Impacto del nitrato en la obesidad y la salud del hígado
Estudio examina los efectos de los nitratos en problemas de salud relacionados con la obesidad en ratones.
― 9 minilectura
Tabla de contenidos
- Materiales y Métodos
- Aprobación Ética
- Diseño del Estudio
- Análisis de Sangre
- Morfología Intestinal
- Contenido Lipídico Hepático
- Respirometría de Alta Resolución
- Cromatografía Líquida-Espectrometría de Masas
- PCR Cuantitativa por Transcripción Inversa
- Análisis Histológicos
- Resultados
- Fenotipo Metabólico Corporal Completo
- Balance Energético Corporal Completo
- Metabolismo Cardíaco y Fibrosis
- Metabolismo Lipídico Hepático y Función Mitocondrial
- Lipidómica y Expresión Génica
- Discusión
- Fuente original
La obesidad es un problema de salud global serio que sigue creciendo. Está relacionada con otros problemas de salud que pueden llevar a enfermedades e incluso a la muerte. Las personas con obesidad tienen una mayor probabilidad de desarrollar condiciones como la diabetes tipo II, enfermedades del corazón y enfermedades del hígado.
En particular, la enfermedad hepática conocida como Enfermedad Hepática Grasa Asociada a Disfunción Metabólica (MASLD) ha ganado atención. Esta condición afecta a muchas personas con obesidad y puede llevar a problemas hepáticos serios.
La obesidad también está conectada con la hipertensión, lo que puede afectar los vasos sanguíneos y reducir la cantidad de una sustancia llamada Óxido nítrico (NO) que ayuda a que la sangre fluya de manera suave. Los ratones que no producen NO desarrollan hipertensión y muestran otros problemas de salud relacionados con la obesidad y la diabetes.
Los estudios muestran que las personas con diabetes producen menos NO en comparación con individuos sanos, lo que resalta la importancia del NO en estas enfermedades.
El óxido nítrico se produce a partir de un aminoácido llamado L-arginina en el cuerpo. Pero también puede venir de nitratos que se encuentran en ciertos alimentos como las verduras verdes. Cuando consumimos nitratos, se convierten en nitritos y luego en NO en el cuerpo, especialmente en el estómago y los intestinos.
Investigaciones recientes sugieren que aumentar la ingesta de nitrato puede ayudar a mejorar las condiciones de salud relacionadas con la obesidad y problemas metabólicos. En ratones, consumir nitrato durante unos meses mostró efectos positivos como un mejor control del azúcar en sangre y niveles de grasa en sangre mejorados. Sin embargo, aún no está claro si estos beneficios se aplican a todos los individuos obesos y si el nitrato podría ser dañino en algunos casos.
En este estudio, queríamos ver si agregar una cantidad moderada de nitrato a la dieta podría ayudar a reducir los problemas causados por la obesidad en ratones. Pensamos que aumentar el NO podría ayudar a mejorar cómo funcionan las células del cuerpo, especialmente en relación con el uso de grasa y energía.
Materiales y Métodos
Todos los productos y sustancias utilizados en el estudio se obtuvieron de una fuente confiable.
Aprobación Ética
El estudio se llevó a cabo bajo estrictas pautas que aseguran el bienestar de los animales involucrados. Todos los métodos fueron aprobados por la junta de revisión correspondiente, y la investigación fue realizada por profesionales capacitados.
Diseño del Estudio
Se utilizaron ratones machos de una raza específica, y se mantuvieron en un ambiente controlado. Al principio, se les dio una dieta estándar y agua. Después de aclimatación, los ratones fueron divididos en cuatro grupos. Algunos continuaron recibiendo la dieta estándar, mientras que otros recibieron una dieta alta en grasas y azúcares.
En dos de los grupos, los ratones recibieron agua con nitrato añadido, mientras que los otros recibieron sal regular. El estudio siguió el crecimiento de los ratones, la ingesta de comida y agua durante varios meses.
Los ratones alimentados con la dieta alta en grasas y azúcares aumentaron de peso con el tiempo. El diseño experimental nos permitió ver cómo las dietas afectaron la composición corporal, los niveles de azúcar en sangre y otros marcadores de salud.
Análisis de Sangre
Se recopilaron muestras de sangre para medir varios indicadores de salud, incluidos los niveles de azúcar y grasa, las enzimas hepáticas y otros marcadores importantes. Estas mediciones nos dieron información sobre cómo las dietas afectaron la salud de los ratones.
