Digestibilidad y capacidad prebiótica de fuentes vegetales ricas en grasa y fibra en individuos con fibrosis quística

Abstract

[ES] La fibrosis quística (FQ) es una enfermedad genética de herencia autosómica recesiva que afecta principalmente a los pulmones, pero también al páncreas, hígado e intestino, originando secreciones anómalas y espesas de las glándulas exocrinas. A nivel digestivo, estas secreciones limitan la llegada del jugo pancreático y biliar al duodeno, dando lugar a una maldigestión y malabsorción de macro y micronutrientes, y en especial de las grasas. Asimismo, los enfermos de FQ presentan a menudo una microbiota colónica disbiótica consecuencia, entre otros factores, de una dieta rica en grasa y de una ingesta deficiente en fibra. Así, el objetivo general de este estudio es analizar los potenciales beneficios derivados del consumo de alimentos vegetales ricos en grasa y fibra (almendra, avellana, cacahuete, nuez, semilla de girasol, semilla de calabaza y semilla de sésamo). Para ello, se realizarán ensayos in vitro de digestibilidad y de fermentación colónica simulando las condiciones gastrointestinales propias de la FQ. Concretamente, se determinará tras la etapa de digestión gastrointestinal: el índice de degradación de la matriz, la digestibilidad de proteína y lípidos, mientras que tras la etapa de fermentación colónica in vitro se analizarán los cambios en el perfil de la microbiota mediante secuenciación del gen ARNr 16S así como la producción de amonio, lactato y ácidos grasos de cadena corta como consecuencia de la fermentación colónica. Los resultados evidenciaron la influencia directa de las condiciones gastrointestinales FQ que dificultan la digestibilidad de lípidos y proteínas, y afectando en gran medida la bioaccesibilidad de macronutrientes. En concreto, se observó cómo, bajo estas condiciones, existe una mayor influencia de la matriz alimentaria en términos de digestibilidad de lípidos. En este sentido, la semilla de girasol fue la muestra que mayor degradación de la matriz, mejor digestibilidad de lípidos y proteínas presentó al ser digerida en condiciones FQ. Asimismo, se vio también la capacidad moduladora de estos alimentos, ricos en fibra y grasa, sobre la composición y abundancia de la microbiota colónica, observándose el impacto negativo que tiene la presencia de grasa no digerida sobre la microbiota. Concretamente, se observó una reducción de algunos géneros antiinflamatorios como Bacteroides y Alistipes y un aumento de algunos géneros proinflamatorios como Acidaminococcus y Prevotella. Se pudo observar también como la fibra de los frutos secos y semillas, fue utilizada por la microbiota para la producción de ácidos grasos de cadena corta, siendo también la semilla de girasol la que obtuvo, bajo condiciones gastrointestinales FQ, la mayor concentración.

[EN] Cystic fibrosis (CF) is a genetic disease of autosomal recessive inheritance that mainly affects the lungs, but also the pancreas, liver and intestine, causing abnormal and thick secretions from the exocrine glands. At the digestive level, these secretions limit the flow of pancreatic and biliary juices into the duodenum, leading to maldigestion and malabsorption of macro- and micronutrients, especially fats. Likewise, CF patients often present a dysbiotic colonic microbiota consequently, among other factors, of a diet rich in fat and a deficient fiber intake. Thus, the overall objective of this study is to analyze the potential benefits derived from the consumption of plant foods rich in fat and fiber (almond, hazelnut, peanut, walnut, sunflower seed, pumpkin seed and sesame seed). For this purpose, in vitro digestibility and colonic fermentation tests will be carried out simulating the gastrointestinal conditions typical of CF. Specifically, the following will be determined after the gastrointestinal digestion stage: the rate of matrix degradation, protein and lipid digestibility, while after the in vitro colonic fermentation stage, changes in the microbiota profile will be analyzed by 16S rRNA gene sequencing as well as the production of ammonium, lactate and short-chain fatty acids as a consequence of colonic fermentation. The results evidenced the direct influence of CF gastrointestinal conditions that hinder the digestibility of lipids and proteins, and greatly affect the bioaccessibility of macronutrients. Specifically, it was observed how, under these conditions, there is a greater influence of the food matrix in terms of lipid digestibility. In this sense, sunflower seed was the sample that showed the greatest degradation of the matrix and the best lipid and protein digestibility when digested under CF conditions. Likewise, the modulating capacity of these foods, rich in fiber and fat, on the composition and abundance of the colonic microbiota was also observed, showing the negative impact that the presence of undigested fat has on the microbiota. Specifically, a reduction of some anti-inflammatory genera such as Bacteroides and Alistipes and an increase of some pro-inflammatory genera such as Acidaminococcus and Prevotella were observed. It was also observed how the fiber of nuts and seeds was used by the microbiota for the production of short-chain fatty acids, being also the sunflower seed the one that obtained, under CF gastrointestinal conditions, the highest concentration.