ALTERACIONES BIOQUÍMICAS EN CONEJOS ALIMENTADOS CON ACEITE DE PALMA Y MAÍZ Y SU RELACIÓN CON LOS HALLAZGOS MORFOLÓGICOS
MT Aster1, T Scorza², L Gallardo³ y N Hamana4.
¹ Licenciada en Bioanálisis. UCV.- ²Médico Cirujano, profesor Titular de la Facultad de Medicina. UCV. ³Servicio de Microscopia de Luz. Centro de Biofísica y Bioquímica. IVIC.- 4 Médico Anatomopatólogo.E-mail: martadta@yahoo.com
RESUMEN: Se ha establecido una relación inversa entre el colesterol plasmático total y los ácidos grasos saturados en la dieta. Para investigar el efecto de dietas con diferentes cantidades de ácidos grasos sobre las lipoproteínas plasmáticas y su relación con modificaciones morfológicas en aorta, conejos fueron alimentados durante 4 meses con tres tipos de dietas: I- Conejarina® (control). II Conejarina® suplementada con aceite de palma (10%) con relación insaturados: saturados (I:S) 1:1, III Conejarina® suplementada con aceite de maíz relación I:S 6:1. A los 4 meses, los animales fueron exanguinados por punción cardiaca, la aorta extraída para estudio histológico. Los resultados mostraron que las dietas II y III elevaron significativamente el colesterol plasmático. La dieta III aumentó los triglicéridos (p<0,01) y la II aumentó la HDLc (p<0,05). En conclusión: los aceites de palma y maíz al 10% producen aumento del colesterol plasmático de igual magnitud pero con lesiones histológicas menos intensas en el grupo aceite de palma.
Palabras clave: Aceite de palma, aceite de maíz, lipoproteínas, lesión histológicas.
ABSTRACT: An inverse relationship has been settled down among the total plasmatic cholesterol and the fatty acids saturated in the diet. To investigate the effect of diets with different quantities of fatty acids on the plasmatic lipoproteins and their relationship with morphological modifications in aorta, rabbits were fed during 4 months with three types of diets: I Conejarina® (control). II Conejarina® supplemented with palm oil (10%) whose relationship unsaturated: saturated (I:S) fue1:1, III Conejarina® supplemented with corn oil and relationship I:S 6:1. At the 4 months, the animals were exanguinated for heart punction, the aorta extracted for histological studies. The results showed that the diets II and III elevated the plasmatic cholesterol significantly, the diet III increased the triglycerides and the II increased the HDLc. In conclusion: the palm and corn oils at 10% produce increase of the plasmatic cholesterol of same magnitude but histological lesions less intense in the group of palm oil.
Key words: Palm oil, corn oil, lipoproteins, histological lesions.
Fecha de recepción: 01/12/2003 Fecha de Aprobación:13/04/2004
INTRODUCCIÓN
]]> Tanto en humanos como en condiciones experimentales, se ha demostrado que las grasas como constituyentes de la dieta pueden producir modificaciones en los lípidos plasmáticos y en la función plaquetaria, parámetros que afectan directamente el desarrollo de lesiones ateroscleróticas(1-9).De los lípidos plasmáticos el colesterol(6-9) y los triacilglicéridos(10) son considerados aterogénicos, mientras que HDLc es considerado como factor protector(11).
Especialmente el nivel de colesterol plasmático aumenta con el consumo de grasas saturadas, los trabajos iniciales de Keys y Hegsted en 1965 establecieron una relación directa y lineal entre el contenido de las grasas saturadas consumidas y la concentración de colesterol plasmático(8,9).
Aunque el consumo de grasas con alto contenido en ácidos grasos saturados produce un incremento del colesterol plasmático, se ha discutido el efecto que podría ocasionar la longitud de la cadena carbonada del ácido graso, la presencia o ausencia de colesterol en la dieta o la concentración de colesterol plasmático previo a la instalación de la dieta investigada. De forma tal que se ha reportado lo siguiente:
En humanos y en primates no humanos, los ácidos grasos saturados laúrico (C12:0) y mirístico (C14:0) son más inductores de hipercolesterolemia que el ácido palmítico (C16:0)(12-17).
