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INTRODUCCIÓN
En la actualidad la obesidad es un grave problema de salud a nivel mundial (Tsai et al., 2011), ya que ha alcanzado proporciones epidémicas en las últimas dos décadas, convirtiéndose en una patología de elevada morbilidad y mortalidad (Weigl & Holzapfel, 2016). El incremento acelerado en las tasas de malnutrición por exceso, se debe esencialmente a factores de carácter ambiental asociados al consumo de alimentos con alto contenido de grasas saturadas, producto de la mayor elaboración e industrialización de los alimentos (Atalah, 2012). Esto genera presencia de lipotoxicidad, que se define como la acumulación ectópica de lípidos en órganos periféricos no adiposos, siendo un factor determinante del estrés metabólico (Valle et al., 2019) y de una grave desregulación a nivel orgánico caracterizado por la producción anormal de adipocitocinas, presencia de estrés oxidativo y respuesta proinflamatoria crónica (Kintscher et al., 2008), contribuyendo en el desarrollo de eventos mórbidos, tales como diabetes mellitus tipo II, hipertensión arterial y dislipidemia. El objetivo de esta investigación fue evaluar el efecto de una dieta alta en grasas sobre parámetros alimentarios y tejido adiposo blanco visceral de ratas Sprague Dawley, respecto a aquellas alimentadas con una dieta convencional. Las variables estudiadas fueron ganancia de peso acumulada, ingesta alimentaria, ingesta energética, conversión alimenticia y características del tejido adiposo blanco visceral.
MATERIAL Y MÉTODO
Animales: Se utilizaron 10 ratas macho Sprague Dawley de 6 - 7 semanas de edad, obtenidas en el Centro Regional de Estudios Avanzados para la Vida, ubicado en Universidad de Concepción. Se alojaron en jaulas metálicas con ambiente enriquecido, bajo condiciones controladas de temperatura 25+1ºC y humedad 60 %, con ciclo de luz/oscuridad de 12 horas. La investigación se llevó a cabo bajo los lineamientos de la Guía para el cuidado y uso de animales de laboratorio (National Research Council, 2011) y fue aprobada por el Comité Ético Científico de la Universidad de La Frontera (Folio Nº 113_17).
Dietas: Tras una semana de aclimatación con acceso a dieta convencional y agua ad libitum, los animales fueron divididos aleatoriamente en 2 grupos. Se utilizó en cada grupo experimental un n=5, considerando los Principios Bioéticos Russel y Burch: reemplazo, reducción y refinamiento (Tannenbaum & Bennett, 2015). El grupo control recibió dieta convencional con densidad energética de 3 kcal/g, elaborada por Labdiet (USA). El grupo experimental recibió dieta alta en grasas con densidad energética de 5 kcal/g, elaborada por PragSolutions Serviços e Com. Ltda. Pellets (São Paulo, Brasil) la que fue almacenada a -20ºC para su conservación durante todo el estudio. El protocolo descrito se llevó a cabo durante 10 semanas (Gregorio et al. 2013; Fernandes-Lima et al., 2016). La distribución de macronutrientes de ambas dietas se describe en la Tabla I.
Tabla I Distribución de macronutrientes de las dietas utilizadas.
DC: Dieta convencional; HFD: Dieta alta en grasas.
Biometría y variables alimentarias: Se determinó peso corporal (g) de cada animal una vez a la semana durante todo el protocolo experimental, mientras que la ingesta alimentaria sólida (g) y líquida (ml) se registró en forma diaria, representando el valor medio por jaula ponderada por el número de animales. La ingesta energética se cuantifica a partir de la ingesta sólida de cada animal, la ganancia acumulada sumando el aumento de peso corporal de cada semana y la conversión alimenticia se expresa como la relación obtenida entre la cantidad de alimento consumido y la ganancia de peso diaria por animal (Olguin et al., 2015).
Eutanasia: Al finalizar la intervención y tras un ayuno de 8 horas se llevó a cabo la eutanasia mediante saturación de gas con una campana de Isoflurano, confirmando visualmente el estado de inconciencia. Se ubicó al animal en cúbito dorsal para la exanguinación por punción cardíaca. La sangre, dispuesta en tubos con heparina de litio, se centrifugó (3000 rpm durante 15 minutos) a 4 ºC, almacenando el plasma a -80 ºC para análisis posteriores.
Estudio morfológico: Inmediatamente tras la eutanasia, se llevó a cabo la extracción de tejido adiposo blanco visceral, tomando 3 cortes de 3-4 mm2 por animal los que fueron fijados por inmersión en solución Bouin (ácido pícrico, formalina y ácido acético), incluidos en parafina, montados sobre portaobjetos de vidrio recubierto de poli-L-lisina y procesados para obtener cortes seriados de 7 mm en micrótomo 98.
