Avaliação de biodisponibilidade e mecanismos de ação hipocolesterolemizante de peptídeos do amaranto (Amaranthus cruentus L. BRS-Alegria)

Freitas, Rosana Aparecida Manolio Soares

Introdução:

Doenças cardiovasculares constituem importante causa de morte em todo mundo e a hipercolesterolemia está diretamente relacionada a este problema de saúde pública. A dieta desempenha papel importante neste processo e alguns alimentos, como o amaranto (Amaranthus cruentus L. BRSAlegria), têm mostrado capacidade de redução do colesterol plasmático. Estudos sugerem que este efeito está relacionado a peptídeos liberados durante a digestão das proteínas, os quais atuam na modulação do metabolismo lipídico. Considerando-se que os efeitos da digestão gastrointestinal e da absorção destes peptídeos são claramente complexos torna-se importante a realização de estudos visando avaliar bioacessibilidade e mecanismos de ação destes peptídeos nos locais alvo do organismo.

Objetivo:

Analisar a biodisponibilidade de peptídeos em modelos animais após ingestão de isolado proteico de amaranto e relacioná-la com parâmetros ligados ao metabolismo do colesterol.

Métodos:

O amaranto teve sua proteína isolada. Os peptídeos da proteína do amaranto foram analisados após digestão in vitro.

Dois experimentos in vivo foram conduzidos:

um de fase aguda e outro de média duração. No primeiro, o isolado proteico de amaranto foi administrado a ratos e os peptídeos no sangue foram monitorados por 2 horas para verificação de fragmentos que resistissem à digestão gastrointestinal. O experimento in vivo 2 consistiu na alimentação de 3 grupos de hamster, um com dieta recomendada pela AIN93 (grupo N) e dois com dietas hipercolesterolêmicas por 21 dias, contendo a proteína de amaranto como única proteína da ração (grupo I), comparada ao controle de caseína (grupo H).

Neste experimento foram analisados no plasma:

peptídeos, colesterol total e frações; nas fezes: colesterol total e ácidos biliares; no fígado: colesterol, lipídeos totais, ácidos graxos, atividade enzimática da Hmgcr, expressão de Hmgcr, Srebf2, Lxr, Abca1, Abcg8 e Ampk.

Resultados e discussão:

Foram identificados fragmentos peptídicos provenientes da digestão in vitro do isolado proteico de amaranto, e outras dezenas de sequencias peptídicas em ratos após administração aguda de amaranto foram analisadas. Destaca-se a identificação do peptídeo ALGV, presente em proteína do amaranto de acordo com banco de dados, e similar a fragmentos com ação hipocolesterolemizante. No sangue de hamsters foram encontrados seis peptídeos com 100 por cento de cobertura e similaridade a base de dados de proteínas de amaranto, merecendo investigação sobre seus efeitos. Verificou-se que o isolado proteico de amaranto foi capaz de suprimir a hipercolesterolemia quando a dieta hipercolesterolemizante foi introduzida em paralelo a este ingrediente, com valores inferiores em 72 por cento (triglicerídeos), 64 por cento (colesterol total), 80 por cento (LDL-c) do grupo I em relação ao grupo H. Foi observada ainda menor concentração de colesterol e lipídeos totais no fígado dos animais do grupo I em relação ao grupo H (177 x 464 mg de colesterol/100 g de tecido; 2,06 x 2,86 g de lipídeos/100 g de tecido, respectivamente). Parâmetros lipídicos do sangue, das fezes e do fígado foram similares aos do grupo N, cuja dieta seguiu a preconização para roedores. Foi observada maior excreção de colesterol total no grupo I em relação ao grupo H, mas não houve maior excreção de ácidos biliares nas fezes. Não houve mudança na expressão dos genes analisados neste estudo, mas o amaranto reduziu a atividade da enzima Hmgcr. Postulase que parâmetros como expressão de Ldlr e atividade da Acat sejam alterados pela ingestão de amaranto. O perfil de ácidos graxos também foi modificado de forma a se assimilar ao grupo N, porém deve-se verificar parâmetros inflamatórios devido à maior proporção de ácido araquidônico em relação aos demais grupos estudados.

