Efecto de las subfracciones de cucumis sativus sobre adipocitos disfuncionales

MARISOL MENDEZ MARTINEZ

Resumen La obesidad es originada por una acumulación excesiva de energía en forma de grasa en el tejido adiposo. Este exceso de energía acumulada induce disfunción en adipocitos, la cual se caracteriza por resistencia a la insulina y por incremento en lipolisis, estrés oxidativo y la secreción de citocinas pro-inflamatorias. El objetivo de este trabajo es evaluar el efecto de las subfracciones de Cucumis sativus sobre la resistencia a la insulina en adipocitos disfuncionales in vitro e in vivo. Para satisfacer dicho objetivo, se indujo disfunción a los adipocitos con dexametasona o IL-1β, posteriormente fueron incubados con diferentes concentraciones de las tres subfracciones (SF1, SF2 o SF3) de Cucumis sativus durante 24 horas. Se evaluó la resistencia a la insulina, a través del consumo de 2-desoxiglucosa y la liberación de glicerol. Con base en estos resultados se construyó el modelo de superficie, lo que permitió determinar 5 posibles mezclas de las subfracciones (M1, M2, M3, M4 y M5). Se indujeron adipocitos disfuncionales con 1 ng/ml de IL-1β y se evaluó el efecto de las 5 subfracciones en la resistencia a la insulina aunada al estrés oxidante y al estado proinflamatorio. Las mezclas M4 (SF1 40 μg/mL: SF2 60 μg/mL: SF3 30 μg/mL) y M5 (SF1 40 μg/mL: SF2 60 μg/mL: SF3 10 μg/mL) controlaron con mayor eficiencia los parámetros evaluados de manera satisfactoria dichos parámetros Por otro lado, a ratones C57BL/6J se les indujo obesidad mediante la ingesta crónica de una dieta hipercalórica durante 15 semanas, y se trataron por 10 semanas más con la combinación M5 vía oral. Los parámetros metabólicos (triglicéridos, colesterol, curvas de tolerancia a la glucosa, a la insulina y a la glucosa con insulina), físicos (peso e índice de Lee), fueron evaluados en la semana 0, 15 y 25. La concentración de citocinas (IL-6, IL-10 y TGFβ) se evaluó a la semana 25 en tejido adiposo subcutáneo e hígado. Los resultados in vitro indicaron que la SF1 (40 μg/mL) y SF2 (40 μg/mL) y SF3 (20 μg/mL) inducen un consumo de 2-deoxiglucosa del 87%, 57% y 87%, respectivamente. Por otro lado, SF1 (5 μg/mL) y SF2 (5 μg/ml), y SF3 (40 μg/mL) incrementan la secreción de glicerol un 10.6%, 18.9% y 11.8%, respectivamente. El modelo de superficie mostró 5 combinaciones efectivas, de las cuales M4 (SF1 40 μg/mL: SF2 60 μg/mL: SF3 30 μg/mL) y M5 (SF1 40 μg/mL: SF2 60 μg/mL:SF3 10 μg/mL) fueron capaces de controlar la resistencia a la insulina, el estado pro-oxidante y el estado pro-inflamatorio evaluadas en adipocitos 3T3-L1 disfuncionales. Los compuestos presentes en las subfracciones son principalmente glicina, asparagina y arginina. En ratones obesos, la combinación M5 no modificó 4 parámetros: el peso, índice de Lee, triglicéridos ni colesterol; pero si fue eficiente para el control de la intolerancia a la glucosa y la resistencia a la insulina, así como también indujo un ambiente inmunológico regulador en tejido adiposo subcutáneo e hígado al disminuir la concentración de IL-6 y aumentar la concentración de IL-10 y TGF-β. En conclusión, las subfracciones SF1, SF2 y SF3 de la fracción acuosa de Cucumis sativus y sus combinaciones M4 y M5 son 7 efectivas para el control de adipocitos disfuncionales y la combinación M5 para el control de la intolerancia a la glucosa, la resistencia a la insulina y el estado proinflamatorio en ratones obesos.

Abstract Obesity is caused by an excessive storage of energy as fat in adipose tissue. This excess of stored energy induces adipocyte dysfunction, characterized by insulin resistance and by an increase in lipolysis, oxidant stress, and the secretion of proinflammatory cytokines. This work is aimed to evaluate the effect of various Cucumis sativus subfractions on insulin resistance in dysfunctional adipocytes in vivo and in vivo. To satisfy this objective, dysfunction was induced to adipocytes with dexamethasone or IL-1β, subsequently they were incubated with differing concentrations of the three C. sativus subfractions assayed (SF1, SF2, or SF3) for 24 h. Insulin resistance was evaluated, through the consumption of 2-deoxyglucose and the release of glycerol. Based on these results, the surface model was constructed, which allowed determining 5 possible mixtures of the subfractions (M1, M2, M3, M4 and M5). Dysfunctional adipocytes were induced with 1 ng/ml of IL-1β and the effect of the 5 subfractions on insulin resistance combined with oxidative stress and proinflammatory state was evaluated. The M4 mixtures (SF1 40 μg/mL: SF2 60 μg/mL: SF3 30 μg/mL) and M5 (SF1 40 μg/mL: SF2 60 μg/mL: SF3 10 μg/mL) controlled the evaluated parameters with greater efficiency satisfactorily said parameters On the other hand, C57BL/6J mice were induced obesity by chronic intake of a hypercaloric diet for 15 weeks, and were treated for 10 more weeks with the M5 combination orally. The metabolic parameters (triglycerides, cholesterol, glucose tolerance curves, insulin and glucose with insulin), physicists (weight and Lee index), were evaluated at week 0, 15 and 25. The concentration of cytokines (IL-6, IL-10 and TGFβ) was evaluated at week 25 in subcutaneous adipose tissue and liver. The in vitro results indicated that that SF1 (40 μg/mL) and SF2 (40 μg/mL) and SF3 (20 μg/mL) induce a 2-deoxyglucose consumption of 87%, 57% and 87%, respectively. On the other hand, SF1 (5 μg/mL) and SF2 (5 μg/mL), and SF3 (40 μg/mL) increase the secretion of glycerol by 10.6%, 18.9%, and 11.8%, respectively. The surface model showed 5 effective combinations, of which M4 (SF1 40 μg/mL: SF2 60 μg/mL: SF3 30 μg/mL) and M5 (SF1 40 μg/mL: SF2 60 μg/mL: SF3 10 μg/mL) were able to control insulin resistance, the pro-oxidant state and the pro-inflammatory state evaluated in 9 dysfunctional 3T3-L1 adipocytes. The compounds present in the subfractions are mainly glycine, asparagine and arginine. In obese mice, the M5 combination did not modify 4 parameters: weight, Lee index, triglycerides or cholesterol; but it was efficient for the control of glucose intolerance and insulin resistance, as well as it induced a regulatory immunological environment in subcutaneous adipose tissue and liver by decreasing the concentration of IL-6 and increasing the concentration of IL-10 and TGF-β. In conclusion, the subfractions SF1, SF2 and SF3 of the aqueous fraction of Cucumis sativus and its combinations M4 and M5 are effective for the control of dysfunctional adipocytes and the combination M5 for the control of glucose intolerance, insulin resistance and the proinflammatory state in obese mice.

Tipo de documento: Tesis de doctorado

Formato: Adobe PDF

Audiencia: Investigadores

Idioma: Español

Área de conocimiento: INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA

Campo disciplinar: CIENCIAS TECNOLÓGICAS

Nivel de acceso: Acceso Abierto