En humanos normocolesterolémicos, el reemplazo en la dieta del ácido oleico (C18:1n-9) por ácido palmítico, no produce efectos sobre el colesterol plasmático ni sobre la relación LDLc/HDLc(16).
El ácido palmítico produce un aumento en LDLc respecto del ácido oleico, solamente cuando hay ingesta alta de colesterol, o cuando hay una hipercolesterolemia previa(17), y los ácidos grasos saturados laúrico y mirístico aumentan el colesterol total y el LDLc a través de la supresión del receptor hepático aún en ausencia de colesterol en la dieta(18-21).
La administración de aceite de palma a pacientes hipercolesterolémicos produce una disminución del colesterol plasmático(22).
El objetivo del presente trabajo fue evaluar las modificaciones bioquímicas e histológicas en conejos alimentados por tiempo prolongado (4 meses) con suplementos de aceite de palma (Elaeis Guineensis) y de maíz comercial en ausencia de colesterol en la dieta.
MATERIALES Y MÉTODOS
]]> Animales de experimentaciónSe utilizaron 18 conejos adultos, machos, Nueva Zelanda de 3-3,5 Kg de peso corporal, ubicados en jaulas separadas, distribuidos al azar en tres grupos de acuerdo con las dietas suministradas durante cuatro meses.
Grupo I: Control, alimentados con Conejarina® comercial «ad libitum». La composición porcentual de la Conejarina utilizada fue la siguiente: proteínas, grasa, fibra y carbohidratos al 15,3,18 y 40% (p/p) respectivamente. Las grasas aportaron 11 Kcal por cada 100 Kcal total.
Grupo II: Conejarina® más aceite semipurificado de palma 10% (p/p, con una relación I:S 1.05. La composición porcentual del aceite crudo de palma determinada por cromatografía de gases fue la siguiente:
Ácidos grasos saturados:
C12:0 = 0,4%
C14:0 = 1,31%
C16:0 = 43,2%
C18:0 = 3,33%
Total = 48,24%
C18: 1n-9= 40.3%
C18:2n-6= 10.4%
C18:3n-3= 0.17%
Total: 50.87%
Relación insaturados: saturados = 1.05.
Grupo III. Recibieron Conejarina® adicionada de aceite comercial de maíz 10% (p/p), con una relación I:S= 6.9. La composición del aceite comercial de maíz empleado fue la siguiente:
Ácidos grasos saturados:
C16:0 = 10.9%
C18:0 = 1.6% ]]>
Total = 12,5%
Ácidos grasos insaturados:
C18:1n-9= 23.6%
C18:2n-6= 62.1%
C18:3n-3= 0.9%
Total: 86.6%.
En las dietas de los grupos II y III, las grasas aportaron 37 Kcal por cada 100 Kcal total.
Preparación de las dietas
Para las dietas II y III, 90 g. de Conejarina® se mezclaron con 10 g. de aceite (10%), semanalmente conservadas en refrigeración.
El aceite semipurificado de palma se obtuvo de plantaciones del estado Portuguesa, Venezuela y el aceite de maíz fue adquirido comercialmente de fabricantes que lo elaboran para consumo humano
]]> Obtención de las muestrasLas muestras fueron obtenidas de los animales en ayuno de 12 a 14 horas. Se practicó punción de la vena marginal de la oreja mensualmente. La sangre se dispensó en tubos sin anticoagulante para obtener suero y en tubos con EDTA para obtener sangre total.
Determinaciones
Lípidos plasmáticos: Colesterol total, triglicéridos y lipoproteínas plasmáticas se determinaron mensualmente utilizando métodos enzimáticos (Wiener enzimatic kit, Argentina). Se realizaron control de calidad empleando sueros liofilizados de la casa Wiener Standadrol nivel 1 y 2.
