2024-03-29T15:29:06Zhttp://digital.csic.es/dspace-oai/requestoai:digital.csic.es:10261/1520082017-07-05T12:05:22Zcom_10261_31891com_10261_2col_10261_31907
DIGITAL.CSIC
advisor
Recio, Isidra
advisor
Hernández-Ledesma, Blanca
author
Martínez-Maqueda, D.
funder
Consejo Superior de Investigaciones Científicas (España)
2017-06-26T09:28:27Z
2017-06-26T09:28:27Z
2013
http://hdl.handle.net/10261/152008
http://dx.doi.org/10.13039/501100003339
[ES]: El epitelio gastrointestinal está protegido por una capa, denominada mucus, cuya
producción puede estar regulada por diferentes componentes alimentarios. Un péptido
derivado de la caseína, la β-casomorfina 7, ha demostrado influencia en la producción
del mucus intestinal a través de la estimulación de la secreción y la expresión génica
de las mucinas, principales constituyentes macromoleculares, mediante un mecanismo
opioide. En esta Tesis Doctoral, se estudió el efecto sobre la producción de mucinas,
en células caliciformes intestinales humanas HT29-MTX, de distintos péptidos alimentarios con probada o probable afinidad hacia receptores µ y δ-opioides, algunos
de ellos identificados en simulaciones gastrointestinales. Adicionalmente, se ensayaron un hidrolizado obtenido a partir de un concentrado de proteínas de suero (WPC) enriquecido en β-lactoglobulina y un hidrolizado de caseínas y, que contenían algunos de los péptidos seleccionados. El hidrolizado de WPC mostró una actividad significativa sobre la producción de mucinas, incrementando su secreción y sobreexpresando MUC5AC, el gen de la principal mucina secretada en las células HT29-MTX. Este efecto fue parcialmente justificado por la presencia en el hidrolizado del péptido opioide β-lactorfina (YLLF), el cual estimuló la secreción de mucinas pero no modificó la expresión del gen MUC5AC. El hidrolizado de caseínas mostró una potente actividad estimulante sobre la producción de mucinas, que puede provenir de los fragmentos 143-149 (AYFYPEL) y 144-149 (YFYPEL) de la αs1-caseína, aunque ambos péptidos inducían un menor efecto cuando se ensayaron separadamente. Por tanto, otros péptidos o componentes de los hidrolizados podrían participar en sus actividades observadas sobre la síntesis de mucinas. Con el objetivo de elucidar si los péptidos con efecto estimulante sobre la producción de mucinas, pero sin actividad opioide descrita, podrían interaccionar con los receptores opioides, se llevaron a cabo experimentos con íleon de cobayo. Como resultado se demostró, por primera vez, que los fragmentos 144-149 (YFYPEL) y 144-148 (YFYPE) de la αs1-caseína presentan actividad opioide. No obstante, el péptido YFYPE no provocó sobreexpresión de MUC5AC en las células HT29-MTX, por lo que podría considerarse la mediación de mecanismos adicionales. El fortalecimiento del mucus también desempeña un papel crucial en la defensa de la mucosa gástrica. Por ello, se evaluaron las propiedades antiulcerogénicas de los hidrolizados de caseína y WPC en un modelo de úlceras inducidas por etanol en ratas. Ambos hidrolizados exhibieron una eficaz protección frente a las lesiones gástricas inducidas por etanol. La actividad antiulcerogénica del hidrolizado de WPC se encontró mediada por la acción de los grupos sulfhidrilos (SH) activos, ya que disminuía el efecto del hidrolizado al tratar el animal con el agente bloqueante de los grupos sulfidrilo N-etilmaleimida. Por otra parte, se está estudiando el suplemento de la dieta con proteínas de suero para el control de la diabetes tipo 2, cuya actividad podría estar mediada por la inhibición de la enzima dipeptidil-peptidasa (DPP-IV).
