El salvado de arroz modula los factores de riesgo de enfermedades renales en animales sometidos a una dieta rica en azúcares y grasas
Mar 06, 2022
Introducción
Crónicoenfermedad del riñon(ERC) se define como cambios en laFunción del riñóno estructura durante más de tres meses, independientemente de la causa, que afectan la salud de un individuo 1. Los datos epidemiológicos muestran que la ERC afecta del 10 al 16 por ciento de los adultos en el mundo 2 , se considera un problema de salud mundial. El diagnóstico de ERC generalmente se establece por la tasa de filtración glomerular (TFG). Sin embargo, el rango de GFR de referencia no excluyeenfermedad renal, ya queenfermedad renalconduce a una disminución defunción renal.En este contexto, el Instituto NacionalRiñónFoundation recomienda el análisis de proteinuria para la detección en etapa temprana y estimaciones de GFR para evaluar la progresión deenfermedad del riñon3 . La obesidad, la diabetes y la hipertensión son factores de riesgo comunes para la ERC 4 . La ERC surge debido a muchos insultos patológicos, incluyendo la inflamación y el estrés oxidativo, que afectanfunción renaly destruir nefronas. La literatura reporta una asociación entre renal deterioro y diferentes mediadores de la inflamación, incluida la interleucina-6 (IL-6) y el factor de necrosis tumoral (TNF-), lo que sugiere que la ERC es un proceso inflamatorio de bajo grado 5,6.
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El estrés oxidativo puede considerarse un desequilibrio en la relación de producción/degradación de especies reactivas de oxígeno (ROS). Los niveles excesivos de ROS pueden producir daño celular al interactuar con biomoléculas (proteínas, lípidos y ácidos nucleicos), lo que produce efectos negativos en la función y estructura de los tejidos, que incluyenriñón. Los estudios muestran que el aumento de los marcadores de estrés oxidativo, como el malondialdehído (MDA) y la proteína carbonilada, se correlacionan inversamente conriñónfunción 5,7 . Como resultado, las nefronas compensan la función de las nefronas dañadas con hiperfiltración, lo que provoca hipertensión glomerular, proteinuria y, finalmente, pérdida defunción renaltiempo extra 1 . Varios mecanismos están asociados conrenalinflamación y estrés oxidativo. Cuando se activa, el receptor para productos finales de glicación avanzada (RAGE), un miembro de múltiples ligandos de la superfamilia de inmunoglobulinas de receptores de superficie celular, conduce a una secuencia de señalización con la activación del factor nuclear kappa-B (NFκB) que resulta en pro- producción de citocinas inflamatorias, como TNF-, IL-6 y proteína quimioatrayente de monocitos-1 (MCP-1) 8 . La activación de RAGE también puede inducir directamente el estrés oxidativo mediante la activación de la nicotinamida adenina dinucleótido fosfato (NADPH)-oxidasa (NOX), especialmente NOX-4. Por lo tanto, la activación de RAGE es una interfaz entre el estrés oxidativo y la inflamación, que son pilares para el desarrollo de varias enfermedades, especialmente en los órganos que expresan estos receptores de AGE, como el cerebro, el corazón yriñones 9 .
En este contexto, ha surgido interés sobre el papel de los alimentos funcionales para prevenir algunas enfermedades. El salvado de arroz es uno de los productos más abundantes producidos en la industria de la molienda de arroz que es rico en vitaminas, incluyendo vitamina E, tiamina, niacina y minerales como aluminio, calcio, cloro, hierro, magnesio, manganeso, fósforo, potasio, sodio, y cinc. También contiene una cantidad significativa de antioxidantes como tocoferoles, tocotrienoles y orizanol. El salvado de arroz también tiene proteínas de alto valor nutricional y es una buena fuente de fibra dietética tanto soluble como insoluble 10 . Así, considerando que el consumo de dietas ricas en azúcares y grasas puede conducir a la obesidad yenfermedad del riñondesarrollo de factores de riesgo y la falta de estudios sobre el efecto del salvado de arroz en estos aspectos fisiopatológicos, el objetivo de este estudio fue evaluar el efecto del salvado de arroz en la modulación deenfermedad renalfactores de riesgo en animales sometidos a dieta alta en azúcares y grasas.
