Efecto del consumo moderado de vino en la remisión de parámetros clínicos asociados a la colitis ulcerosa. Evaluación del microbioma oral e intestinal, funcionalidad metabólica y permeabilidad intestinal

Efecto del consumo moderado de vino en la remisión de parámetros clínicos asociados a la colitis ulcerosa. Evaluación del microbioma oral e intestinal, funcionalidad metabólica y permeabilidad intestinal

Memoria presentada por Irene Zorraquín Peña para optar al grado de Docotora en Ciencias de la Alimentación, realizada en el Departamento de Biotecnología y Microbiología de Alimentos del Instituto de Investigación en Ciencias de la Alimentación (CIAL, UAM-CSIC).

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Main Author: Zorraquín-Peña, Irene
Other Authors: Bartolomé, Begoña
Format: tesis doctoral biblioteca
Language:Spanish / Castilian
Published: CSIC-UAM - Instituto de Investigación en Ciencias de la Alimentación (CIAL) 2021
Online Access:http://hdl.handle.net/10261/279375
http://dx.doi.org/10.13039/501100004837
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spelling dig-cial-es-10261-2793752022-11-04T16:24:53Z Efecto del consumo moderado de vino en la remisión de parámetros clínicos asociados a la colitis ulcerosa. Evaluación del microbioma oral e intestinal, funcionalidad metabólica y permeabilidad intestinal Zorraquín-Peña, Irene Bartolomé, Begoña Moreno-Arribas, M. Victoria Ministerio de Ciencia e Innovación (España) CSIC-UAM - Instituto de Investigación en Ciencias de la Alimentación (CIAL) Memoria presentada por Irene Zorraquín Peña para optar al grado de Docotora en Ciencias de la Alimentación, realizada en el Departamento de Biotecnología y Microbiología de Alimentos del Instituto de Investigación en Ciencias de la Alimentación (CIAL, UAM-CSIC). [EN] Inflammatory Bowel Disease (IBD) is a heterogeneous group of diseases that manifests itself especially in the inflammation of the intestinal mucosa. One of the most influential factors in the appearance and course of IBD is diet, especially since imbalances in it can exacerbate the disease. In addition, diet conditions the composition of the intestinal microbiota, an aspect that is increasingly associated with the development and evolution of IBD. Due to its content and diversity in polyphenols or phenolic compounds, wine has been one of the foods whose relationship with human health has been most widely studied. However, studies on the effects of wine consumption on intestinal function are relatively scarce, although there is a research that indicates that red wine could promote a beneficial intestinal microbiota, as well as improve the immune and/or intestinal inflammatory response, always in the context of a holistic approach to diet. If we refer to IBD, and particularly Ulcerative Colitis (UC), to our knowledge there is only one intervention study with wine, possibly due to the difficulty of studies with this type of patients. This doctoral thesis aims to provide new evidences on the effects of moderate wine consumption on the symptoms of patients with UC, with special attention to the study of the human microbiota, as well as the mechanisms involved in the action of wine polyphenols at the gastrointestinal tract level. In the first part of the thesis, and as the core of it, a pilot study of cases and controls was carried out with patients diagnosed with UC in the active phase who consumed (or not) wine for 4 weeks (250 mL/day). The study was based on the evaluation of both clinical and quality-of-life aspects of the patients as well as newer aspects related to the oral and intestinal microbiome, especially regarding their interaction with the polyphenols in red wine. The most relevant finding was that moderate wine consumption significantly improved the parameters related to serum iron, and particularly, faecal calprotectin, considered one of the most used parameters in the diagnosis and remission of IBD. Similarly, the intervention with wine alleviated intestinal symptoms and, consequently, increased the patient's subjective appreciation of her quality of life. The metagenomic analysis of the microbial populations present in saliva and feces indicated a lower bacterial diversity in UC patients compared to healthy individuals, in line with what was reported in the bibliography. It also appears that moderate consumption of red wine seemed to balance the proportions of microbial communities and could promote a microbial profile more similar to that observed in healthy individuals. Analysis of phenolic metabolites and SCFA in stool samples indicated a slight, although not statistically significant, increase in microbial production of these metabolites for patients who consumed wine, suggesting their involvement in improving intestinal function associated with moderate consumption of wine. In a second part of the thesis, two ex vivo and in vitro studies were carried out to assess some of the mechanisms of action of wine polyphenols at the intestinal level. Specifically, using a methodology based on ex vivo analysis of faecal water (FW), it was found that the cytoxicity associated with the metabolites present in the intestinal lumen seemed to disappear after moderate consumption of wine. In vitro tests in an intestinal epithelium cell model confirmed that wine digests decreased paracellular permeability at colonic level, although not statistically significant, and, both at the level of the small intestine and the colon, an increase in expression of tight junction proteins (occludin) was