Factores alimentarios moduladores de la inflamación

Abstract

[spa] La inflamación es un proceso tisular caracterizado por una serie de fenómenos moleculares, celulares y vasculares con finalidad defensiva y reparadora frente a agresiones físicas, químicas o biológicas. La realización de actividad física aguda provoca una respuesta inmunológica asociada a la aparición de un estado proinflamatorio agudo. Sin embargo, la práctica de ejercicio regular reduce los marcadores de inflamación. Además, el ejercicio agudo incrementa la producción de especies reactivas de oxigeno (ROS) incrementando el daño oxidativo, pero a la vez estimula las defensas antioxidantes endógenas. Algunos nutrientes como los ácidos grasos omega-3, las vitaminas o los polifenoles, pueden modular el balance oxidativo y la respuesta inflamatoria. Asimismo, productos de oxidación de ácidos grasos también pueden tener propiedades anti-inflamatorias, de hecho, el sebo de cerdo, que se elabora en condiciones de oxidación de ácidos grasos, se ha utilizado tradicionalmente como tratamiento frente a procesos inflamatorios agudos. El objetivo principal de esta tesis doctoral es estudiar los efectos de nutrientes y de alimentos funcionales enriquecidos con ácidos grasos esenciales y antioxidantes sobre marcadores de estrés oxidativo e inflamación asociados a la realización de ejercicio físico agudo y sobre las adaptaciones derivadas de un período de entrenamiento regular y evidenciar las propiedades antiinflamatorias del sebo de cerdo. Deportistas de diferentes modalidades (futbolistas y taekwondistas) y de diferentes edades (jóvenes de menos de 25 años y seniors de más de 40 años) que consumieron una bebida funcional de almendra y aceite de oliva enriquecida con ácido docosahexaenoico (DHA) y vitamina E durante un periodo determinado han participado en los estudios Los efectos anti-inflamatorios del sebo de cerdo se estudiaron en un modelo animal y para encontrar los componentes del sebo responsables de los mismos se utilizaron células inmunitarias humanas. El entrenamiento regular incrementa los niveles de proteínas desacoplantes 2 y 3 (UCP-2 y UCP-3) potenciando las defensas contra la producción ROS mitocondrial en células inmunitarias mononucleares periféricas (PBMCs), además provoca un cambio en la estrategia de eliminación ROS, pasando de un sistema basado en la catalasa a un sistema basado en la glutatión peroxidasa. El ejercicio regular provoca un incremento de los niveles circulantes de prostaglandina E1 (PGE1). La realización de un ejercicio físico intenso y prolongado incrementa los marcadores de daño oxidativo a la vez que induce una adaptación de los mecanismos antioxidantes para reducir el daño oxidativo en PBMCs. Este ejercicio incrementa los niveles plasmáticos de IL-6 en futbolistas, mientras que la suplementación de la dieta con DHA no altera los niveles de citoquinas plasmáticas. El ejercicio físico intenso incrementa la capacidad de producción de citoquinas proinflamatorias, además de PGE1, PGE2 y Resolvina D1 (RvD1) en PBMCs estimuladas in vitro con lipolisacárido (LPS). El ejercicio físico extenuante incrementa la activación del NFκB en PBMCs y los niveles plasmáticos de la molécula de adhesión intercelular 3 (sICAM3) y sL-Selectina. La suplementación con DHA potencia las capacidades antioxidantes de las PBMCs y de los neutrófilos y atenúa la respuesta inflamatoria después de la estimulación in vitro con LPS o phorbol myristate acetate (PMA) respectivamente. El consumo durante un mes de la bebida funcional atenúa el grado de activación de las células inmunes. El sebo de cerdo (por vía tópica o en forma de extracto hidroalcohólico) reduce la respuesta inflamatoria, encontrándose algunos componentes responsables de estos efectos. En conclusión la suplementación de la dieta con nutrientes como los ácidos grasos poliinsaturados omega-3 y antioxidantes como polifenoles o vitamina C modulan la respuesta inflamatoria y el balance oxidativo asociado al entrenamiento y a la realización de un ejercicio físico. La manteca de cerdo presenta potentes efectos anti-inflamatorios atribuibles a diferentes componentes hallados en el extracto hidroalcohólico.

