Efeitos metabólicos e endócrinos de uma dieta rica em alulose durante 12 semanas
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Esta publicação, na edição especial de 'Diabetes, Dieta e Condições de Saúde', foi publicada a 10 de junho de 2024.
Fonte: MDPI
Autores: Kevin B. Cayabyab 1, Marley J. Shin 1, Micah S. Heimuli 1, Iris J. Kim 1, Dominic P. D'Agostino 2 ORCID, Richard J. Johnson 3, Andrew P. Koutnik 4, Nick Bellissimo 5, David M. Diamond 6 ORCID, Nicholas G. Norwitz 7, Juan A. Arroyo 1, Paul R. Reynolds 1, ORCID e Benjamin T. Bikman 1 *
1.) Departamento de Biologia Celular e Fisiologia, Brigham Young University, Provo, UT 84602, EUA
2.) Departamento de Farmacologia Molecular e Fisiologia, University of South Florida, Tampa, FL 33602, EUA
3.) Departamento de Medicina, University of Colorado, Aurora, CO 80045, Estados Unidos da América
4.) Sansum Diabetes Research Institute, Santa Barbara, CA 93105, EUA
5.) Faculdade de Nutrição, Toronto Metropolitan University, Toronto, ON M5S 1A8, Canadá
6) Departamento de Psicologia, University of South Florida, Tampa, FL 33602, EUA
7.) Harvard Medical School, Boston, MA 02115, Estados Unidos da América
* Autor para quem a correspondência deve ser dirigida.
Resumo
O aumento global da diabetes tipo 2 (T2D) e da obesidade exige intervenções dietéticas inovadoras.
Este estudo demonstrou que a alulose reduz os níveis de açúcar no sangue num modelo de rato com T2D induzida por dieta obesogénica.
Ao longo de 12 semanas, levantámos a hipótese de que a suplementação com alulose melhoraria o peso corporal, a sensibilidade à insulina e o controlo glicémico.
Os nossos resultados mostraram que a alulose mitigou os efeitos adversos de dietas ricas em gordura e açúcar, incluindo a redução do ganho de peso corporal e a melhoria da resistência à insulina.
O grupo da alulose apresentou um menor consumo alimentar e um aumento nos níveis de péptido-1 semelhante ao glucagon (GLP-1), melhorando a regulação da glicose e o controlo do apetite.
Além disso, a alulose impediu a acumulação de triglicéridos no fígado e promoveu o desacoplamento mitocondrial no tecido adiposo.
Estes resultados sugerem que a suplementação com alulose pode melhorar os marcadores de saúde metabólica, tornando-se um ingrediente dietético promissor no tratamento da obesidade e da T2D.
São necessárias mais pesquisas para explorar os benefícios e mecanismos a longo prazo da alulose na prevenção e tratamento de doenças metabólicas.
Este estudo sustenta o potencial da alulose como uma intervenção segura e eficaz para melhorar a saúde metabólica no contexto do consumo excessivo na dieta.
Palavras-chave: resistência à insulina ; diabetes ; obesidade ; mitocôndria ; alulose
1. Introdução
A crescente prevalência global da diabetes tipo 2 (T2D) e da obesidade representa um desafio significativo de saúde pública, o que torna necessária a exploração de estratégias dietéticas inovadoras para mitigar estas doenças.
A epidemia galopante de diabetes tipo 2 (T2D) e obesidade em todo o mundo exige uma busca incessante por intervenções inovadoras e eficazes.
A alulose (d-psicose) é um açúcar natural raro, encontrado em pequenas quantidades em certas frutas.
A alulose oferece a doçura da frutose, mas é metabolicamente diferente; é um epímero C-3 da frutose que, ao contrário desta, não tem impacto na glicose ou na insulina.
Além disso, ao contrário da frutose, a alulose não é um substrato para a lipogénese de novo e não desencadeia um efeito inibitório sobre a oxidação de ácidos gordos [ 1 ].
No geral, estas razões fazem da alulose um candidato atraente no tratamento dietético de distúrbios metabólicos, tanto através da substituição da frutose dietética como pela obtenção de benefícios metabólicos presumidos [ 1 , 2 , 3 ].
Ao contrário dos açúcares tradicionais, a alulose é amplamente absorvida no intestino delgado e excretada sem ser totalmente metabolizada [ 4 ], oferecendo assim uma alternativa de baixo teor calórico à sacarose e ao xarope de milho rico em frutose, além de outros adoçantes com poucas ou nenhumas calorias [ 5 ].
Estudos recentes em humanos destacaram os potenciais benefícios da alulose, incluindo um melhor controlo glicémico e a redução da obesidade, sem os efeitos metabólicos adversos associados aos açúcares tradicionais [ 1 , 6 , 7 , 8 ].