Palabras clave:Pruebas de función renal; fitoquímicos; Inflamación; estrés oxidativo; Renal
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Material y métodos
Animales y protocolo experimentalEn el presente estudio, ratas Wistar macho (±325 g) del Centro Animal de la Facultad de Medicina de Botucatu, Universidad del Estado de Sao Paulo (UNESP, Botucatu, SP, Brasil), se dividieron en dos grupos experimentales para recibir una dieta rica en azúcares y grasas ( HSF, n=8) o dieta rica en azúcares y grasas con salvado de arroz (HSF más RB, n=8) durante 20 semanas. Las dietas y el agua se proporcionaron ad libitum. La composición de la dieta ha sido descrita en nuestro estudio anterior 11 . Todos los animales se alojaron en una habitación ambientalmente controlada (22±3 ºC, ciclo de luz-oscuridad de 12 h y humedad relativa de 60±5 por ciento). Todos los experimentos se realizaron de acuerdo con el Canadian Council on Animal Care (CCAC) 12 y los procedimientos fueron aprobados por el Comité de Ética Animal de la Facultad de Medicina de Botucatu (1305/2019). Con el fin de confirmar los efectos de la dieta rica en azúcares y grasas sobrerenalLos factores de riesgo desarrollados en el grupo HSF, machos Wistar (n=8, ±325 gy la misma edad), alimentados con una dieta estándar, se usaron como grupo de referencia (grupo de control inicial). Al final del experimento, los animales fueron sacrificados por decapitación después de la anestesia con tiopental (120 mg/kg, inyección intraperitoneal) y se hicieron todos los esfuerzos para minimizar el sufrimiento. La sangre de los animales en ayunas se recogió en tubos que contenían EDTA y se centrifugó a 3500 rpm y el plasma se recogió para su análisis. depósitos de grasa yriñonesfueron recolectados para su análisis.
Dosis de salvado de arrozDado que el salvado de arroz contiene componentes antinutricionales, como lipasas e inhibidores de tripsina 10 , se sometió a un proceso de estabilización, que consistió en calentarlo en una estufa a 100ºC, durante 4 minutos. Luego del proceso de estabilización, se mezcló con el chow en una dosis de 11 por ciento (p/p). La dosis se ha elegido en base a estudios previos 13 .
Parámetros NutricionalesLos parámetros nutricionales evaluados fueron: ingesta de alimento, ingesta de agua y aporte calórico. La ingesta calórica se determinó multiplicando el valor energético de cada dieta (g × Kcal) por el consumo diario de alimentos más las calorías del agua (0.25 × 4 × mL consumidas).
Composición corporalLa composición corporal se evaluó considerando el peso corporal final (FBW) y el índice de adiposidad (AI). Después de la eutanasia, se utilizaron tejidos grasos (visceral (VAT), epidídimo (EAT) y retroperitoneal (RAT)) para calcular la IA mediante la siguiente fórmula: AI=VAT más EAT más RAT /FBW × {{1 }} .
Análisis metabólicoDespués de 8 horas de ayuno, se recolectó sangre y el plasma se utilizó para medir los parámetros bioquímicos. La concentración de glucosa se determinó con un glucómetro (Accu-Chek Performa, Roche Diagnostics Brazil Limited) y los triglicéridos se midieron con un sistema analizador enzimático automático (Chemistry Analyzer BS-200, Mindray Medical International Limited, Shenzhen, China). El nivel de insulina se midió utilizando el método de ensayo inmunoabsorbente ligado a enzimas (ELISA) utilizando kits comerciales (EMDMillipore Corporation, Billerica, MA, EE. UU.). Como índice de resistencia a la insulina se utilizó el modelo homeostático de resistencia a la insulina (HOMA-IR), calculado según la fórmula: HOMA-IR=(glucosa en ayunas (mmol/L) x insulina en ayunas (µU/mL)) /22.5 15 .
Presión arterial sistólicaLa presión arterial sistólica (PAS) se evaluó en ratas conscientes mediante el método no invasivo de manguito de cola con un electroesfigmomanómetro Narco Bio-Systems® (International Biomedical, Austin, TX, EE. UU.). Los animales se mantuvieron en una caja de madera (50 × 40 cm) entre 38 y 40 grados durante 4-5 minutos para estimular la vasodilatación arterial16. Después de este procedimiento, se colocó en la cola de cada animal un manguito con un sensor de pulso neumático. El manguito se infló a una presión de 200 mmHg y posteriormente se desinfló. Los valores de presión arterial se registraron en un polígrafo Gould RS 3200 (Gould Instrumental Valley View, Ohio, EE. UU.). Se registró el promedio de tres lecturas de presión para cada animal.
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inflamación renalRenaltejido (±150 mg) se homogeneizó (ULTRA-TURRAX® T 25 basic IKA® Werke, Staufen, Alemania) en 1,0 mL de solución salina tamponada con fosfato (PBS) pH 7,4 en solución fría y se centrifugó a 800 g a 4 grados durante 10 min. El sobrenadante (100 μL) se usó en el análisis. Los niveles de TNF- e IL-6 se midieron mediante el método ELISA con kits comerciales de R&D The system, Minneapolis, EE. UU. El sobrenadante (100 μL) se usó para el análisis y los resultados se corrigieron por la cantidad de proteína.