Por ello, se evaluó la β-lactoglobulina como una fuente de péptidos con capacidad inhibitoria de esta enzima. El hidrolizado de WPC enriquecido en β-lactoglobulina produjo una importante inhibición de la actividad de la DPP-IV y se identificaron por primera vez dos secuencias de la β-lactoglobulina, concretamente los fragmentos 78-82 (IPAVF) y 78-83 (IPAVFK), como potentes inhibidores de la enzima DPP-IV. El péptido IPAVF demostró una notable actividad inhibitoria, con un valor de IC50 de 44.7 µM. En conclusión, dos hidrolizados de proteínas lácteas y una serie de péptidos derivados podrían ser prometedores en el desarrollo de alimentos funcionales para la mejora de la protección del epitelio en enfermedades gastrointestinales y para el control de la diabetes tipo 2.
[EN]: The gastrointestinal lumen is strategically covered by a protective layer, known
as mucus, and its production can be modulated by different food components. β-
Casomorphin 7, a casein-derived peptide, has been shown to modify the dynamics of
intestinal mucus by increasing the secretion and expression of mucins, the major
macromolecular constituent, through an opioid mechanism. In this Thesis, several milkderived
peptides with proved or probable ability to bind µ- and δ-opioid receptors, some
of them identified in simulated gastrointestinal digestions, besides two hydrolysates
from casein and a whey protein concentrate (WPC) rich in β-lactoglobulin that contain
some of the selected peptides, were investigated in HT29-MTX human intestinal
goblet-like cells. The WPC hydrolysate exhibited a significant activity with increased
mucin secretion and stimulated expression of MUC5AC, the major secreted mucin
gene in HT29-MTX cells. This effect was partially supported by the presence in the
hydrolysate of the opioid β-lactorphin (YLLF), which demonstrated influence on mucin
secretion although not in gene expression. The casein hydrolysate showed a
remarkable activity that may result from the αs1-casein fragments 143-149 (AYFYPEL)
and 144-149 (YFYPEL), although both peptides induced a lower effect separately.
Therefore, other peptides or components of the hydrolysates could participate in the
observed activities. In order to elucidate if peptides with effect on mucin production, but
not reported opioid activity, could bind opioid receptors, experiments with guinea-pig
ileum preparations were performed. Interestingly, αs1-casein fragments 144-149
(YFYPEL) and 144-148 (YFYPE) showed opioid activity for the first time. However,
YFYPE exhibited no significant effect on MUC5AC expression, so the mediation of
additional pathways should be considered. Mucus strengthening also plays an
important role in the gastric mucosa defence. Thus, antiulcerative properties of the
WPC and casein hydrolysates were evaluated in an ethanol-induced ulcer model in
rats. Both hydrolysates showed effective gastric protection against the induced lesions. The antiulcerative activity of the WPC hydrolysate was mediated
by the action of
sulfhydryl (SH) groups, as revealed the lack of protective effect after in vivo SH
blockage by N-ethylmaleimide. Moreover, diet supplementation with whey proteins is
currently considered an alternative and promising treatment of type 2 diabetes, in part
due to the observed inhibition of dipeptidyl peptidase IV enzyme (DPP-IV). β-
lactoglobulin was evaluated as source of DPP-IV inhibitory peptides. The WPC
hydrolysate showed an important inhibition of DPP-IV activity and two β-lactoglobulin
fragments, 78-82 (IPAVF) and 78-83 (IPAVFK), were identified for the first time as
potent DPP-IV inhibitory peptides, especially IPAVF with an IC50 of 44.7 µM. In
conclusion, milk protein hydrolysates and derived peptides could be promising for the
development of functional foods to improve epithelium protection in gastrointestinal
diseases and the management of type 2 diabetes.
spa
openAccess
Estudio de péptidos alimentarios con actividades biológicas relacionadas con la función intestinal
tesis doctoral
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File
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