obesogènica en l'estat de salut intestinal al llarg del temps i posteriorment vam analitzar l'efecte protector d'un extracte de proantocianidines de la llavor de raïm, comparant l'eficàcia de les diferents dosis i dels temps d'administració a l’hora de protegir de la disfunció intestinal. En segon lloc, vam analitzar el paper del mateix extracte de proantocianidines en un model animal d’inflamació intestinal aguda i d’alteració de la permeabilitat intestinal induïda per injecció amb lipopolisacàrids. En resum, la present tesi va revelar que l'obesitat induïda per la dieta i l'exposició aguda a lipopolisacàrids desencadenen un grau similar d’inflamació intestinal i deteriorament de l'estat funcional de la barrera, i més important, que l'administració oral de les proantocianidines millora la inflamació intestinal i la funció de barrera. La disfunción intestinal se basa en un estado proinflamatorio en el intestino y en una función de barrera defectuosa, características comunes de diversas enfermedades crónicas intestinales, pero también asociadas con patologías metabólicas relacionadas con la dieta, como es la obesidad. En este sentido, las proantocianidinas son compuestos bioactivos naturales de la familia de los flavonoides que han mostrado poseer propiedades antiinflamatorias y que podrían tener efectos significativos en el entorno intestinal, influyendo así en la fisiología y la bioquímica del intestino. En este marco, la presente tesis fue diseñada para aclarar el posible papel de las proantocianidinas en la modulación de la respuesta inflamatoria intestinal y la función de barrera en diferentes modelos animales complementarios de disfunción intestinal. Para alcanzar este objetivo global, primero examinamos el impacto de una dieta obesogénica en el estado de salud intestinal a lo largo del tiempo y posteriormente analizamos el efecto protector de un extracto de proantocianidinas de la semilla de la uva, comparando la eficacia de las diferentes dosis y los tiempos de administración a la hora de proteger de la disfunción intestinal. En segundo lugar, analizamos el papel del mismo extracto de proantocianidinas en un modelo animal de inflamación intestinal aguda y de alteración de la permeabilidad intestinal inducida por inyección con lipopolisacáridos. En resumen, la presente tesis reveló que la obesidad inducida por la dieta y la exposición aguda a lipopolisacáridos desencadenan un grado similar de inflamación intestinal y deterioro del estado funcional de la barrera, y más importante, que la administración oral de las proantocianidinas mejora la inflamación intestinal y la función de barrera. Intestinal dysfunction is based on a pro-inflammatory state in the intestine and on a defective barrier function, both considered common features of intestinal chronic diseases. However, intestinal dysfunction has also been associated with obesity and other metabolic diet-related pathologies. In this regard, proanthocyanidins are natural bioactive compounds from the flavonoid family with anti-inflammatory properties that might have significant effects on the intestinal environment, the physiology and the biochemistry of the intestine. In this framework, the present thesis was designed to elucidate the role of proanthocyanidins in the modulation of the intestinal inflammatory response and barrier function in complementary animal models of intestinal dysfunction To accomplish this global objective, firstly we examined the impact of an obesogenic diet on intestinal health status over time to then analyse the protective effect of a grape seed proanthocyanidin extract and compare the effectiveness of different doses and times of administration to protect against intestinal dysfunction. Secondly, the role of the same extract of proanthocyanidins was analysed in an animal model of acute intestinal inflammation and impaired intestinal permeability induced by lipopolysaccharides injection. To sum up, the present thesis revealed that diet induced obesity or acute lipopolysaccharide exposition trigger similar degree of intestinal inflammation and impaired barrier function state, and more importantly, that the oral administration of proanthocyanidins improves intestinal inflammation and barrier function.