Efecto de los carotenoides dietéticos sobre el riesgo cardiometabólico en la menopausia: estudio piloto

• Autores: Aina Tomás Luiz
• Directores de la Tesis: María Jesús Periago Gastón (dir. tes.), Francisco Javier García Alonso (dir. tes.)
• Lectura: En la Universidad de Murcia ( España ) en 2025
• Idioma: español
• Número de páginas: 271
• Tribunal Calificador de la Tesis: Juana Morillas Ruiz (presid.), Rocío González Barrio (secret.), Nieves Baenas Navarro (voc.)
• Enlaces
  • Tesis en acceso abierto en: DIGITUM
• Resumen
  • español

    El síndrome metabólico (SMB) es un conjunto de alteraciones metabólicas que incrementan el riesgo de enfermedad cardiovascular y diabetes mellitus tipo 2. Entre los factores clave destacan la resistencia a la insulina, la obesidad abdominal, la dislipidemia, la hipertensión y la hiperglucemia. Los individuos con estas características comúnmente manifiestan un estado protrombótico y también un estado proinflamatorio. En mujeres menopáusicas, como resultado de cambios hormonales, resistencia a la insulina, obesidad central y reducción del colesterol HDL, aumenta el riesgo cardiometabólico. Las modificaciones del estilo de vida, especialmente los hábitos alimentarios, constituyen la principal estrategia terapéutica para el tratamiento y manejo del SMB. En este contexto, la dieta mediterránea ha demostrado efectos beneficiosos por su riqueza en frutas y verduras, y bajo contenido en grasas saturadas y azúcares refinados. Los carotenoides, pigmentos naturales presentes principalmente en vegetales, actúan como antioxidantes y han demostrado beneficios en la modulación de la inflamación, el metabolismo lipídico y el estrés oxidativo. El objetivo principal de la presente Tesis Doctoral ha sido evaluar el efecto del consumo de carotenoides dietéticos, procedentes de zumo de tomate, zumo de naranja-zanahoria y espinacas, sobre biomarcadores relacionados con el riesgo cardiometabólico y sus posibles mecanismos de acción a nivel metabólico, molecular y genético sobre la prevención y tratamiento de dicha enfermedad. Para ello se seleccionaron 12 mujeres peri y posmenopáusicas con al menos un factor de riesgo cardiometabólico, sin antecedentes de enfermedad cardiovascular. Durante 30 días, las participantes suplementaron su dieta habitual con estos alimentos ricos en carotenoides, aportando una ingesta semanal estimada de 415 mg de carotenoides totales (β y α-caroteno, β-criptoxantina, licopeno y luteína + zeaxantina). Se analizaron parámetros bioquímicos, niveles plasmáticos de carotenoides y biomarcadores de estrés oxidativo, inflamación y función endotelial. También se analizó la expresión génica en glóbulos blancos mediante microarrays. Tras la intervención, se observó un aumento significativo de los niveles plasmáticos de carotenoides (de 0,56 µg/ml a 1,22 µg/ml, p < 0,05). A nivel lipídico, se observó una reducción del colesterol LDL y el índice aterogénico, así como un aumento del colesterol HDL. Además, disminuyeron significativamente la proteína C reactiva y el malonaldehído, mientras que la adiponectina aumentó, indicando una mejora del estado inflamatorio y del estrés oxidativo. Por el contrario, no se observaron cambios significativos en los biomarcadores de daño endotelial (sVCAM y sICAM) ni en la capacidad antioxidante total (ORAC) (p > 0,05). A nivel molecular, se moduló la expresión de genes implicados en la oxidación mitocondrial y peroxisomal de ácidos grasos (CPT1B, ACOX1, ACOT8, y PGC-1α), el transporte de colesterol (ABCA1 y ABCD3), y la síntesis y almacenamiento de lípidos (DGAT2, GK, ACACB, ACSS2, y ACAT2). También se regularon de forma positiva la expresión de genes antioxidantes (APTX, ATOX1, MSRB1, SOD2, TXNRD2, y PPARGC1A), y se inhibieron genes pro-oxidantes y proinflamatorios (SRC, VAV1, y DUOX1). Así mismo, se observó una modulación negativa de la vía de señalización NF-κB, clave en la respuesta inflamatoria crónica. El análisis funcional mostró que estos efectos podrían tener un papel preventivo frente a enfermedades cardiovasculares y metabólicas como la hipertensión, la aterosclerosis, la diabetes tipo 2 y las dislipemias. En conclusión, estos resultados indican que el aumento de los niveles plasmáticos de carotenoides disminuye la dislipemia aterogénica y mejora biomarcadores de inflamación y estrés oxidativo, contribuyendo así a una reducción del riesgo cardiometabólico. El estudio sugiere el potencial de los carotenoides dietéticos como herramientas nutrigenómicas para modular la inflamación y el estrés oxidativo, posicionándolos como aliados clave en la prevención de enfermedades relacionadas con el riesgo cardiometabólico en mujeres menopáusicas