Niveles de MalOndialdehído Renal ( mda )El nivel de MDA se utilizó para evaluar la peroxidación lipídica. Brevemente, se usaron 250 µL de sobrenadante de tejido adiposo epididimario más 750 µL de ácido tricloroacético al 10 por ciento para la precipitación de proteínas. Las muestras se centrifugaron (3000 rpm, durante 5 minutos; Eppendorf® Centrifuge 5804-R, Hamburgo, Alemania) y se eliminó el sobrenadante. Se añadió ácido tiobarbitúrico (TBA) en una proporción del 0,67 por ciento (1:1) y las muestras se calentaron durante 15 minutos a 100 grados. MDA reacciona con TBA en una proporción de 1:2 (MDA:TBA). Después del enfriamiento, la lectura a 535 nm se realizó en un lector de microplacas Spectra Max 190 (Molecular Devices®, Sunnyvale, CA, EE. UU.). La concentración de MDA se obtuvo por el coeficiente de extinción molar (1.56 x 10 5 M -1 ·cm -1 ) y la absorbancia de las muestras y el resultado final reportado en nmol/g de proteína 17 .
Proteína renal carbonilaLas proteínas carboniladas se midieron mediante un método no específico que utiliza DNPH (agente derivatizante de 2,4-dinitrofenilhidrazina) y detección fotométrica de cualquier proteína modificada por carbonilación. Los niveles de proteína carbonilada se informan en nmol de DNPH/mg de proteína 18 .
Niveles de iraEl tejido renal (±150 mg) se homogeneizó (ULTRA-TURRAX® T 25 basic IKA® Werke, Staufen, Alemania) en 1,0 ml de solución salina tamponada con fosfato (PBS) pH 7,4 en solución fría y se centrifugó a 800 g a 4 grados durante 10 min. El sobrenadante (100 µL) se usó en el análisis. Los niveles de RAGE se midieron con el método ELISA utilizando kits comerciales de R&D System, Minneapolis, EE. UU. Los resultados se corrigieron según la cantidad de proteína.
Función renalA las 24 horas se recolectó orina de las jaulas metabólicas para medir la excreción de creatinina y la proteína total. Todos los análisis se realizaron con un sistema de analizador enzimático automático (analizador bioquímico BS- 200, Mindray, China). También se calculó la tasa de filtración glomerular (TFG=(creatinina urinaria × flujo)/creatinina plasmática) y la proteinuria (relación proteína/creatinina).
Análisis estadísticoLos datos fueron sometidos a la prueba de normalidad de Kolmogorov-Smirnov. Las variables paramétricas se compararon mediante la prueba t de Student y los resultados se expresan como media ± desviación estándar. Las variables no paramétricas se compararon mediante la prueba de Mann-Whitney y los resultados se reportan como mediana (rango intercuartílico (25-75)). Se utilizó la correlación de Pearson para evaluar la asociación entre los parámetros. Los análisis estadísticos se realizaron utilizando Sigma Stat para Windows Versión 3.5 (Systat Software Inc., San Jose, CA, EE. UU.). Un valor de p < 0.05="" se="" consideró="" estadísticamente="">
DiscusiónEl estudio tuvo como objetivo evaluar el efecto del salvado de arroz en la modulación dedaño renalfactores de riesgo.Enfermedad del riñontiene un efecto importante en la salud mundial, tanto como causa directa de morbilidad y mortalidad como un importante factor de riesgo de enfermedad cardiovascular. Además, la ERC es prevenible y tratable y merece mayor atención en la toma de decisiones sobre políticas de salud a nivel mundial 19 . Por lo tanto, el descubrimiento de productos naturales, como el salvado de arroz, capaces de prevenir esta condición es extremadamente relevante. En el presente estudio, se observó un efecto beneficioso del salvado de arroz sobre los principalesenfermedad renalfactores de riesgo. Al mismo tiempo, el grupo HSF mostró proteinuria y varios factores de riesgo paralesión renal,entre ellos: obesidad, dislipidemia, resistencia a la insulina, inflamación y estrés oxidativo 4 . La literatura es escasa de estudios con salvado de arroz y ERC. Un estudio publicado por nuestro grupo de investigación
