Efectos de la Dieta Alta en Proteínas en el Intestino Grueso en Humanos con Sobrepeso

Las dietas ricas en proteínas son muy utilizadas por su efecto adelgazante. Esas dietas aumentan la cantidad de proteínas y péptidos no digeridos que llegan al intestino grueso. La microbiota utiliza proteínas y péptidos como sustratos y produce metabolitos derivados de aminoácidos, como ácidos grasos de cadena corta, ácidos grasos de cadena ramificada, lactato, formiato, succinato, amonio, sulfuro de hidrógeno y compuestos fenólicos. Se ha demostrado que algunos de esos metabolitos son beneficiosos para el huésped, mientras que otros podrían ser perjudiciales. Las dietas ricas en proteínas pueden tener diferentes efectos, ya sea que se basen en proteínas animales o vegetales, ya que esos dos tipos de proteínas tienen una composición de aminoácidos diferente y una digestibilidad ligeramente diferente. El objetivo de este estudio es evaluar en voluntarios con sobrepeso las consecuencias de las dietas hiperproteicas (animal vs vegetal) vs dieta isocalórica-normoproteica a nivel de intestino grueso y metabolismo. En primer lugar, se determinará la composición y actividad de la microbiota y los metabolitos producidos en la luz del intestino grueso. Luego, para evaluar las consecuencias de las dietas probadas en la fisiología de la mucosa, se analizará la expresión génica en biopsias rectales y se analizará el agua fecal en líneas celulares de colonocitos. Por último, se evaluarán las consecuencias de las dietas sobre el metabolismo del huésped.

Intervención dietética

Antes del estudio, los voluntarios (n=42) proporcionarán un registro de alimentos de 3 días que será utilizado por un dietista para calcular su ingesta habitual de energía. El estudio comenzará con un período de normalización de 2 semanas durante el cual los voluntarios deberán comer según los menús (Fig. 1). La dieta proporcionará al voluntario su aporte energético individual habitual; y las proteínas, los hidratos de carbono y las grasas aportarán respectivamente el 15, 50 y 35 % de la ingesta energética.

Al final de este período de estandarización, los voluntarios serán asignados aleatoriamente en 3 grupos (n=14) durante 3 semanas (período de intervención) (Fig. 1). Los voluntarios de los 3 grupos seguirán una dieta con una ingesta reducida de carbohidratos digeribles (15% de la ingesta energética) mientras que la ingesta de carbohidratos no digeribles se mantendrá sin cambios. Los voluntarios consumirán 3 veces al día un suplemento dietético en polvo que disolverán en agua y luego beberán. Este complemento les aportará el 15% de su aporte energético. El primer grupo recibirá un suplemento de caseína (proteína animal) para que tengan una dieta rica en proteínas (proteínas, carbohidratos y grasas aportarán respectivamente el 30, 35 y 35 % de la ingesta energética). El segundo grupo recibirá un suplemento de proteína de soja (vegetal) por lo que también consumirá una dieta rica en proteínas (proteínas, carbohidratos y grasas proporcionarán respectivamente el 30, 35 y 35 % de la ingesta energética). El tercer grupo recibirá un suplemento de maltodextrina (carbohidrato digerible, control con placebo) por lo que ingerirá una dieta normoproteica, similar en composición de macronutrientes a la dieta de estandarización (proteínas, carbohidratos y grasas aportarán respectivamente el 15, 50 y 35 % de la energía consumo). El suplemento dietético se administrará en un protocolo doble ciego. No habrá restricción energética entre los períodos de normalización e intervención.

Protocolo clínico

Diariamente, los voluntarios medirán su peso corporal y registrarán su consumo de alimentos y actividad física. Una vez a la semana, tendrán una llamada telefónica con un dietista para asegurar el cumplimiento de la dieta (Fig. 2).

Al final del período de normalización, 13 días después del inicio del estudio (D13), los voluntarios recogerán muestras de orina de 24h. Las muestras de heces se recolectarán desde la noche del D13 hasta la mañana del D14. Se proporcionará una hielera al voluntario para el almacenamiento y transporte de muestras. Después de una noche de ayuno, en la mañana del D14, los voluntarios vendrán al hospital y traerán sus muestras que serán inmediatamente acondicionadas para su almacenamiento. Se recogerán muestras de sangre. Luego, se recuperarán las biopsias rectales. Cada semana durante el período de intervención, se tomarán muestras de orina, heces y sangre (D21, D28, D35). Al final del período de intervención, se recuperarán biopsias rectales (D35). El peso corporal y la presión arterial se medirán en cada visita.

Análisis Todos los parámetros medidos se expresarán en relación con la línea de base.

La ingesta dietética será evaluada por un dietista en función de los registros de alimentos.

Muestras de heces

• Composición y funciones de la microbiota
• Composición de metabolitos luminales
• pH, osmolaridad, contenido de agua
• Prueba de agua fecal en células HT-29 (colonocitos) para respiración mitocondrial, proliferación, genotoxicidad, citotoxicidad, expresión génica

orinas

• Ensayo de urea y creatinina (marcador de consumo de proteínas para verificar el cumplimiento de la dieta)
• metabolómica

Sangre

• Parámetros clínicos (colesterol total, colesterol LDL y HDL, ácidos grasos no esterificados, triglicéridos, glucemia, insulinemia)
• metabolómica

Biopsias rectales

• Análisis transcriptómicos