[cat] La inflamació és un procés tissular caracteritzat per una sèrie de fenòmens moleculars, cel·lulars i vasculars amb finalitat defensiva i reparadora front a agressions físiques, químiques o biològiques. La realització d’activitat física aguda provoca una resposta immunològica associada a l’aparició d’un estat proinflamatori agut. Per contra, la pràctica d’exercici de forma regular redueix els marcadors d’inflamació. A més l’exercici agut incrementa la producció d’espècies reactives d’oxigen (ROS) incrementant el dany oxidatiu, però a la vegada estimula les defenses antioxidants endògenes. Alguns nutrients com els àcids grassos omega3, les vitamines, o els polifenols poden modular el balanç oxidatiu i la resposta inflamatòria. S’ha demostrat que els productes d’oxidació dels àcids grassos també poden tenir propietat anti-inflamatòries , de fet, el saïm de porc, que s’elabora en condicions d’oxidació d’àcids grassos, s’ha utilitzat tradicionalment com a tractament front a processos inflamatoris aguts. L’objectiu principal d’aquesta tesis doctoral es estudiar els efectes de nutrients i d’aliments funcionals enriquits amb àcids grassos essencials i antioxidants sobre els marcadors d’estrès oxidatiu i d’inflamació associats a la realització d’exercici físic agut i sobre les adaptacions derivades d’un període d’entrenament regular i evidenciar les propietats anti-inflamatòries del saïm de porc. Esportistes de diferents modalitats (futbolistes i taekwondistes) i de diferents rangs d’edat (joves de menys de 25 anys i sèniors de més de 40 anys) que varen consumir una beguda funcional d’ametlla i oli d’oliva enriquida amb àcid docosahexaenoïc (DHA) i vitamina E durant un període determinat han participat en els estudis. Els efectes anti-inflamatoris del saïm de por es varen estudiar en un model animal i per a determinar els components dels saïm responsables d’aquests efectes es varen emprar cèl·lules immunitàries humanes. L’entrenament regular incrementa els nivells de proteïnes desacoblants 2 i 3 (UCP-2 i UCP-3) potenciant les defenses contra la producció de ROS a nivell mitocondrial en cèl·lules immunitàries mononuclears perifèriques (PBMCs), a més provoca un canvia en l’estratègia d’eliminació de ROS, passant-se d’un sistema basat en la catalasa a un sistema basat en la glutatió peroxidasa. L’exercici regular provoca un increment en els nivells circulants de prostaglandina E1 (PGE1). La realització d’un exercici físic intens i perllongat incrementa els marcadors de dany oxidatiu a la vegada que indueix una adaptació dels mecanismes antioxidants per reduir el dany oxidatiu en PBMCs. Aquest tipus d’exercici incrementa els nivells plasmàtics de IL-6 en futbolistes, per la seva banda la suplementació de la dieta amb DHA no altera els nivells de citocines inflamatòries. L’exercici físic intens incrementa la capacitat de producció de citocines pro-inflamatòries, a més de PGE1, PGE2 i Resolvina D1 (RvD1) en PBMCs estimulades in vitro amb lipolisacàrid (LPS). L’exercici físic extenuant incrementa l’activació de NFκB en PBMCs i els nivells plasmàtics de la molècula d’adhesió intercel·lular 3 (sICAM) i sL-Selectina. La suplementació amb DHA potencia les capacitats antioxidants de les PBMCs i dels neutròfils a més atenua la resposta inflamatòria després de l’estimulació in vitro amb LPS o phorbol myristate acetate (PMA) respectivament. El consum durant un mes de la beguda funcional atenua el grau d’activació de les cèl·lules immunitàries. El saïm de porc (per via tòpica o en forma d’extracte hidroalcohòlic) redueix la resposta inflamatòria, i s’han determinat alguns components responsables d’aquests efectes. En conclusió la suplementació de la dieta amb nutrients amb àcids grassos poliinsaturats omega-3 i antioxidants com els polifenols o la vitamina C modulen la resposta inflamatòria i el balanç oxidatiu associat a l’entrenament i a la realització d’exercici físic agut. El saïm de porc presenta potents efectes anti-inflamatoris atribuïbles a diferents composts trobats en l’extracte hidroalcohòlic.

[eng] nflammation is a tissue process characterized by a series of molecular, cellular and vascular phenomena with defensive and restorative purpose against physically, chemistry or biological aggressions. Acute physical activity could cause an immune response, which is related to apparition of pro-inflammatory state. However, the practice of regular exercise reduces pro-inflammatory makers. Furthermore, acute exercise increases reactive oxygen species (ROS) production leading to oxidative damage, but at the same time acute exercise is able to enhance endogen antioxidant defences. Some nutrients such as omega 3 fatty acids, vitamins or polyphenols can modulate the oxidative balance and the inflammatory response. In this sense, products of fatty acids oxidation could present anti-inflammatory properties, in fact, lard which is elaborated under oxidation conditions, has been traditionally used treatment against acute inflammatory process. The main objective of this doctoral thesis is to evaluate the effects of nutrients and functional foods enriched with essential fatty acids and antioxidants on oxidative stress and inflammation markers associated to acute and regular exercise adaptations. Additionally, to evidence the lard anti-inflammatory properties is also an aim of this doctoral thesis. Studies were performed with athletes from different modalities (football and taekwondo players) and different age (young under 25 years and seniors over 40 years) that consumed an almond and olive oil based functional beverage enriched with docosahexaenoic acid (DHA) and vitamin E during a variable period. Lard anti-inflammatory effects were studied in an animal model, and the lard components responsible of anti-inflammatory effects were tested using human immune cells. Regular training increases uncoupling protein 2 and 3 (UCP-2 and UCP-3) levels, enhancing defences against mitochondria ROS production in peripheral blood mononuclear cells (PBMCs), besides regular exercise causes a change in ROS elimination strategy, from a system based on catalase activity to a system based on glutathione peroxidase activity. Regular exercise causes an increase in prostaglandin E1 (PGE1) plasma levels. An intense and prolonged physical exercise increases oxidative stress markers, but also induces an adaptative response in order to reduce oxidative damage in PBMCs. This kind of exercise increases IL-6 plasma levels in football players, while DHA diet supplementation do not alter plasma cytokine levels. Intense physical exercise increase pro-inflammatory cytokine production at the same time intense exercise increases PGE1, PGE2 and Resolvin D1 (RvD1) production in lipolysacharide (LPS)- stimulated PBMCs. Extenuate physical exercise enhances NFκB activation in PBMCs, and also increases intercellular adhesion molecule 3 (sICAM-3) and sL-Selectin plasma levels. DHA diet supplementation enhances PBMCs and neutrophils antioxidant capabilities and reduces the inflammatory response after LPS or phorbol myristate acetate (PMA) in vitro stimulation. The intake of functional beverage for one month attenuates activation degree of immune cells. Lard (topically or as hydroalcoholic extract) reduces the inflammatory response and, some anti-inflammatory components have been isolated and determined. In conclusion, diet supplementation with nutrients rich in omega 3 polyunsaturated fatty acids and antioxidant as polyphenols or vitamin C modulates the inflammatory response and oxidative balance associated to regular training and acute exercise. Lard exerts potent anti-inflammatory effects attributable to different compounds isolated in the hydroalcoholic extract.