descubrió que Oz, el principal compuesto bioactivo del salvado de arroz, era efectivo para recuperarse de la obesidad inducidaenfermedad del riñondespués de 10 semanas de tratamiento en ratas Wistar 20 . Otro estudio experimental de Al-Okbi et al. 21 encontraron que el -oryzanol ( -O) y la mezcla de aceite de salvado de arroz/ -O (RBO/ -O) tenían efectos protectores sobre las enfermedades cardiovasculares y el síndrome cardiorrenal, similar a Francisqueti et al. 22 , que encontró un efecto protector de Oz sobre el síndrome metabólico cardiorrenal. La obesidad ha sido identificada como una de las principales causas deenfermedad del riñonya que se asocia a alteraciones hemodinámicas, estructurales e histopatológicas en elriñón,así como alteraciones metabólicas y bioquímicas que predisponen aenfermedad del riñon23,24 . Los animales que recibieron salvado de arroz presentaron el mismo consumo de alimento, agua y calorías, sin embargo, menor peso corporal final e índice de adiposidad que el grupo HSF. Aunque no se aclara el mecanismo por el cual el salvado de arroz protege contra la obesidad, la literatura confirma este efecto antiobesogénico y atribuye los beneficios a la fibra dietética, los oligosacáridos, las hemicelulosas y los polisacáridos no amiláceos, así como a algunos fitoquímicos solubles en agua presentes en el salvado de arroz. 25
La obesidad es el principal factor de riesgo para el desarrollo de enfermedades crónicas, como la diabetes tipo 2 y las enfermedades cardiovasculares, que aumentan el riesgo de ERC 26 . La hiperglucemia aumenta la no enzimática.la reacción de la glucosa y otros compuestos de glicación derivados tanto de la glucosa como del aumento de la oxidación de ácidos grasos, que genera productos finales de glicación avanzada en tipos de células propensas a complicaciones, incluyendoriñóncélulas 27 . El grupo HSF no solo desarrolló obesidad sino también resistencia a la insulina. Sin embargo, los animales que recibieron salvado de arroz no presentaron resistencia a la insulina, lo que puede explicarse por la protección contra la obesidad en el grupo HSF más RB. El exceso de tejido adiposo se asocia con una inflamación crónica de bajo grado que puede explicar el desarrollo de patologías relacionadas con la obesidad, como la diabetes mellitus tipo 2 28,29 . La hipertensión es un factor de riesgo importante paraenfermedad renal30 . Múltiples mecanismos están involucrados en la determinación dedaño renalen hipertensión,
como el sistema renina-angiotensina-aldosterona (SRAA), estrés oxidativo, disfunción endotelial e inflamación 31 . En el presente estudio, no se observó ningún efecto del salvado de arroz sobre la presión arterial sistólica. Sin embargo, el grupo HSF más RB presentó protección contraDaño en el riñón,lo que puede explicarse por el efecto sobre la inflamación y el estrés oxidativo. El principal compuesto bioactivo de la RB es el gamma-orizanol, que ha demostrado efectos antioxidantes y antiinflamatorios 25,32 también en riñones de animales obesos 20 . La regulación al alza de citocinas proinflamatorias, como IL-6 y TNF- , mediada por AGE/RAGE y NFκB, aumenta el estrés oxidativo, lo que conduce a cambios locales y
inflamación sistémica, lesiones glomerulares y tubulares y proteinuria. Entre las citoquinas, se sabe que el TNF- causa citotoxicidad directa y apoptosis derenalcélulas 33,34 . Las moléculas reflejan el daño mediado por el estrés oxidativo en células y tejidos, y su medición puede ser indicativa del estrés oxidativo en una enfermedad específica, así como de la eficacia potencial de los tratamientos clínicos. Algunas de estas modificaciones, como la carbonilación, son irreversibles y pueden conducir a la alteración de la expresión y la actividad de las proteínas, lo que resulta en el deterioro de los órganos 35 . Confirmando el efecto antioxidante y antiinflamatorio del salvado de arroz, los animales HSF más RB mostraron una reducción de TNF-, IL-6, RAGE, carbonilación de proteínas y proteinuria en comparación con el grupo HSF.
En resumen, el salvado de arroz fue capaz de prevenir la obesidad, la resistencia a la insulina, la dislipidemia, la inflamación, el estrés oxidativo yenfermedad renal.Estos hallazgos brindan información importante sobre el uso de compuestos bioactivos como terapias alternativas para prevenirenfermedad renaly factores de riesgo asociados. Sin embargo, dado que la principal limitación de este estudio fue no evaluar las vías involucradas en los efectos positivos del salvado de arroz, se necesitan más estudios. Por lo tanto, concluimos que el salvado de arroz fue capaz de prevenirenfermedad renalmodulando los factores de riesgo.
