Los esteroles vegetales (EV) son compuestos bioactivos de origen natural que han demostrado una amplia gama de beneficios para la salud. Su propiedad funcional más conocida es la hipocolesterolemiante, aunque ha surgido un gran interés por su potencial bioactivo sobre dianas terapéuticas intestinales, como el cáncer colorrectal y las enfermedades inflamatorias intestinales. Para alcanzar las dosis efectivas de EV para el mantenimiento o la reducción de los niveles plasmáticos de colesterol, es necesario la incorporación en la dieta de complementos alimenticios o alimentos enriquecidos en estos compuestos. Sin embargo, pese al gran conocimiento relativo a los EV, aún quedan por esclarecerse aspectos claves de su bioaccesibilidad y bioactividad. El objetivo general de la presente Tesis Doctoral es evaluar la bioaccesibilidad y bioactividad de alimentos enriquecidos con EV, así como de un complemento alimenticio de EV y de los metabolitos derivados de su fermentación colónica. La inclusión de enzimas lipolíticas (colesterol esterasa y lipasa gástrica) en el método de simulación de la digestión gastrointestinal INFOGEST 2.0 produjo una disminución en la bioaccesibilidad de EV y colesterol contenidos en una bebida a base de leche y zumo de frutas enriquecida con EV. Los valores de bioaccesibilidad obtenidos se asemejan a los niveles de absorción observados en estudios humanos, lo que sugiere que estas modificaciones mejoran la precisión del modelo de simulación, aproximándolo más a las condiciones fisiológicas. Posteriormente, el método INFOGEST 2.0, con las adaptaciones propuestas anteriormente, fue ajustado para simular las condiciones fisiológicas de la población anciana. Estas modificaciones incrementaron la bioaccesibilidad de EV y colesterol, hallazgo que podría indicar un aumento en los potenciales beneficios de los EV en la población anciana. Por otra parte, la aplicación del método INFOGEST 2.0 a un pan integral de centeno enriquecido con EV para el análisis de la hidrólisis del almidón dio como resultado una baja proporción de almidón hidrolizado y de rápida digestión, así como una tasa significativa de almidón resistente. Esto indica que el pan de centeno es una matriz nutricionalmente adecuada para el enriquecimiento con EV. Por otro lado, el etilcoprostanol, un metabolito derivado de la fermentación colónica del principal EV dietético (β-sitosterol), mostró un efecto proapoptótico sobre la línea celular de cáncer de colon Caco-2, vinculado a la sobreproducción de especies reactivas de oxígeno (ROS) y ceramida. El aumento de la expresión génica de BAX/BCL2 reveló la activación de la vía intrínseca de la apoptosis. Por el contrario, los metabolitos del colesterol (coprostanol, colestanol, coprostanona y colestenona) mostraron actividad citotóxica sobre células de colon no tumorales (CCD-18Co) a través de un aumento en la apoptosis celular y un arresto en la fase G0/G1 del ciclo celular. El análisis transcriptómico mostró un aumento en la expresión de genes asociados con las vías apoptóticas intrínsecas (BAX/BCL2 y CASP9) y extrínsecas (CASP8). El co-tratamiento de la colestenona (metabolito del colesterol más citotóxico) y el etilcoprostanol mitigó la citotoxicidad sobre las células CCD-18Co. Con todo ello se sugiere que los efectos citotóxicos de los metabolitos del colesterol podrían relacionarse con su potencial papel como promotores de la carcinogénesis colorrectal. Asimismo, la actividad antiproliferativa y citoprotectora del etilcoprostanol podría tener un papel positivo en la prevención y el tratamiento del cáncer de colon. Además, se evaluó la actividad antiinflamatoria de un complemento alimenticio de EV en modelos in vivo (murino) e in vitro (co-cultivo Caco-2/RAW264.7) de inflamación intestinal. Se observó una disminución del sangrado rectal, de la edematización colónica y de los niveles de citoquinas proinflamatorias (TNF-α, IL-6 e IL-8). A su vez, el complemento alimenticio mejoró el daño histopatológico, la expresión de ocludina en el tejido colónico y aumentó la producción de la citoquina antiinflamatoria IL-10. Estos efectos se correlacionaron con una reducción del estrés oxidativo (ROS y mieloperoxidasa) y nitrosativo (NO y óxido nítrico sintasa inducible), y con la inhibición de la vía de señalización NF-κB-COX-2-PGE2. A su vez, se observó en el modelo in vitro una interacción antagónica cuando se evaluó el tratamiento conjunto entre el fármaco budesonida y el complemento alimenticio de EV que desaconseja su uso de forma complementaria. Por otra parte, la bebida enriquecida con EV no mostró un efecto antiinflamatorio. La presencia de leche en la bebida podría interferir con las propiedades antiinflamatorias de los EV, de acuerdo a la literatura científica que ha descrito sus efectos negativos sobre la respuesta inflamatoria intestinal. En su conjunto, estos hallazgos subrayan la relevancia de los EV como compuestos dietéticos con diversos beneficios para la salud intestinal. Aunque las matrices alimenticias evaluadas son adecuadas para la incorporación de EV, podrían interferir con las propiedades bioactivas de estos compuestos. Por tanto, se sugiere considerar el uso de formas aisladas de EV para maximizar su efectividad en dianas terapéuticas intestinales.

3 - Salut i Benestar