Al final del período experimental (4 meses) se determinó en plasma la concentración de vitamina C antes de las 2 primeras h de tomadas las muestras, por el método calorimétrico de la 2,4 dinitrofenilhidrazina(23).
Determinaciones de apo-proteínas apo-AI y apo-B mediante el método immunotubimétrico de la casa Orion® Diagnóstica, y determinaciones de productos finales de peroxidación lipídica con método del ácido tiobarbitúrico(24).
Análisis químico de los aceites utilizados
El análisis de los ácidos grasos de los aceites fue realizado por cromatografía en fase gas-líquido, previa formación de ésteres metílicos(25) en la Sección de Lipidología del Instituto de Medicina Experimental Facultad de Medicinal, UCV.
Estudio Morfológico: A los 4 meses del suministro de las dietas, y después de 24 h de ayuno, los conejos fueron anestesiados con tiopental sódico 15-20 mg/Kg por vía intraperitoneal y se exaguinaron por punción cardiaca. Inmediatamente se practicó una incisión en la línea media toraco-abdominal, se extrajeron muestras de la aorta toráxico y abdominal, fijadas en formol al 10% se practicaron tinciones de los cortes histológicos con hematoxilina-eosina, los cuales fueron procesados en el Servicio de Microscopía de Luz del Centro de Biofísica y Bioquímica del Instituto Venezolano de Investigación Científica (IVIC), se usó la clasificación de Stary(26).
Los estudios experimentales realizados en esta investigación, se practicaron cumpliendo las normas éticas del Bioterio de la Escuela de Medicina «José M. Vargas», acerca del cuidado y manejo de animales de laboratorio.
]]> Análisis EstadísticoSe utilizó análisis de varianza (ANOVA) de una vía en los estudios de los parámetros determinados al final del período experimental y ANOVA de dos vías para análisis de tiempo-efecto del aceite en el resto de los parámetros. En ambos tipos de ANOVA se aplicó a posteriori, la prueba de diferencia mínima significativa.
RESULTADOS
La concentración de colesterol total del plasma al inicio y final del experimento mostró aumento significativo en los grupos que recibieron los aceites (p<0,05), (Figura 1).
CONCENTRACIÓn plasmática de colesterol (mg/dL).X±DS
*p<0.05 (Grupo II Inicial vs Grupo II Final).
**p<0.05 (Grupo III Inicial vs Grupo III Final).
No se observaron diferencias significativas entre ambos grupos. En relación a las fracciones de HDLc, (Figura 2).
]]> Figura 2CONCENTRACIÓn plasmática de HDLc (mg/dL).X±DS
*p<0.01 (Grupo II Final).
Se observó un aumento significativo en el grupo II (aceite de palma) con respecto al grupo control y al grupo que recibió aceite de maíz (p <0.01)
Los triglicéridos del plasma aumentaron progresivamente a partir del primer mes de la administración de los aceites de palma y maíz (Figura 3); en relación a su concentración basal, el grupo III mostró un aumento significativo (p <0,01), (Figura 4).
CONCENTRACIÓN DE TRIGLICéridos plasmáticos mensuales (mg/dL).X±DS GRUPO II Y GRUPO III
]]> Figura 4
CONCENTRACIÓn DE TRIGLICéridos plasmáticos (mg/dL).X±DS
*p<0.01 (Grupo III Inicial Vs Grupo III Final).
En las Tablas 1 y 2, se muestran los valores de apo-lipoproteínas A-I (apo AI) y apo B (apo-B) respectivamente. No se encontró diferencias en la concentración de apo A-I, la apo-B aumentó significativamente en los grupos alimentados con aceite de palma (p<0.05) y aceite de maíz (p<0.01) comparados con el grupo control.