Morfología Intestinal
Otro grupo de ratones fue utilizado para estudiar la estructura de los intestinos después de ser alimentados con diferentes dietas durante un cierto período. Esto ayudó a analizar los efectos de las dietas en la absorción de nutrientes.
Contenido Lipídico Hepático
Examinamos cuánto grasa estaba presente en los hígados de los ratones, ya que esto podría indicar la extensión de la enfermedad hepática.
Respirometría de Alta Resolución
Esta técnica midió qué tan bien las células producían energía, lo cual es crucial para entender el metabolismo general de los ratones.
Cromatografía Líquida-Espectrometría de Masas
Este método se utilizó para analizar varias sustancias en los tejidos del hígado y el corazón, centrándose en cómo las dietas afectaron el metabolismo.
PCR Cuantitativa por Transcripción Inversa
Esta técnica midió la expresión de genes específicos relacionados con el metabolismo de grasa y energía en el hígado y el corazón.
Análisis Histológicos
Se tiñeron muestras de tejido para identificar cualquier cambio o daño en el corazón y el hígado, ayudando a visualizar los efectos en la salud relacionados con las dietas.
Resultados
Fenotipo Metabólico Corporal Completo
Los ratones en la dieta alta en grasas y azúcares mostraron un aumento de peso significativo durante todo el estudio en comparación con los de la dieta estándar. El aumento de peso fue evidente desde el principio del estudio y continuó en todos los grupos de edad.
Los ratones que recibieron el suplemento de nitrato no mostraron ningún cambio significativo en el peso corporal. Ambos grupos de ratones que consumían la dieta alta en grasas y azúcares mostraron niveles más altos de grasa y niveles más bajos de masa magra.
Los niveles de azúcar en sangre en ayunas también se vieron afectados, con concentraciones más altas en aquellos con la dieta alta en grasas y azúcares. Además, hubo evidencia de Resistencia a la insulina en estos ratones, lo que indica que la capacidad de sus cuerpos para procesar azúcar había empeorado.
Los niveles de grasa en sangre también eran más altos en el grupo de dieta alta en grasas y azúcares, sugiriendo una progresión de problemas de salud relacionados con el riesgo cardiovascular. La adición de nitrato no previno estos problemas.
Balance Energético Corporal Completo
Usando un método para medir el uso de energía, encontramos que los ratones en la dieta alta en grasas y azúcares tenían patrones diferentes de gasto energético en comparación con los de la dieta estándar. Los primeros dependían más de la grasa para obtener energía.
El gasto energético total fue mayor en el grupo de dieta alta en grasas y azúcares, pero al ajustarlo por masa corporal, los números fueron más bajos, lo que indica una menor eficiencia en el uso de energía.
Metabolismo Cardíaco y Fibrosis
También analizamos la salud del corazón de los ratones. No hubo diferencias notables en el tamaño del corazón al comparar grupos. Sin embargo, los ratones en la dieta alta en grasas y azúcares acumularon más glucógeno en sus corazones.
Curiosamente, la suplementación con nitrato redujo esta acumulación de glucógeno en los corazones de los ratones en la dieta alta en grasas y azúcares. El análisis de otras sustancias del corazón mostró que el nitrato ayudó a limitar la acumulación de lípidos.
A pesar de esto, al mirar los indicadores de daño en el corazón, los ratones que recibieron nitrato mostraron niveles más altos de fibrosis, que es una acumulación de tejido cicatricial que puede indicar daño cardíaco.
Metabolismo Lipídico Hepático y Función Mitocondrial
Cuando examinamos el hígado, era más grande en los ratones en la dieta alta en grasas y azúcares. Aquellos que también recibieron nitrato tenían hígados aún más grandes y una mayor incidencia de tumores visibles.
Lo más sorprendente es que ciertos marcadores asociados con el cáncer de hígado estaban elevados en el grupo suplementado con nitrato, indicando una progresión acelerada de la enfermedad. La esteatosis, o acumulación de grasa, en el hígado era severa en ambas dietas, sin diferencias significativas de la suplementación con nitrato.
Los ratones suplementados con nitrato mostraron signos tempranos de Fibrosis Hepática, sugiriendo que ya estaba ocurriendo mucho daño en comparación con aquellos que solo recibieron sal.
