La obesidad es frecuentemente asociada al consumo de hidratos de
carbono o grasas ocasionando hiperinsulinemia, sin embargo la proteína en la
dieta puede jugar un papel muy importante en el desarrollo de hiperinsulinemia.
Por lo que el propósito del presente trabajo fue estudiar el mecanismo de
acción a nivel bioquímico y molecular de la proteína de soya en la secreción de
insulina y su repercusión en el hígado, páncreas, tejido adiposo y riñon en un
modelo de obesidad inducida por dieta, en un modelo animal de diabetes y en
cultivo de islotes pancreáticos para conocer los factores de transcripción y
genes involucrados en la regulación de la secreción de insulina. Se utilizaron
diferentes metodologías que incluyeron análisis de parámetros bioquímicos,
análisis histológico con diferentes tinciones, análisis de northern blot y PCR
de tiempo real para la cuantificación de la expresión génica, clamp
hiperglicémico para determinar la secreción de insulina, y cultivo de islotes
pancreáticos para conocer el efecto del patrón de aminoácidos y fitoestrógenos.
Los resultados mostraron que la proteína de soya (PS) tiene un efecto
significativo en la reducción de la secreción de insulina por el páncreas y que
esto se debe principalmente a su patrón de aminoácidos y al contenido de
isoflavonas que se encuentran fuertemente asociadas a la PS. Esta acción es
mediada por una reducción en el transportador de glucosa GLUT-2 y del factor de
transcripción PPAR?. También demostramos que este efecto se vio reflejado en
una menor lipogenesis hepática mediada por SREBP-1 que trajo como consecuencia
un menor expresión génica de enzimas involucradas en la síntesis de ácidos
grasos y en un menor depósito de lípidos en el hígado disminuyendo la formación
de hígado graso durante la obesidad y diabetes. Por otra parte el consumo de
soya por un periodo de tiempo prolongado disminuyo el daño renal y la respuesta
inflamatoria causada por la diabetes. Por último, el consumo de PS mantuvo a
los adipocitos en su estado funcional. Por lo que podemos concluir que la
nutrigenómica (regulación de la
expresión génica por nutrimentos) ha sido una herramienta de gran importancia
para el estudiar el mecanismo de acción a nivel molecular de los nutrimentos
contenidos en los alimentos y su efecto en la salud.
INTRODUCCION Y ANTECEDENTES
Alrededor de los 60’s cuando las enfermedades cardiovasculares fueron la causa
número uno de muerte en América, empezó haber mayor conciencia de la nutrición
y de la alimentación y de una re-evaluación de la proteína de origen vegetal
para la obtención de una dieta saludable. Una de las fuentes más importantes de
proteína de origen vegetal son las leguminosas. Dentro de las leguminosas con
mayor contenido de proteína se encuentra el frijol de soya con alrededor de
35-40% de proteína.
La introducción de la soya en los países latinoamericanos se debió en parte
a una lucha en contra de la desnutrición. Estudios por el Dr Bressani dieron
lugar al desarrollo de la incaparina que consistía de un suplemento proteico a
base de maíz y soya utilizado para combatir la desnutrición en Guatemala
(Bressani R y otros 1967). La Organización de las Naciones Unidas en 1968
emitió una publicación titulada “International Action to Avert the Impending
protein crisis” en la cual se recomendaba al frijol de soya como la fuente de
proteína mas prometedora para combatir los problemas de desnutrición. En los
70’s, México fue uno de los primeros países latinoamericanos que desarrollaron
diferentes productos con soya. Sin embargo se pensaba que la calidad de la
proteína de frijol de soya no era adecuada, para lo cual la Organización
Mundial de la Salud (OMS) y la Administración de Alimentos y Medicamentos (FDA)
adoptaron un método alternativo para evaluar la calidad de las proteínas
denominado calificación de aminoácidos corregida por la digestibilidad de las
proteínas (PDCAAS) (Food and Drug Administration DoHahsFR 1991), donde la
proteína de soya tiene una
calificación química de 1 similar a la de la carne y que cubre los
requerimientos de todos los aminoácidos indispensables en niños y adultos
(Young VR 1991) .