Análisis estadístico: El análisis de datos se realizó utilizando software IBM SPSS versión 21. La normalidad de la distribución de los datos se determinó a través de la prueba Shapiro Wilk. La ganancia de peso, ingesta alimentaria, consumo energético, conversión alimenticia y características de adipocitos entre ambos grupos se analizó mediante prueba T para muestras independientes, mientras que la ganancia acumulada del grupo alimentado con dieta alta en grasas se analizó mediante prueba ANOVA de dos vías para medidas repetidas en uno de los factores, con ajuste Bonferroni. Los datos fueron representados por media + SEM, se consideró significancia estadística con p<0,05.
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
Efecto de la dieta alta en grasas sobre peso corporal, ingesta alimentaria, ingesta energética y conversión alimenticia. La dieta alta en grasas se asocia con aumento de peso corporal e inflamación crónica producto de la infiltración de macrófagos en el tejido adiposo (Kim et al., 2012; Navarrete et al., 2018). En este estudio se analiza el aumento de peso registrado en los grupos DC y HFD, obteniéndose un promedio de 441,96 ± 11,3 g y 461,94 ± 18,0 g respectivamente, lo que representa una ganancia de peso acumulado mayor en aquellos animales alimentados con HFD, respecto a DC. Dado que existe normalidad en los datos, se aplica prueba paramétrica T student para muestras independientes, sin diferencias entre ambos grupos (Tabla II), no obstante existen diferencias significativas en la ganancia de peso entre distintos tiempos del protocolo en el grupo HFD, específicamente en semanas 1, 5 y 10, analizado a través de ANOVA de medidas repetidas y prueba posthoc Bonferroni (p< 0,001) (Fig. 1).
Tabla II Efecto de HFD sobre peso corporal y variables alimentarias.
DC: Dieta convencional; HFD: Dieta alta en grasas. *Diferente del grupo DC (p<0,005, Prueba T para igualdad de medias).
Fig. 1 Evolución peso corporal. DC: Dieta convencional; HFD: Dieta alta en grasas. *Diferente del grupo DC en 3 tiempos (p<0,001, Prueba ANOVA para medidas repetidas).
La ingesta alimentaria en ambos grupos promedió 27,66 ± 0,3 g y 19,73 ± 0,8 g en aquellos alimentados con DC y HFD respectivamente, con diferencia significativa tras aplicación de T student para muestras independientes (p<0,005) (Fig. 2), siendo mayor en aquellos animales alimentados con DC, quienes tienen menor peso corporal, lo que se explica dado que al consumir alimentos de menor densidad energética, los animales requieren el consumo de un gramaje mayor para lograr el mismo nivel de saciedad que con HFD. Respecto al consumo de energía, fue mayor en aquellos alimentados con HFD (p=0,016) (Fig. 3), lo que derivó en una mayor conversión alimenticia (p<0,005) (Fig. 4), que se asocia a la eficiencia de HFD para inducir aumento de peso corporal.
Fig. 2 Promedio ingesta alimentaria. DC: Dieta convencional; HFD: Dieta alta en grasas. *Diferente del grupo DC (p<0,005 Prueba T para igualdad de medias).
Fig. 3 Promedio energía consumida. DC: Dieta convencional; HFD: Dieta alta en grasas. *Diferente del grupo DC (p 0,016 Prueba T para igualdad de medias).
Fig. 4 Promedio conversión alimenticia. DC: Dieta convencional; HFD: Dieta alta en grasas. *Diferente del grupo DC en cada semana (p<0,005 Prueba T para igualdad de medias).
Efecto de dieta alta en grasas sobre el número y tamaño de adipocitos. El tejido adiposo se expande mediante mecanismos de hipertrofia, aumentando el tamaño de los adipocitos, lo que potencia la expresión y secreción de citocinas proinflamatorias que conducirán a la fosforilación del sustrato de serina 1 del receptor de insulina (IRS-1) a través de la activación del factor nuclear kappa b (NFkbb), provocando insulino resistencia (Giordano et al. 2013). Se cuantificó la cantidad de adipocitos por área de los grupos DC y HFD, obteniéndose en promedio 40,5 ± 4,26 y 33,0 ± 5,97 respectivamente, sin diferencias entre ambos, no obstante el promedio de diámetro teórico calculado es estadísticamente mayor en aquellos animales alimentados con HFD (Tabla III; Fig. 5), hallazgo relacionado con la hipertrofia clásica observada tras un período regular de alimentación con elevado contenido de grasas (Jo et al. 2009).
Tabla III Efecto de HFD sobre características de tejido adiposo blanco.
DC: Dieta convencional; HFD: Dieta alta en grasas. *Diferente del grupo DC (p<0,005, Prueba T para igualdad de medias).
CONCLUSIÓN
El aumento del compartimento graso, particularmente visceral, se debe esencialmente a factores de carácter ambiental, dado por la elevada ingesta de alimentos procesados cuyo componente principal son las grasas saturadas. En este estudio se refuerza la evidencia que efectivamente HFD, producto de su mayor densidad energética y conversión alimenticia, provoca hipertrofia adipocitaria, proceso característico de la obesidad y por tanto factor etiológico relevante de desórdenes metabólicos propios de la malnutrición por exceso.