Conclusão:

Verifica-se biodisponibilidade dos peptídeos do amaranto e ação hipocolesterolemizante e hipolipemiante em diversas vias metabólicas, promovendo proteção cardiovascular

Introduction:

Cardiovascular diseases are important causes of death worldwide, and hypercholesterolemia is directly related to this public health problem. Diet plays an important role in this process and some foods such as amaranth (Amaranthus cruentus L. BRS-Alegria) have been shown to reduce plasma cholesterol. Studies suggest that this effect is related to peptides released during the digestion of proteins, which would play an important role in the modulation of lipid metabolism. Considering that the effects of gastrointestinal digestion and the absorption of these peptides are clearly complex, it is important to carry out studies aiming to evaluate their bioaccessibility and evaluation of the mechanisms of action of these peptides in the target sites of the organism.

Objective:

To analyze the bioavailability of peptides in animal models after ingestion of amaranth protein isolate and to relate it to parameters associated to cholesterol metabolism.

Methods:

The amaranth was crushed, the flour was defatted and its protein isolated. Amaranth peptides were analysed after in vitro digestion.

Two in vivo experiments were conducted:

one of acute phase and one of medium duration. In the first, the amaranth protein isolate was administered to rats and the peptides in the blood were monitored for 2 hours to check for fragments that resisted gastrointestinal digestion. The in vivo experiment 2 consisted of feeding three groups of hamsters, one with a diet recommended by AIN93 (group N) and two with hypercholesterolemic diets for 21 days, containing amaranth protein as the only dietary protein (group I), compared to casein control (group H).

In this experiment were analyzed in the plasma:

peptides, total cholesterol and fractions; In feces: total cholesterol and bile acids; In the liver: cholesterol, total lipids, fatty acids, Hmgcr enzymatic activity, Hmgcr expression, Srebf-2, Lxr, Abca1, Abcg8 and Ampk.

Results and discussion:

Peptide fragments from the in vitro digestion of amaranth protein isolate were identified and other dozens of peptide sequences were found in rats after acute amaranth administration. A higher number of peptides were found in the serum in relation to the plasma of the animals. Remarkably, ALGV peptide was found in serum of rats. This peptide is present in amaranth protein, according to databases, and is similar to fragments that present hypocholesterolemic action. In the blood of hamsters it could be found six peptides with 100 per cent coverage and similarity to the database of amaranth proteins, deserving investigation about their effects. Amaranth protein was able to suppress hypercholesterolemia when the hypercholesterolemic diet was introduced in parallel with this ingredient, with values lower for group I in 72 per cent (triglycerides), 64 per cent (total cholesterol), 80 per cent (LDL-c) in relation to the H group. A lower concentration of cholesterol and total lipids were observed in the liver of the group I compared to the H group (177 x 464 mg cholesterol / 100 g of tissue, 2.06 x 2,86 g lipids / 100 g of tissue, respectively). Lipid parameters of blood, faeces and liver were similar to those of group N, whose diet followed the recommendation for rodents. There was greater excretion of total cholesterol in group I in relation to group H, but there was no greater excretion of bile acids in feces, indicating that the effect of amaranth protein may be due to increased transintestinal cholesterol excretion, decreased micellar solubilization of cholesterol and / or modification in the expression of cholesterol transport related proteins in the intestine. There was no change in the expression of the genes analyzed in this study, but amaranth reduced the activity of the Hmgcr enzyme. It is postulated that parameters such as Ldlr expression and Acat activity are altered by amaranth intake. The fatty acid profile was also modified in order to assimilate to the N group, but inflammatory parameters related to amaranth intake should be verified due to the higher proportion of arachidonic acid in relation to the higher proportion of arachidonic acid in relation to the other groups studied.

Conclusion:

The bioavailability of amaranth peptides and hypocholesterolemic and hypolipidemic activity in several metabolic pathways is verified, therefore promoting cardiovascular protection