Publication year: 2018
Theses and dissertations in Portugués presented to the Universidade de São Paulo. Faculdade de Saúde Pública. Departamento de Nutrição to obtain the academic title of Doutor. Leader: Areas, Jose Alfredo Gomes
Introdução:
Doenças cardiovasculares constituem importante causa de morte em todo mundo e a hipercolesterolemia está diretamente relacionada como fator agravante desta morbidade. A dieta desempenha papel importante neste processo e alguns alimentos como o amaranto, especialmente sua proteína, tem mostrado capacidade de redução do colesterol plasmático. Estudos sugerem que este efeito está relacionado a peptídeos formados durante a digestão da sua proteína, os quais desempenham um papel importante na regulação e modulação do metabolismo lipídico. Os efeitos hipocolesterolêmicos, já observados, indicam o uso da proteína do amaranto como um composto bioativo direcionado para a promoção da saúde. Considerando que os efeitos hipocolesterolêmicos destes peptídeos são complexos e há diversas hipóteses formuladas, torna-se importante a realização de estudos visando avaliar a interação dos peptídeos na absorção intestinal do colesterol e da sua modulação genética. Objetivos:
Verificar os efeitos do hidrolisado da farinha do grão de amaranto na absorção de colesterol e modulação de genes ABCA1, ABCG1, NPC1L1, AMPK, HMGR e SREBP-2em células Caco-2, e modulação dos genes ABCG8, HMGR, SREBP-2 e AMPKem enterócitos de hamsters. Metodologia:
O amaranto foi triturado, sua farinha desengordurada e sua proteína isolada, com posterior digestão in vitro e filtração dos peptídeos. Três experimentos in vitro foram conduzidos com as células:
permeação de hidrolisado, permeação de colesterol e de efeito sob a expressão gênica. No primeiro, o hidrolisado proteico de amaranto foi permeado em culturas celulares de Caco-2 no tempo de 2 horas. O permeato foi coletado e analisado por LC/MS/MS. No segundo, o hidrolisado de amaranto foi incorporado a micelas de colesterol e incubados em culturas celulares, nas concentrações de 1,0 mg/ml, e 3,0 mg/ml em tempos de 2h. Também em concentrações de 3,0 mg/ml foi adicionado albumina e caseína para efeito comparativo. O conteúdo de colesterol na porção apical e basolateral foi analisado em HPLC. O terceiro experimento foi avaliaçãoda exposição do hidrolisado, em concentrações de 0,5 mg/ml, 1,0 mg/ml e 3,0 mg/ml, em tempos de 2h e 12h. Após este período, foi realizada a extração de RNA total, avaliação de rendimento e integridade do material; medida quantitativa de expressão de RNAm por RT-PCR e quantificação relativa da expressão por ?CT dos genes ABCA1, ABCG1, ABCG8, NPC1L1, AMP1, HMGR e SREBP-2das células Caco-2 e tecido intestinal de hamsters, coletados em ensaios anteriores. Resultados:
Na permeação de colesterol não houve diferença entre as concentrações dos hidrolisados proteicos e controle, porém o hidrolisado de amaranto em 1,0 mg/ml demonstrou uma tendência em diminuir a absorção de colesterol (p = 0,05). Na exposição das células Caco-2 aos peptídeos por 2h, houve uma diminuição nas concentrações de RNAm dos genes ABCA1, NPC1L1, AMPK, HMGR e SREBP-2 nas concentrações de 3,0 mg/ml. O tempo de exposição de 12h apresentou resultados semelhantes ao tempo de 2h. Somente a expressão gênica de ABCG8foi influenciada pelo isolado proteico de amaranto no experimento in vivo. Conclusão:
A partir do exposto, podemos concluir que os peptídeos do grão de amaranto influenciam o metabolismo de colesterol por mecanismos genéticos. Portanto, torna-se uma alternativa a ser introduzida na dieta de indivíduos saudáveis e em pacientes com hipercolesterolemia, visando a prevenção de agravos e como estratégia de terapia adicional no controle dos níveis de LDL-c plasmático. Contudo, mais experimentos in vivo e em humanos são necessários para estabelecer a dose efetiva para consumo
Introduction:
Cardiovascular diseases are an important cause of death worldwide and hypercholesterolemia is directly related as an aggravating factor of this morbidity. Diet plays an important role in this process and some foods such as amaranth, especially its protein, have shown ability to lower plasma cholesterol. Studies suggest that this effect is related to peptides formed during the digestion of their protein, which play an important role in the regulation and modulation of lipid metabolism. The hypocholesterolemic effects, already observed, indicate the use of amaranth protein as a bioactive compound aimed to promoting health. Considering that the hypocholesterolemic effects of these peptides are complex and there are several hypotheses formulated, it is important to carry out studies to evaluate the interaction of peptides in the intestinal absorption of cholesterol and its genetic modulation. Objectives:
To verify the effects of amaranth grain flour hydrolyzate on cholesterol uptake and ABCA1, ABCG1, NPC1L1, AMPK, HMGR and SREBP-2 genes modulation in Caco-2 intestinal cells, and modulation of ABCG8, HMGR, SREBP-2 genes and AMPK in hamster intestinal cells. Methodology:
Amaranth was crushed, the created flour was defatted and its protein isolated, with subsequent in vitro digestion and filtration of the peptides. Three in vitro experiments were conducted with the cells:
hydrolyzate permeation, cholesterol permeation and genetic expression. In the first, the amaranth protein hydrolyzate was permeated in Caco-2 cell cultures in the time of 2 hours. The permeate was collected and analyzed by LC/MS/MS. In the second, the amaranth hydrolyzate was incorporated into cholesterol micelles and incubated in cell cultures at concentrations of 1.0 mg/ml and 3.0 mg/ml in times of 2 h. Also, at concentrations of 3.0 mg/ml albumin and casein were added for comparison. Cholesterol content in the apical and basolateral portion was analyzed by HPLC. The third experiment was to evaluate the exposure of the hydrolyzate at concentrations of 0.5 mg/ml, 1.0 mg/ml and 3.0 mg/ml, in times of 2 h and 12 h. After this period, the extraction of total RNA, evaluation of yield and integrity of the material was performed; quantitative measurement of mRNA expression by RT-PCR and relative quantification of ?CT expression of the ABCA1, ABCG1, ABCG8, NPC111, AMPK, HMGR and SREBP-2 genes from Caco-2 cells and hamster intestinal tissue, collected in previous assays, were finalized. Results:
In cholesterol permeation there was no difference between the concentrations of the protein hydrolysates and control, but the amaranth hydrolyzate at 1.0 mg/ml showed a tendency to decrease the cholesterol absorption (p = 0.05). Exposure of Caco-2 cells to peptides for 2 h resulted in a decrease in ABCA1, NPC111, AMPK, HMGR and SREBP-2 mRNA levels at concentrations of 3.0 mg/ml. The exposure time of 12h presented results similar to the time of 2h. Only the gene expression of ABCG8 was influenced by the amaranth protein isolate in the in vivo experiment. Conclusion:
From the above, we can conclude that amaranth peptides influence the metabolism of cholesterol by genetic mechanisms. Therefore, it becomes an alternative to be introduced in the diet of healthy individuals and in patients with hypercholesterolemia, aiming at the prevention of aggravations and as a strategy of additional therapy in the control of plasma LDL-c levels. However, more studies should bedone with animals and humans to define the dose-efficiency for diet.