Efecto del consumo de fibra dietética en la expresión cuantitativa de receptores de butirato en colon de ratas

Abstract

Short chain fatty acids (SCFA) acetate, propionate and butyrate are the major anions produced by the bacterial fermentation of dietary fiber in colon. Butyrate has been recently studied because is important to maintain colonic functions and because it has been related with a protective effect in colorectal cancer, which is mainly explained by its potential to regulate gene expression by inhibiting enzyme histone deacetylase (HDAC). Recent investigations shown that SCFA receptors GPR41 and GPR43 are involved in signal transduction mechanisms once they bind to ligands such as butyrate to generate different physiological effects in colonocytes. The aim of this work was to determine if dietary fiber consumption from nopal (Opuntia ficus I., containing a ratio of soluble-insoluble fiber 40/60, has a direct influence on the quantitative expression of butyrate-specific receptors GPR41 and GPR43. Wistar rats were fed with four different diets formulated at different concentrations of dietary fiber as follows: Diet 0, A, B and C, containing 0, 5, 15 and 25% of dietary fiber from opuntia, respectively. The results of this investigation showed a tendency to increase in the expression of GPR43 (93.1%) and GPR41 (102.1%) when rats were fed with a 5% fiber diet, using ?-actin as a reference gene. The results of this investigation will contribute to determinate the relation of diet with intestinal health for the purpose of expanding the knowledge of butyric acid on colonic functions.

Los ácidos grasos de cadena corta (AGCC) acetato, propionato y butirato, son los principales productos de fermentación de la fibra dietética (FD) en el intestino grueso. De ellos, el butirato ha sido recientemente estudiado por su relevancia como factor trófico indispensable para el mantenimiento de las funciones del colon y por su relación con la protección en el cáncer colorrectal. Esto se atribuye principalmente a la capacidad de butirato de regular la expresión de genes por mecanismos como la inhibición de la enzima histona deacetilasa. Por otro lado, investigaciones recientes reportan que los receptores de AGCC GPR41 y GPR43 están involucrados en el proceso de transducción de señales intracelulares una vez que se unen a ligandos como el butirato para generar los diferentes tipos de respuesta, que se traducen como efectos fisiológicos del butirato en los colonocitos. Este trabajo tiene como objetivo determinar si el consumo de FD proveniente de nopal (con una proporción de fibra soluble-insoluble de 40-60) tiene influencia directa sobre la expresión cuantitativa de los receptores específicos de butirato GPR43 y GPR41. Para ello, se utilizaron ratas Wistar como modelos de experimentación y se sometieron a cuatro diferentes dietas, las cuales se formularon variando el contenido de FD de la siguiente manera: Dieta 0, A, B y C conteniendo 0, 5, 15 y 25% de FD, respectivamente. Los resultados arrojados por este estudio demostraron un aumento significativo de la expresión relativa de GPR43 cuando se suministró a las ratas una dieta conteniendo 5% de FD proveniente de nopal, usando como gen de referencia ?-actina, así como una tendencia de GPR41 de aumentar su expresión en las mismas condiciones. Se estima que los resultados de esta investigación aportarán nuevos datos a los estudios que determinan la relación de la dieta con la salud intestinal, con el fin de ampliar el conocimiento sobre los efectos del ácido butírico en las funciones colónicas.