Efectes metabòlics, vasculars i cognitius del consum de sucres simples en rates femella

Abstract

[cat] En les últimes dècades, l’increment del consum de sucres, especialment de fructosa, s’ha associat al desenvolupament de la obesitat i d’alteracions metabòliques com ara diabetis, hipertensió i malalties cardiovasculars. Recentment, alguns estudis també han relacionat la ingesta de sucres amb l’aparició d’alteracions cognitives. La rata és un bon model animal per estudiar els efectes del seu consum, ja que no només metabolitza els sucres d’una manera similar als humans, sinó que també pateix unes alteracions metabòliques semblants. Donat que actualment les begudes ensucrades són la principal font de consum de sucres simples, models animals suplementats amb sucres en forma líquida mimetitzen el patró de consum humà. El nostre grup de recerca ha demostrat en diferents estudis que la ingesta de fructosa al 10% (p/v) en l’aigua de beguda durant 14 i 56 dies en rates femella produeix hipertrigliceridèmia, esteatosi hepàtica i un dèficit de la senyalització de la insulina, entre d’altres alteracions. En la present tesi s’observa que en rates femella la ingesta subcrònica (8 setmanes) de fructosa líquida indueix a alteracions metabòliques i vasculars més severes que la ingesta de glucosa. Es suggereix que l’hipertrigliceridèmia així com l’increment d’iNOS i la reducció de la senyalització cAMP/PKA/VASP en els animals suplementats amb fructosa podrien ser els responsables d’aquestes alteracions. La hiperadiponectinèmia, a través de l’activació de PPARα i eNOS podria actuar com un mecanisme de protecció en els animals suplementats amb glucosa. També es mostra que la prolongació de la ingesta de sucres simples fins a una suplementació crònica (28 setmanes) produeix hipertrigliceridèmia, hiperinsulinèmia, increment de la lipogènesi, reducció de l’oxidació d’àcids grassos i activació de branques específiques de la resposta UPR, però no indueix esteatosi hepàtica, inflamació o estrès oxidatiu. L’activació més pronunciada d’mTOR en les rates que consumiren fructosa podria ser un mecanisme que explicaria l’aparició d’efectes més perjudicials després de la ingesta de fructosa que de glucosa. A més, s’observa que en rates femella el consum de fructosa líquida, però no el de glucosa, a llarg termini produeix una reducció de la memòria de reconeixement d’objectes. Aquest dèficit cognitiu podria ser causat per alteracions metabòliques com ara la disminució de la senyalització de la insulina, l’estrès oxidatiu i la disfunció mitocondrial, induïts en part per alts nivells de triglicèrids plasmàtics. Així, en conjunt, es demostra que la ingesta de fructosa produeix efectes més severs que la glucosa, indicant que les alteracions produïdes no només depenen de la quantitat de calories que s’ingereixen sinó també del propi metabolisme de cada sucre.

[eng] In the last decades increased consumption of added sugars, specially fructose, has been associated with the development of obesity and metabolic disorders such as diabetes, hypertension, and cardiovascular diseases. Recently, some studies also link high sugar intake with cognitive alterations. The rat is a good model for the study of the effects caused by fructose consumption, since it metabolizes fructose in a similar way to humans and also suffers comparable metabolic alterations. In the present thesis, it is shown that subchronic (8 weeks) liquid sugar intake in female rats produces more deleterious metabolic and vascular effects than glucose intake. Hypertriglyceridemia, as well as increased iNOS and reduced cAMP/PKA/VASP signaling in fructose-supplemented rats could be responsible for these alterations. Hyperadiponectinemia could acts as a protective mechanism in glucose-supplemented rats. Moreover, it is observed that chronic sugar consumption (28 weeks) produces hypertriglyceridemia, hyperinsulinemia, increased lipogenesis, reduced fatty acid oxidation and activates specific UPR branches but neither induces hepatic steatosis nor inflammation or oxidative stress. The higher activation of mTOR in fructose-consuming rats could be a plausible mechanism to explain the more severe effects elicited after fructose than glucose intake. In addition, long term fructose but not glucose intake impairs object recognition memory. Metabolic disorders such as impaired insulin signaling, oxidative stress and mitochondrial dysfunction in the cortex, promoted in part by high triglyceride plasma levels, could be the culprits. Thus, under equicaloric conditions, fructose induces more deleterious effects than glucose consumption, showing that these alterations are produced not only by the amount of calories provided by fructose consumption, but also by its particular metabolism.