| Tabla 1 concentraciones medias apolipoproteína apo-ai (mg/dL) al final del estudio.X±DS | |
| APO A-I (mg/dL) | |
| ]]> Grupos | Media±DS |
| Control I Palma II Maíz III | 12,00 ± 1,41 12,83 ± 0,98 12,00 ± 1,79 |
| Tabla 2 concentraciones medias apolipoproteína apo B (mg/dL) al final del estudio.X±DS | |
| APO B (mg/dL) | |
| Grupos | Media±DS |
| Control I Palma II Maíz III | 8,5 ± 0,84 ]]> 9,6 ± 0,89*10,0 ± 0,71** |
* Grupo I vs Grupo II p<0,05
** Grupo I vs Grupo III p<0,01
En la Tabla 3 se encuentran las concentraciones de vitamina C, no se encontró diferencia significativa.
| Tabla 3 concentraciones de vitamina c (ácido ascórbido μg/μl) al final ]]> DE LA EXPERImentación X±DS (p>0.05) | |
| APO B (mg/dL) | |
| Grupos | Media±DS |
| Control I Palma II Maíz III | 4,50 ± 2,11 6,92 ± 2,81 5,97 ± 2,07 |
CONCENTRACIÓn DE las sustancias de reacción con el ácido tiobarbitúrico (TBARS) nmol/Lt.X±DS
*p<0.05 (Grupo II vs Grupo I).
**p<0.05 (Grupo III vs Grupo I).
Estudio morfológico
En el corte histológico de aorta de conejo del grupo control (Figura 6) se observa endotelio normal y túnica media con lesiones fibrosas difusas compatibles con el proceso de envejecimiento.
corte histológico de aorta torácica del grupo i (cONTROL) tinción hematoxilina-eosina. 100 x
]]>
En las (Figura 7 y 8) se pueden apreciar los cortes de las aortas torácicas de dos conejos pertenecientes al grupo II, se pueden apreciar estrías grasas, engrosamientos de la íntima, pero con indemnidad de la limitante.
Estas alteraciones morfológicas fueron observadas en el 70% de los animales, y son clasificadas como lesiones tempranas de acuerdo con los trabajos de Stary y al Comité de Lesiones Vasculares y la Asociación Americana del Corazón: Estadio I, II y III. El otro 30% de los animales mostraron lesiones localizadas, con áreas indemnes.
corte histológico de aorta torácica del grupo Ii (PALMA). tinción hematoxilina-eosina. 400 x
corte histológico de aorta torácica del grupo Ii (PALMA). tinción hematoxilina-eosina. 400 x
corte histológico de aorta torácica del grupo IIi (Maíz). estría grasa.tinción hematoxilina-eosina. 400 x
corte histológico de aorta ABDOMINAL del grupo IIi (Maíz). tinción hematoxilina-eosina. 400 x
corte histológico de aorta ABDOMINAL del grupo IIi (Maíz). CALCIFICACIón de la media. tinción hematoxilina-eosina. 400 x
De acuerdo a estudios epidemiológicos y a evidencias experimentales, la concentración de colesterol plasmático es modificada por el consumo de ácidos grasos saturados(1,2,4,5,7-9,13-17). En nuestras condiciones experimentales, la administración de dos tipos de dietas a conejos: una enriquecida con ácidos grasos saturados y monoinsaturados, cuya relación poliinsaturados: saturados (P:S) fue de 1.05 y otra enriquecida con ácidos grasos poliinsaturados con una relación P:S de 6.9, indujeron una elevación del colesterol plasmático de igual magnitud, cuando se compararon con el grupo que recibió la dieta convencional. Este hecho es importante puesto que se ha aceptado en forma general, que el consumo de ácidos grasos saturados aumenta el colesterol plasmático, mientras que los insaturados lo disminuyen. Múltiples evidencias experimentales han demostrado que los ácidos grasos saturados laúrico (C12:0) y mirístico (C14:0), aumentan el colesterol plasmático debido a una disminución de los receptores hepáticos para el LDLc(18-21). Sin embargo, con el ácido palmítico (C16:0) se han reportado resultados contradictorios, básicamente porque hay dos variables independientes que modifican sustancialmente su efecto: la concentración de colesterol plasmático previa a la instalación de la dieta investigada, o la presencia de colesterol en la dieta(13-17). En nuestras condiciones experimentales el aceite no contenía colesterol y las concentraciones iniciales de este parámetro en plasma estaban entre 20-30 mg/dL, por lo cual inferimos que los cambios observados se deben al efecto de las dietas administradas.
