Resumen de Innovations in satiety based on foods and ingredients of the Mediterranean Diet to regulate overweight and obesity
- español
El sobrepeso y la obesidad, definidos como una acumulación anormal o excesiva de grasa que puede perjudicar la salud, han aumentado en todo el mundo hasta alcanzar una prevalencia del 39% y del 13% en población adulta, respectivamente. Una estrategia para luchar contra estas enfermedades es el consumo de alimentos con propiedades saciantes, que ayuden a un mejor control de la ingesta calórica. Por este motivo, el objetivo de esta tesis fue estudiar las propiedades de alimentos con potencial saciante que puedan ser incluidos en la dieta promoviendo así un mejor control de la ingesta alimentaria. Para ello, por un lado se estudió el efecto saciante in vitro del té verde y de la cúrcuma, y por otro lado, se desarrollaron estudios in vivo en humanos para la evaluación de varios tipos de alimentos típicos de la Dieta Mediterránea (DM), patrón alimentario conocido por sus efectos saludables. El estudio in vitro de té verde y cúrcuma se llevó a cabo exponiendo extractos de estas plantas a la línea celular enteroendocrina STC-1, para cuantificar la liberación de las hormonas saciantes CCK y GLP-1. Además, se evaluó el efecto del extracto de té verde sobre microbiota intestinal humana mediante una fermentación colónica in vitro. Las propiedades saciantes de varios alimentos de la DM fueron probadas en voluntarios humanos utilizando escalas análogas visuales (EVA) para medir las sensaciones subjetiva de apetito y saciedad. El primer paso en esta parte de la tesis fue el desarrollo y validación de EVA en español, así como la validación de su uso en una aplicación para smartphones y tabletas, mediante sendos estudios en humanos. Por último, se realizaron dos estudios diferentes en humanos, para comparar las propiedades saciantes de diferentes alimentos de la DM. En el primero se analizaron cuatro alimentos complejos típicos de la DM; gazpacho, ajoblanco, hummus y pan blanco. El segundo estudio se llevó a cabo para encontrar los alimentos más saciantes entre la almendra, la avena, el huevo, la patata, la chufa, la nuez y el pan blanco. Los alimentos fueron elegidos por su potencial saciante teórico, con el doble objetivo de brindar información sobre cuáles de ellos ofrecen un mayor control del apetito, y seleccionar los mejores candidatos para el desarrollo de nuevos alimentos que al ser incluidos en la dieta puedan ayudar a aumentar el efecto saciante de esta. Los ensayos in vitro mostraron una mayor liberación de hormonas saciantes por parte de las células enteroendocrinas para ambos extractos vegetales que para los controles positivos usados, mostrando las catequinas del té verde una mayor estabilidad a la digestión que la curcumina. Los resultados de la fermentación colónica in vitro del extracto de té verde no mostraron un efecto importante desde el punto de vista de la saciedad. Entre los cuatro alimentos complejos probados en humanos, el gazpacho mostró la mayor supresión del apetito, seguido del hummus, pero en este último caso las diferencias observadas fueron menos evidentes. El último estudio, reveló a la avena como el alimento más saciante, seguida de la patata. Cabe destacar que en ninguno de los estudios realizados, los alimentos más saciantes fueron los que tenían el mayor contenido de proteína o fibra, nutrientes considerados más saciantes que otros componentes de los alimentos. Se desarrolló una bebida alta en fibra y un postre, ambos a base de avena, con el fin de incluirlos en la dieta de dos meses en un estudio en humanos, para analizar la evolución del apetito, de los parámetros antropométricos y de la microbiota intestinal. Este estudio comenzó en febrero de 2020, pero fue suspendió debido al confinamiento decretado en todo el territorio nacional por la pandemia COVID-19
- English
Overweight and obesity, defined as abnormal or excessive fat accumulation that may impair health, have increased worldwide reaching 39% and 13% of adult population. Enhanced satiety foods could be of great help in regulating energy intake and weight control because they promote reduced food intake. For this reason, the aim of this thesis was to study the satiating properties of several foods, both in vivo and in vitro, with the goal to develop new foods with increased satiety properties as part of a healthy diet. This doctoral thesis is divided into two sections. On the one hand, the study of in vitro satiating effect of green tea and turmeric extracts, and on the other hand, in vivo studies in humans were developed for the evaluation of several types of typical foods of the Mediterranean Diet (MD), a food pattern known for its healthy effects. The in vitro study of green tea and turmeric was carried out by exposing this plant extracts to the enteroendocrine cell line STC-1, measuring the satiating effect of these extracts by the quantification of the hormones CCK and GLP-1, released by cells. In addition, to determine the effect of the extract on the gut microbiota, the green tea extract was submitted to an in vitro colonic fermentation by using gut microbiota from human donors. The satiating properties of several MD foods were tested by human volunteers using visual analogue scales (VAS) to measure subjective feelings of appetite and satiety induced by foods. The first step in this part of the thesis was the development and validation of VAS in Spanish, as well as the validation of its use in an application for smartphones and tablets. Two different studies were performed with human participants using the validated VAS surveys, the first study tested four complex foods typical of the DM; gazpacho, ajoblanco, hummus and white bread. The second study was carried out to find the most satiating foods among almond, oat, egg, potato, tigernut, walnut and white bread. Foods were chosen for their theoretical satiating potential, with the double objective of providing information on which of them offer greater appetite control, and to select the best candidates for the development of new foods with great satiating effect which would be tested in new human studies to verify its real effect in this regard. In vitro studies showed a higher release of satiating hormones by enteroendocrine cells for both plant extracts, green tea and turmeric than for the used positive controls, showing catechins of green tea a greater stability to digestion than curcumin. Therefore, this extract was selected to evaluate its effect on human microbiota, where the obtained results were more modest. Among the four tested complex foods included in MD, gazpacho showed the greatest appetite suppression, followed by hummus, but in this last case the observed differences were less evident. The last study, revealed oat, followed by potato, as the foods with the highest satiating response. Surprisingly, in none of the studies were the most satiating foods those with the highest protein or fibre content, nutrients known to elicit a greater satiating response than other nutrients. With the obtained results from oat, a high fibre drink and a dessert were developed, in order to include them in the diet of a human study for two months, analysing the evolution of appetite, anthropometric parameters and intestinal microbiota as the output of the experiment. This study was launched in February 2020, but was suspended two weeks later due to the lockdown decreed for the COVID-19 pandemic
