Estudio del consumo moderado de vino sobre la función digestiva: metabolitos fenólicos y metaboloma fecal, microbiota oral y colónica y respuesta inmune

Abstract

Con el objetivo global de avanzar en el conocimiento de cómo el consumo moderado de vino puede contribuir al mantenimiento de la salud digestiva, en la presente Tesis Doctoral se ha investigado su efecto sobre el metabolismo de polifenoles y la microbiota de la cavidad oral y del colon, así como en otros aspectos relevantes relacionados con la función digestiva humana. El desarrollo experimental de la Tesis ha englobado un estudio de intervención en humanos y diversos ensayos empleando modelos in vitro. El estudio de intervención consistió en el consumo moderado y regular (4 semanas) de vino tinto por un amplio número de sujetos sanos (n=42). Las muestras fecales recogidas se analizaron siguiendo diferentes aproximaciones análiticas (UPLC-ESI-TQ MS/MS y UPLC-ESI-TQ MS/MS), consiguiendo identificar un gran número de metabolitos de origen fenólico y de otras rutas metabólicas. Además, se ha encontrado que el contenido total de metabolitos fenólicos en heces consiguió clasificar a los individuos en función de su capacidad para metabolizar los polifenoles del vino: metabolizadores altos, moderados y bajos. Esta clasificación ha permitido discernir, mediante el análisis metagenómico de las muestras fecales, diferencias en la composición de las poblaciones microbianas intestinales, lo que indica que una diferente composición de la microbiota intestinal podría asociarse con una diferente capacidad para metabolizar los polifenoles del vino. Por otro lado, se ha llevado a cabo el análisis de marcadores inmunes en las mismas muestras, encontrándose una importante reducción en varias citoquinas tras el consumo de vino, en aquellos voluntarios que a priori mostraban un elevado contenido fecal en citoquinas. Empleando un modelo de biopelícula oral de la placa dental supragingival, se ha encontrado que el vino tinto y el vino tinto desalcoholizado inhiben el crecimiento de alguna especies representativas de la microbiota oral como F. nucleatum y S. oralis. Esta tesis también recoge la primera aplicación a alimentos del sistema SIMGI, un simulador in vitro del tracto gastrointestinal de reciente desarrollo. Con ello, se ha logrado un estudio relacional de los metabolitos generados a partir de los polifenoles del vino y otros metabolitos indicativos de la actividad microbiana (ión amonio, SCFAs) con cambios en algunos grupos microbianos. En conjunto, la realización de estudios in vitro e in vivo de forma conjunta nos ha permitido tener una visión global acerca de los efectos de un consumo moderado de vino sobre la salud digestiva, prestando especial atención en la interacción MICROBIOTA-POLIFENOLES.

With the overall objective of improving our knowledge of how moderate wine consumption may help to maintain digestive health, in this PhD thesis it has investigated its effect on the metabolism of polyphenols and the microbiota of the oral cavity and colon, as well as other relevant aspects related to the human digestive function. Experimental development of the thesis has included an intervention study in humans and various assays using in vitro models. The intervention study consisted of a regular and moderate consumption (4 weeks) of red wine by a large number of healthy subjects (n = 42). Fecal samples collected were analyzed using different analytical approaches (TQ UPLC-ESI-MS/MS and TQ UPLC-ESI-MS/MS), obtaining the identification of many metabolites of phenolic origin and from other metabolic pathways. Furthermore, it is found that the total content of phenolic metabolites in faeces allowed classification of individuals according to their ability to metabolize wine polyphenols: high, moderate and low metabolizers. This classification has discerned, through metagenomic analysis of fecal samples, differences in the composition of the intestinal microbial populations, indicating that a different composition of the intestinal microbiota could be associated with a different ability to metabolize wine polyphenols. On the other hand, it has been carried out the analysis of immune markers in the same samples, finding a significant reduction in several cytokines after wine consumption, only for those volunteers who had high content fecal cytokines a priori. Using a model of the supragingival oral biofilm of dental plaque, it has been found that red wine and desalcoholized red wine inhibit the growth of some representative species of the oral microbiota as F. nucleatum and S. oralis. This thesis also includes the first application of the SIMGI system, an in vitro gastrointestinal tract simulator recently developed. With this, a study relating metabolites from wine polyphenols and other metabolites indicative of microbial activity (ammonium ion, SCFAs) with changes in some microbial groups has been made. Overall, all together in vitro and in vivo studies have allowed us to have an overview about the effects of moderate wine consumption on the digestive health, paying particular attention to MICROBIOTA-POLYPHENOLS interaction.