No entanto, embora reforce claramente a libertação endógena de péptido-1 semelhante ao glucagon (GLP-1) [ 9 ], que é amplamente explorado em medicamentos para perda de peso [ 10 , 11 ], os mecanismos subjacentes a estes efeitos benéficos ainda precisam de ser totalmente esclarecidos.
Além disso, embora os estudos em humanos sejam críticos, os modelos animais, especialmente os modelos de roedores com diabetes tipo 2 e obesidade, oferecem uma oportunidade valiosa para investigar as respostas fisiológicas, metabólicas e moleculares à alulose num ambiente controlado.
Este estudo de 12 semanas examinou os efeitos da suplementação dietética com alulose num modelo de rato com obesidade e diabetes tipo 2 induzida pela dieta.
Levantámos a hipótese de que a suplementação com alulose resultaria em melhorias significativas no peso corporal, na sensibilidade à insulina e no controlo glicémico em comparação com os animais de controlo alimentados com uma dieta padrão sem alulose.
Além disso, examinámos os potenciais mecanismos pelos quais a alulose exerce os seus efeitos, incluindo o seu impacto no metabolismo dos adipócitos e na produção de adipocinas, na gestão de nutrientes hepáticos e nos marcadores inflamatórios.
Ao explorar os efeitos metabólicos da alulose num modelo animal bem estabelecido de diabetes tipo 2 e obesidade, este estudo contribui para a literatura crescente que sustenta a utilização da alulose como uma intervenção dietética segura e eficaz, aplicável no tratamento destas condições.
Os resultados da investigação podem ter implicações significativas para recomendações dietéticas, práticas da indústria alimentar e o desenvolvimento de novas estratégias terapêuticas que visem a etiologia da diabetes tipo 2 e da obesidade.
O objetivo do estudo foi confirmar os resultados anteriores sobre o impacto da alulose na mitigação de certos efeitos metabólicos da dieta ocidental, e complementar estes resultados com a consideração de resultados característicos da fisiologia do tecido adiposo e da bioenergética mitocondrial.
2. Materiais e métodos
2.1. Animais
Ratos Wistar fêmeas e machos de doze semanas de idade foram adquiridos à Jackson Laboratories (Bar Harbor, ME, EUA) e mantidos a 22 ± 1 °C, num ciclo de luz-escuridão de 12 horas.
Os animais foram aleatoriamente divididos em quatro grupos e alojados individualmente ( n = 10; 5 fêmeas, 5 machos) durante um estudo de 12 semanas, da seguinte forma: ração laboratorial padrão com stevia (Stevita Naturals, Kennendale, TX, EUA), ração de dieta ocidental com stevia, ração laboratorial padrão com alulose, ou ração de dieta ocidental com alulose.
A alulose (allSWEET® ) foi fornecida pela Anderson Advanced Ingredients (Irvine, CA, EUA).
Os animais tiveram acesso livre à comida e à água.
A dieta ocidental foi a Research Diets D12266B (New Brunswick, NJ, EUA), que continha sacarose, gordura saturada (manteiga) e gorduras polinsaturadas (óleo de milho).
A stevia e a alulose foram administradas na água potável, e cada animal teve acesso a 30 ml de água estéril por dia, contendo ou 0,1 ml de stevia (com doçura equivalente à da alulose) ou 3% de alulose (para atingir a dose diária de cerca de 1,9 g/kg/dia), conforme realizado anteriormente [ 12 ].
Durante o protocolo, foi colhido sangue da veia caudal a cada quatro semanas, após um jejum de 8 horas, para análise contínua de hormonas (insulina e GLP-1) e glucose.
Após o protocolo de 12 semanas, os animais foram utilizados para testes de tolerância e, posteriormente, sacrificados para recolha de tecidos para análise posterior (ver abaixo).
Todo o trabalho foi aprovado pelo Comité Institucional de Cuidado e Utilização de Animais da Brigham Young University (IACUC; 23-1222) e conduzido de acordo com os procedimentos e regulamentos descritos no Guia para o Cuidado e Utilização de Animais de Laboratório dos Institutos Nacionais de Saúde.
2.2. Determinação quantitativa de ATP
A concentração de ATP ( n = 8 em cada grupo) foi medida utilizando o kit ATPlite Luminescence Assay (Perkin Elmer; Waltham, MA, EUA). Os tecidos foram homogeneizados em tampão de estabilização de ATP (três partes de volume de PBS gelado, contendo 20 mM de glicina, 50 mM de MgSO4 e 4 mM de EDTA).
Os homogeneizados foram então diluídos 1:5 em ddH2O. Um total de 100 μL de tampão de estabilização de ATP e 50 μL de tampão de lise de células de mamíferos foram adicionados a uma placa opaca branca de 96 poços para os poços utilizados para os padrões, e depois agitados num agitador durante 5 minutos a 25 °C e 700 rpm.