  • English

    Metabolic syndrome (MetS) is a cluster of metabolic alterations that increase the risk of cardiovascular disease and type 2 diabetes mellitus. Key factors include insulin resistance, abdominal obesity, dyslipidemia, hypertension, and hyperglycemia. Individuals with these characteristics often present a prothrombotic and proinflammatory state. In menopausal women, due to hormonal changes, insulin resistance, central obesity, and reduced HDL cholesterol, cardiometabolic risk increases. Lifestyle modifications, particularly dietary habits, represent the main therapeutic strategy for the treatment and management of MetS. In this context, the Mediterranean diet has shown beneficial effects due to its richness in fruits and vegetables and its low content of saturated fats and refined sugars. Carotenoids, natural pigments mainly found in vegetables, act as antioxidants and have shown benefits in modulating inflammation, lipid metabolism, and oxidative stress.

    The main objective of this Doctoral Thesis was to evaluate the effect of dietary carotenoid intake, derived from tomato juice, orange-carrot juice, and spinach, on biomarkers related to cardiometabolic risk and their possible mechanisms of action at the metabolic, molecular, and genetic levels in the prevention and treatment of this condition. To this end, 12 peri- and postmenopausal women with at least one cardiometabolic risk factor and no history of cardiovascular disease were selected. For 30 days, participants supplemented their habitual diet with these carotenoid-rich foods, providing an estimated weekly intake of 415 mg of total carotenoids (β- and α-carotene, β-cryptoxanthin, lycopene, and lutein + zeaxanthin).

    Biochemical parameters, plasma carotenoid levels, and biomarkers of oxidative stress, inflammation, and endothelial function were analyzed. In addition, gene expression in white blood cells was assessed using microarrays. After the intervention, there was a significant increase in plasma carotenoid levels (from 0.56 µg/ml to 1.22 µg/ml, p < 0.05). Regarding lipid profile, a reduction in LDL cholesterol and the atherogenic index was observed, along with an increase in HDL cholesterol. Furthermore, C-reactive protein and malondialdehyde significantly decreased, while adiponectin levels increased, indicating an improvement in inflammatory status and oxidative stress. In contrast, no significant changes were observed in endothelial damage biomarkers (sVCAM and sICAM) or in total antioxidant capacity (ORAC) (p > 0.05).

    At the molecular level, gene expression involved in mitochondrial and peroxisomal fatty acid oxidation (CPT1B, ACOX1, ACOT8, and PGC-1α), cholesterol transport (ABCA1 and ABCD3), and lipid synthesis and storage (DGAT2, GK, ACACB, ACSS2, and ACAT2) was modulated. Additionally, the expression of antioxidant genes (APTX, ATOX1, MSRB1, SOD2, TXNRD2, and PPARGC1A) was upregulated, while pro-oxidant and proinflammatory genes (SRC, VAV1, and DUOX1) were downregulated. A negative modulation of the NF-κB signaling pathway, which plays a key role in chronic inflammation, was also observed. Functional analysis indicated that these effects could play a preventive role against cardiovascular and metabolic diseases such as hypertension, atherosclerosis, type 2 diabetes, and dyslipidemia.

    In conclusion, these results indicate that increasing plasma carotenoid levels reduces atherogenic dyslipidemia and improves biomarkers of inflammation and oxidative stress, thereby contributing to a reduction in cardiometabolic risk. The study suggests the potential of dietary carotenoids as nutrigenomic tools to modulate inflammation and oxidative stress, positioning them as key allies in the prevention of diseases related to cardiometabolic risk in menopausal women.