Study of potential mechanisms involved in fat mass-lowering effects of conjugated linoleic acid and calcium in mice by focusing on gut microbiota, bone remodelling and epigenetic marks

Laburpena

En l’actualitat, la prevalença de l’obesitat està augmentant de forma epidèmica i global, associada amb una àmplia gamma de patologies, com la síndrome metabòlica, el càncer i les malalties coronàries, entre d’altres. Una de les estratègies per a fer front a aquest problema és la identificació de factors nutricionals que puguin ser rellevants per a contrarestar el desenvolupament de la obesitat. Prèviament, el nostre laboratori ha realitzat estudis per a determinar els efectes potencialment beneficiosos de l’àcid linoleic conjugat (CLA) i del calci sobre la pèrdua de pes i de massa grassa corporal en ratolins, i s’ha observat que la suplementació amb aquests dos compostos sota una dieta alta en greix disminueix l’augment de pes i adipositat. L’objectiu d’aquesta Tesi ha estat estudiar possibles mecanismes relacionats amb l’acció d’aquests dos compostos, centrant-se en elements que fins ara no havien estat analitzats: 1) l’efecte sobre la microbiota intestinal; 2) la relació entre el metabolisme ossi i energètic; 3) el seu potencial efecte en els principals teixits i òrgans implicats en el metabolisme energètic; i 4) la metilació del ADN en gens d’interès. Seguint amb la línia prèviament iniciada en el nostre grup, l’estudi s’ha dut a terme en ratolins adults sota una dieta alta en greix (HF) i rebent una suplementació d’aquests dos compostos, el CLA i el calci. Els resultats mostren que, per una banda, el CLA estimula l’expressió de leptina i grelina a l’estómac i que exerceix una acció prebiòtica sobre bactèries de l’intestí, en particular sobre les espècies Bacteroidetes/Prevotella i Akkermansia muciniphila. Per altra banda, però, la suplementació amb aquest compost no va poder contrarestar l’efecte negatiu de la dieta HF sobre Bifidobacterium spp., que es trobava disminuïda en els dos grups. El calci va tenir un efecte similar, conferint també un efecte prebiòtic, en particular sobre Bifidobacteirum spp. i Bacteroidetes/Prevotella, a més a més de disminuir Clostridium spp. Aquesta modulació del calci es correlaciona amb paràmetres metabòlics beneficiosos, suggerint que l’efecte prebiòtic observat sobre la microbiota intestinal podria explicar, en part, el perfil més saludable observat en aquests animals. Un transplant de bactèries d’origen fecal, fent servir femtes d’animals rebent calci i transferint-les a animals que rebien una dieta HF, va posar de manifest que un transplant per si sol no es capaç de conferir els efectes beneficiosos sobre la microbiota observats en animals amb una dieta suplementada amb calci. Aquests resultats indiquen que el calci deu proporcionar un substrat adequat, possibilitant aquest efecte prebiòtic sobre les bactèries estudiades i que, sense la seva presència, aquestes no poden colonitzar adequadament el colon. D’altra banda, el calci contribueix al manteniment de la massa òssia, tot i que els efectes es van observar principalment quan el CLA i el calci es van suplementar a la vegada, indicant un efecte beneficiós dels dos compostos sobre la salut òssia en un context de pèrdua de pes. Un efecte similar s’observa en el perfil de metilació, que es trobava alterat de forma significativa i específica al gen i al teixit estudiat, en particular per la suplementació del calci i en combinació amb el CLA. El perfil de metilació induït per els compostos estudiats, en animals adults i que presenten un perfil metabòlic més saludable, apunta la necessitat de considerar la potencial modulació epigenètica en les estratègies per al control de la obesitat. En definitiva, aquesta Tesi posa de manifest que una dieta suplementada amb calci exerceix efectes beneficiosos sobre el pes corporal i l’adipositat en ratolins, que vindrien mediats per una modulació de la microbiota intestinal així com del perfil de metilació de gens associats al metabolisme lipídic. A més a més, el tractament conjunt amb CLA mostra efectes beneficiosos sobre la massa òssia i sobre paràmetres relacionats amb la seva formació.