Lipidómica y Expresión Génica
Los cambios dietéticos afectaron significativamente los perfiles lipídicos del hígado, con claras distinciones entre el grupo de dieta alta en grasas y azúcares y el grupo de dieta estándar.
Se encontró que los genes importantes para la producción de grasa estaban más activos en el grupo de dieta alta en grasas y azúcares, sin importar la suplementación con nitrato. Esto sugiere que la dieta poco saludable llevó a que se produjera más grasa en el hígado, promoviendo más problemas metabólicos.
Además, la capacidad del hígado para descomponer grasas disminuyó con la dieta alta en grasas, indicando un empeoramiento del metabolismo.
Discusión
Nuestros hallazgos muestran que aunque agregar nitrato a la dieta podría parecer beneficioso, no proporcionó los beneficios esperados para la salud de los ratones con obesidad inducida por la dieta. En cambio, se relacionó con resultados negativos como aumento del colesterol, daño cardíaco y enfermedad hepática.
Esta investigación resalta la complejidad de la dieta y la salud, ya que simplemente agregar algo como el nitrato puede no contrarrestar el daño causado por una mala alimentación. Los cambios en el metabolismo y la función del cuerpo son intrincados y dependen de varios factores, incluidos el tipo y la calidad de los alimentos consumidos.
Investigaciones futuras deberían profundizar en los efectos del nitrato y cómo se pueden modificar las elecciones dietéticas para mejores resultados de salud. Podría ser beneficioso explorar cómo diferentes poblaciones responden al nitrato y si podría ayudar en condiciones de salud específicas.
En general, este estudio subraya la necesidad de un enfoque integral para abordar la obesidad y los problemas de salud relacionados, no solo a través de suplementos, sino mediante cambios dietéticos y de estilo de vida equilibrados.
Título: Chronic inorganic nitrate supplementation does not improve metabolic health and worsens disease progression in mice with diet-induced obesity.
Resumen: Inorganic nitrate (NO3-) has been proposed to be of therapeutic use as a dietary supplement in obesity and related conditions including the Metabolic Syndrome (MetS), type-II diabetes and metabolic dysfunction associated steatotic liver disease (MASLD). Administration of NO3- to endothelial nitric oxide synthase-deficient mice reversed aspects of MetS, however the impact of NO3- supplementation in diet-induced obesity is not well understood. Here we investigated the whole-body metabolic phenotype and cardiac and hepatic metabolism in mice fed a high-fat high-sucrose (HFHS) diet for up to 12-months of age, supplemented with 1 mM NaNO3 (or NaCl) in their drinking water. HFHS-feeding was associated with a progressive obesogenic and diabetogenic phenotype, which was not ameliorated by NO3-. Furthermore, HFHS-fed mice supplemented with NO3- showed elevated levels of cardiac fibrosis, and accelerated progression of MASLD including development of hepatocellular carcinoma in comparison with NaCl-supplemented mice. NO3- did not enhance mitochondrial {beta}-oxidation capacity in any tissue assayed and did not suppress hepatic lipid accumulation, suggesting it does not prevent lipotoxicity. We conclude that NO3- is ineffective in preventing the metabolic consequences of an obesogenic diet and may instead be detrimental to metabolic health against the background of HFHS-feeding. This is the first report of an unfavorable effect of long-term nitrate supplementation in the context of the metabolic challenges of overfeeding, warranting urgent further investigation into the mechanism of this interaction. New & NoteworthyInorganic nitrate has been suggested to be of therapeutic benefit in obesity-related conditions as it increases nitric oxide bioavailability, enhances mitochondrial {beta}-oxidation and reverses Metabolic Syndrome in eNOS-/- mice. However, we here show that over 12 months, nitrate was ineffective in preventing metabolic consequences in high-fat high-sucrose fed mice, and worsened aspects of metabolic health, impairing cholesterol handling, increasing cardiac fibrosis, and exacerbating steatotic liver disease progression, with acceleration to hepatocellular carcinoma.
Autores: Alice P Sowton, L. M. Holzner, F. N. Krause, R. Baxter, G. Mocciaro, D. K. Krzyzanska, M. Minnion, K. A. O'Brien, M. C. Harrop, P. M. Darwin, B. D. Thackray, M. Vacca, M. Feelisch, J. L. Griffin, A. J. Murray
Última actualización: 2024-07-08 00:00:00
Idioma: English
Fuente URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.07.04.602070
Fuente PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.07.04.602070.full.pdf
Licencia: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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