Uso de compuestos bioactivos en situaciones de retraso en el crecimiento y resistencia periférica a la acción de la insulina

Resumen

El crecimiento es un período fundamental en la vida de todo individuo: en él se producen numerosos cambios, tanto biológicos como físicos. El retraso en el crecimiento puede tener múltiples causas, la más común es la nutrición. UNICEF estimó que en 2021 el 22% de los niños menores de 5 años, presentaban algún tipo de retraso en el crecimiento. Cuando las condiciones que causan el retraso se restablecen, los individuos comienzan a experimentar un crecimiento rápido compensatorio conocido como catch-up growth. En rasgos generales, es beneficioso para alcanzar la talla programada genéticamente, pero se ha visto que estos individuos se caracterizan por tener el denominado “fenotipo ahorrador” que permanece en la edad adulta y que implica un mayor riesgo de desarrollar resistencia a la insulina, diabetes tipo 2, síndrome metabólico, hipertensión y enfermedades cardiovasculares. La explicación a esta tendencia, es un mecanismo que aparece en respuesta a la reducción de las reservas de grasa en el que se produce una supresión de la termogénesis en el músculo esquelético, con el objetivo de desviar la glucosa al tejido adiposo y rellenar las reservas grasas. Este proceso está regulado por una serie de señales: entre ellas la resistencia a la leptina y la insulina. En esta Tesis Doctoral se ha considerado prometedor la introducción, en forma de suplemento nutricional, de carbohidratos de baja digestibilidad e índice glicémico por las características beneficiosas en términos de control de la glucemia y deposición grasa que presentan, con el objetivo de prevenir las consecuencias negativas del catch-up growth. El modelo animal que se ha empleado consta de un período de desnutrición calórica en el que las ratas ingerían el 70% de lo que tomaban los animales controles. Tras este período, los animales restringidos se dividieron en dos grupos experimentales. En ambos grupos, el 50% de la energía provenía de la dieta estandarizada de roedor. En el grupo RDC, el otro 50% de la energía era proveniente de una mezcla de carbohidratos de rápida digestibilidad y alto índice glicémico. En el caso del grupo SDC, este 50% era de una mezcla de carbohidratos de baja digestibilidad e índice glicémico. Tras la restricción calórica llevamos a cabo la intervención nutricional y apreciamos una mayor deposición grasa en los animales alimentados con la dieta RDC y mayores niveles séricos de leptina. En el estudio de calorimetría indirecta se puso de manifiesto una menor flexibilidad metabólica para éste mismo grupo, asociada a la peor sensibilidad a la insulina apreciada en la relación de insulinemia frente a glucemia. Por su parte, el grupo SDC mostró mayores valores séricos de GLP-1, que se relaciona directamente con el perfil de carbohidratos de la dieta. En cuanto a las rutas de señalización en el tejido adiposo, el grupo RDC mostró una menor sensibilidad a la insulina y un mayor uso glucolítico de la glucosa, acompañado de una sobreexpresión de PC y AGS responsables de la síntesis de novo de ácidos grasos y finalmente de triglicéridos. En el grupo SDC, apreciamos un uso más eficiente de la glucosa no asociada a una mayor adiposidad. Los efectos sobre el uso de combustibles por parte del tejido adiposo en el grupo SDC parecen estar regulados principalmente por la vía mediada por PPARγ. El análisis de las rutas de señalización implicadas en el tejido hepático muestra una disminución del flujo glucolítico (PKM ½) en el grupo SDC que implica un menor uso de la glucosa como combustible metabólico que, junto a la menor expresión de AGS, previene el almacenamiento hepático de triglicéridos. Además, en este grupo se aprecia un mayor almacenamiento de glucógeno con respecto al grupo RDC. En el caso del músculo, la dieta SDC actúa a través de PPARδ al favorecer una mayor expresión de PDK4, que regula negativamente el catabolismo de la glucosa. Junto a la mayor expresión de Cpt1b confirma lo observado en el equipo de calorimetría indirecta y es que hay un cambio en el uso de los ácidos grasos como combustible metabólico. Esto refleja una mejor sensibilidad a la insulina, que concuerdan con la mayor fosforilación de Akt y la menor expresión de ChREBP observada en este grupo. Estos datos, junto a una mayor reserva de glucógeno, reflejan una mejor flexibilidad metabólica del tejido. Además, hallamos una mejor funcionalidad muscular ya que estos animales obtuvieron mejores datos en la prueba de agarre que los animales del grupo RDC, y los valores de MEF2D y CK así lo avalan. Por lo tanto, los carbohidratos de baja digestibilidad e índice glicémico, administrados en forma de suplementación tras una restricción calórica, permiten prevenir los efectos negativos del catch-up growth, mejorando la sensibilidad a la insulina y asegurando una adecuada flexibilidad metabólica de los tejidos.