observed. The integrated vision provided in this doctoral thesis has allowed us to establish the most complete scientific evidences to date on the impact of moderate wine consumption in IBD patients, as well as on the oral and intestinal microbiome and its physiological relevance in relation to their response functional. [ES] La Enfermedad Inflamatoria Intestinal (EII) es un conjunto heterogéneo de enfermedades que se manifiestan especialmente en la inflamación de la mucosa intestinal. Uno de los factores más influyente en la aparición y curso de la EII es la dieta, especialmente porque desequilibrios en la misma pueden agudizar la enfermedad. Además, la alimentación condiciona la composición de la microbiota intestinal, aspecto que cada vez más se asocia con el desarrollo y evolución de la EII. Debido a su contenido y diversidad en polifenoles o compuestos fenólicos, el vino ha sido uno de los alimentos cuya relación con la salud humana ha sido más ampliamente estudiada. Sin embargo, los estudios sobre los efectos del consumo de vino en la función intestinal son relativamente escasos, aunque sí hay antecedentes que indican que el vino tinto podría favorecer una microbiota intestinal beneficiosa, así como mejorar la respuesta inmune y/o inflamatoria intestinal, siempre en el contexto de un enfoque integral de la dieta. Si nos referimos a la EII, y particularmente a la Colitis Ulcerosa (CU), en nuestro conocimiento, sólo existe un estudio de intervención con vino, posiblemente debido a la dificultad que comportan los estudios con este tipo de pacientes. La presente tesis doctoral pretende aportar nuevas evidencias sobre los efectos del consumo moderado de vino en la sintomatología de pacientes con CU, con especial atención al estudio de la microbiota humana, así como a los mecanismos implicados en la acción de los polifenoles del vino a nivel del tracto gastrointestinal. En la primera parte de la tesis, y como núcleo de la misma, se llevó a cabo un estudio de casos y controles con pacientes diagnosticados de CU en fase activa que consumían (o no) vino durante 4 semanas (250 mL/día). El estudio evaluó tanto aspectos clínicos y de calidad de vida de los pacientes como aspectos más novedosos relativos al microbioma oral e intestinal, especialmente en lo referido a su interacción con los polifenoles del vino tinto. Como resultados más relevantes, se encontró que el consumo moderado de vino mejoraba significativamente los parámetros relativos al hierro sérico, y particularmente, la calprotectina fecal, considerada uno de los parámetros más utilizados en el diagnóstico y remisión de la EII. De igual forma, la intervención con vino aliviaba la sintomatología intestinal y, consecuentemente, aumentaba la apreciación subjetiva del paciente sobre su calidad de vida. El análisis metagenómico de las poblaciones microbianas presentes en la saliva y en las heces indicaba una menor diversidad bacteriana en los pacientes con CU en comparación con individuos sanos, en consonancia con lo reportado en la bibliografía. También reveló que el consumo moderado de vino tinto parecía equilibrar las proporciones de las comunidades microbianas pudiendo promover un perfil microbiano más similar al observado en individuos sanos. El análisis de los metabolitos fenólicos y los ácidos grasos de cadena corta (AGCC) en las muestras de heces indicaba un ligero aumento, si bien no estadísticamente significativo, en la producción microbiana de estos metabolitos para los pacientes que consumían vino, lo que sugería su implicación en la mejora de la función intestinal asociada al consumo moderado de vino. En una segunda parte de la tesis, se llevaron a cabo sendos estudios ex vivo e in vitro para valorar algunos de los mecanismos de acción de los polifenoles del vino a nivel intestinal. En concreto, empleando una metodología basada en el análisis ex vivo del agua fecal (AF) se encontró que la citoxicidad asociada a los metabolitos presentes en el lumen intestinal parecía disminuir tras el consumo moderado de vino. Los ensayos in vitro en un modelo celular de epitelio intestinal confirmaban que los digeridos de vino disminuían la permeabilidad paracelular a nivel colónico, aunque no de forma estadísticamente significativa, y, tanto a nivel del intestino delgado como del colon, se observaba un aumento de la expresión de proteínas de uniones estrechas (ocludina). La visión integrada aportada en esta tesis doctoral nos ha permitido establecer las evidencias científicas más completas hasta el momento sobre el impacto del consumo moderado de vino en pacientes con EII, así como en el microbioma oral e intestinal y su relevancia fisiológica en relación a su respuesta funcional. Este trabajo ha sido financiado por: Ministerio de Ciencia e Innovación: Proyecto de investigación AGL2015-64522-C2-1-R; PROGRAMA FPI “Ayudas de Formación de Personal Investigador” BES-2016-077980. Peer reviewed 2022-09-19T13:28:51Z 2022-09-19T13:28:51Z 2021 tesis doctoral http://hdl.handle.net/10261/279375 http://dx.doi.org/10.13039/501100004837 es #PLACEHOLDER_PARENT_METADATA_VALUE# #PLACEHOLDER_PARENT_METADATA_VALUE# info:eu-repo/grantAgreement/MINECO//AGL2015-64522-C2-1-R/ES/EFECTOS DEL CONSUMO MODERADO DE VINO EN LA SALUD BUCO-INTESTINAL: BIOPELICULA DENTAL, METABOLISMO FENOLICO, Y METAGENOMA Y FUNCIONALIDAD INTESTINAL/ info:eu-repo/grantAgreement/MINECO//BES-2016-077980 Publisher's version Sí open CSIC-UAM - Instituto de Investigación en Ciencias de la Alimentación (CIAL)

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