Alrededor de los 80’s, México empezó a utilizar a la soya como extensor de
carne para diferentes programas de alimentación y para la elaboración de
bebidas, tortillas, pastas, salchichas, productos de soya de bajo costo,
atoles, sopas instantáneas, bebidas y purés infantiles, etc.
A mediados de los 90’s, cuando la biología molecular llegó a los laboratorios
de nutrición en México, se empezó a estudiar como los nutrimentos regulaban la
expresión de genes (Tovar AR and Torres N 2003) a lo que se le denomino
nutrigenomica. En nuestro laboratorio se empezó a estudiar el efecto
hipolipidemico de la proteína de soya (PS). Los resultados demostraron que el
consumo de PS disminuía significativamente las concentraciones séricas de
colesterol (COL), triglicéridos (TG) y de las lipoproteínas que contienen TG
(VLDL) y colesterol (LDL) y que esto tenia un efecto muy importante en una
disminución de la respuesta inflamatoria en el riñón mejorando así la
filtración glomerular y la función renal (Tovar AR y otros 2002).
Posteriormente encontramos que el consumo de PS disminuía las concentraciones
de insulina y que esto se reflejaba en una menor expresión de SREBP-1 y de sus
genes blanco sintasa de los ácidos grasos y enzima málica, disminuyendo así la
lipogenesis. Estos resultados trajeron como consecuencia una reducción en el
depósito de lípidos en el hígado (Ascencio C y otros 2004) Estos hallazgos, nos
condujeron a estudiar el mecanismo de acción a nivel molecular de la proteína
de soya en la reducción en la secreción de insulina en los modelos de obesidad
y diabetes.
OBJETIVOS
Objetivos específicos.
1. Conocer si el consumo de proteína de soya por un tiempo prolongado
regula la expresión génica de enzimas involucradas en el metabolismo
de lípidos en el hígado de ratas obesas diabéticas
a. Medición de genes involucrados en la lipogenesis: Cuantificación
del RNAm del factor de transcripción SREBP-1 (proteína de unión
a elementos de respuesta a esteroles) y de sus genes blanco
sintasa de los acidos grasos (FAS), esteroil-CoA desaturasa
(SCD-1), delta 5 y delta 6 desaturasa. Cuantificación del factor de
transcripción SREBP-2.
2. Cuantificación de las concentraciones de glucosa, insulina, colesterol,
triglicéridos y de las lipoproteínas de baja (LDL) y de muy baja densidad
(VLDL) en suero de ratas alimentadas con proteína de soya o caseína a
lo largo de 130 días.
3. Cuantificación de las concentraciones de lípidos y los depósitos de grasa
en el hígado de ratas alimentadas con proteína de soya o caseína.
4. Determinación de la función renal e histología en ratas diabéticas
alimentadas con proteína de soya.
5. Efecto de diferentes concentraciones de isoflavonas sobre la expresión
génica de SREBP-1 en cultivo de hepatocitos en presencia o ausencia
de insulina.
6. Efecto de la proteína de soya sobre la secreción de insulina por medio
de la técnica de clamp hiperglicémico.
7. Efecto del patrón de aminoácidos de la proteína de soya sobre la
secreción de insulina en islotes pancreáticos y su efecto en la expresión
génica de PPAR? y GLUT 2.
8. Efecto de los fitoestrógenos contenidos en la proteína de soya
(genisteína, daidzeina u equol) sobre la secreción de insulina, SREBP-1,
GLUT 2 y PPAR?.
9. Determinación del numero y tamaño de adipocitos de ratas alimentadas
con proteína de soya o caseína.
JUSTIFICACION E IMPORTANCIA
Enfermedades relacionadas con el estilo de vida como son la obesidad, la
diabetes, la hiperlipidemia, la esteatosis hepática y las enfermedades
coronarias han sido asociadas a un consumo crónico de dietas altas en hidratos
de carbono y grasa. Sin embargo, el tipo de proteína dietaria puede jugar un
papel muy importante en el desarrollo o prevención de estas enfermedades
(Torres N y otros 2006). Por lo que el objetivo del presente trabajo fue
conocer el mecanismo de acción a nivel bioquímico y molecular de la proteína de
soya en un modelo experimental de obesidad y diabetes y poder encontrar los
factores de transcripción y enzimas involucradas en el metabolismo de lípidos
que son reguladas después del consumo prolongado de proteína de soya.
PREMIOS
2007