Un hallazgo que nos ha llamado la atención es el incremento significativo en la concentración de HDLc en el grupo de animales que recibieron la dieta suplementada con aceite de palma (grupo II) este mismo resultado ha sido reportado por otros investigadores(27,28). Sin embargo la concentración de Apo A-I no varió en forma significativa, lo que nos permiten intuir que la partícula de HDL, lleva consigo un aumento absoluto de colesterol, posiblemente debido a la remoción de colesterol de las células periféricas(29). Esto contrarrestaría el efecto de la LDLc, previniendo la formación de células espumosas, evento histológico inicial en la generación de la lesión aterosclerótica. La observación de estudios in vitro e in vivo en los cuales la HDL promueve la salida de colesterol desde las células cargadas con esta lipoproteína(30,31), sustentan los planteamientos enunciados.
Otro efecto importante que tiene la HDL como factor cardioprotector y que podrían explicar nuestros hallazgos morfológicos es el efecto antioxidante directo que posee la HDLc, debido a su contenido en paraoxonasa y acetilhidrolasa, las cuales inhiben y neutralizan el efecto de la LDL oxidada y su acumulación a nivel endotelial(32-36). El efecto antioxidante se debe a la hidrólisis de los ácidos grasos oxidados en los fosfolípidos(37) y al bloqueo de la respuesta inflamatoria inducida por la LDL oxidada en las células de la pared arterial(38). Posiblemente debido a estos hechos, se ha establecido una relación inversa entre la concentración de HDL y el desarrollo de enfermedad coronaria, de forma tal que la disminución en la concentración de HDLc es una variable independiente de afección cardiovascular(39-41).
Es importante señalar que además del efecto per se que induce experimentalmente el aceite de palma en la concentración de HDL, este aceite tiene un alto contenido natural de antioxidantes: β-caroteno, alfa–tocoferol y tocotrienoles en comparación con otros aceites(43,44) e incluso cuando se compara con su producto semipurificado(45), el alto contenido de antioxidantes naturales y el aumento en la concentración de HDLc, podrían explicar la menor severidad en los hallazgos morfológicos de la aorta torácica y abdominal en comparación con el grupo de animales que recibió la dieta suplementada con aceite de maíz.
En relación al mecanismo de producción de la hipertrigliceridemia observada en el grupo III (aceite de maíz) no tenemos una explicación, esto amerita futuros trabajos, sin embargo relacionamos la intensidad de las lesiones histológicas observadas en este grupo de animales, con la capacidad que tienen los macrófagos para cargarse con esta lipoproteína a través del receptor «scanveger».
Con respecto al incremento de la apo-B, claramente demuestra un aumento de las lipoproteínas que contienen en su estructura esta apoproteína: LDL, IDL y VLDL. Esto podría explicar la hipertrigliceridemia observad en el grupo que recibió la dieta suplementada con aceite de maíz y un posible aumento en la LDL en el grupo que recibió la dieta suplementada con aceite de palma; aunque en nuestros estudios no pudimos cuantificar directamente la cantidad de LDLc, sin embargo utilizando la fórmula de Friedewald, obtuvimos un aumento en la LDLc en los dos grupos experimentales.
En conclusión en nuestras condiciones experimentales demostramos por una parte que el aceite de palma no es tan dañino como se le ha señalado, y por otra parte que no solamente la calidad de los ácidos grasos que la integran: saturados o no, son importantes sino que tiene igual importancia la cantidad ingerida.
Agradecimientos
Este trabajo fue financiado por FONACID de Venezuela, proyecto S1- 98001441 y el CDCH. UCV de Venezuela, proyecto Nº 09.531.2000
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