Em seguida, foram adicionados 100 μL das amostras diluídas aos poços abertos, e 10 μL dos padrões foram adicionados ao tampão de estabilização de ATP mencionado acima.
Posteriormente, a placa foi agitada durante 5 minutos a 25 °C e 700 rpm. Em seguida, foram adicionados 50 μL de substrato a cada poço (no escuro) e agitados durante 5 minutos a 25 °C e 700 rpm. As soluções nos poços foram deixadas em adaptação ao escuro durante 10 minutos. A luminescência foi então medida utilizando o leitor de placas multimodo Victor Nivo (Perkin Elmer), e a concentração de ATP foi normalizada para a concentração de proteína medida com o ensaio de proteína BCA (Thermo Fisher Scientific; Waltham, MA, EUA).
2.3. Respiração mitocondrial
As taxas de consumo de oxigénio mitocondrial foram determinadas a 37 °C, a partir de tecido isolado fresco, com um oxígrafo Oroboros O2K (Oroboros, Innsbruck, Áustria), com tampão de respiração MiR05, conforme descrito anteriormente [ 13 ].
Antes de colocar as amostras derivadas do tecido adiposo nas câmaras do respirómetro de oxigénio, as amostras foram permeabilizadas em 0,05 mg/ml de saponina (Sigma-Aldrich, St. Louis, MO, EUA) em MiR05 durante 30 minutos a 4 °C.
Após a adição do tecido permeabilizado, as câmaras do respirómetro foram hiperoxigenadas até ~350 nmol/ml. As taxas de consumo de oxigénio foram determinadas com o seguinte protocolo: O fluxo de eletrões através dos complexos I e II foi suportado pela adição de glutamato + malato + succinato (10 mM, 2 mM e 10 mM) para determinar o consumo de oxigénio de fuga (GMS). Após a estabilização, foi adicionado difosfato de adenosina (ADP) (2,5 mM) para determinar o consumo de oxigénio ligado à fosforilação oxidativa. Após a conclusão do protocolo de respiração, as amostras foram recolhidas das câmaras e armazenadas a -20 °C para posterior análise.
As concentrações de proteína foram medidas com o ensaio BCA (Perkin Elmer), e as taxas de respiração foram normalizadas para a concentração de proteína.
2.4. Análise de proteínas plasmáticas
O isolamento de proteínas foi realizado através de homogeneização com tampão RIPA e inibidores de protease (Fisher Scientific). A proteína total foi quantificada utilizando o Kit de Ensaio de Proteína BCA (Fisher Scientific), e 20 µg de proteína foram utilizados para análise de imunoblot ativo ou para caracterização de proteínas.
As amostras foram adicionadas a membranas derivadas de conjuntos de anticorpos de roedores individuais (Abcam, Cambridge, Reino Unido), que continham anticorpos específicos contra a proteína C-reativa, GLP-1 ativo, insulina, adiponectina e leptina, e incubadas durante a noite antes de serem recuperadas e incubadas novamente com uma segunda membrana de conjunto de anticorpos.
Em seguida, foram adicionados anticorpos biotinilados a cada membrana e incubados durante a noite, e finalmente incubados com um marcador fluorescente conjugado com estreptavidina para detetar a expressão de citocinas.
As membranas foram submetidas a análise de imagem com o sistema de imagem fluorescente mencionado anteriormente (LI-COR; Lincoln, NE, EUA), e depois quantificadas com a versão 1.54h do Image J (US National Institutes of Health, Bethesda, MD, EUA).
As intensidades de sinal foram comparadas com os controlos positivos em cada membrana, conforme feito anteriormente [ 14 ].
2.5. Testes de tolerância
O teste de tolerância foi dividido em três procedimentos principais, realizados em dias separados, com um período de recuperação de pelo menos 48 horas entre os testes:
teste de tolerância ao piruvato (PTT), teste de tolerância à glicose (GTT) e teste de tolerância à insulina (ITT).
Para todos os testes, foram colhidas amostras de sangue da veia caudal aos 0 (linha de base), 15, 30, 60 e 120 minutos após a injeção, para medir os níveis de glicose no sangue com um glicómetro manual (Bayer Contour; Whippany, NJ, EUA).
Após um jejum de 8 horas, os ratos receberam uma injeção intraperitoneal de piruvato de sódio (2 g/kg de peso corporal) para medir os níveis plasmáticos de piruvato através de análise enzimática.
Uma semana após o PTT, foi realizado o GTT após jejum semelhante, tendo sido administrada uma injeção intraperitoneal de glicose (2 g/kg de peso corporal).
O ITT foi realizado uma semana após o GTT, e foi administrada insulina (0,75 U/kg) aos ratos por via intraperitoneal.
2.6. Exame do fígado
Após a eutanásia, foram recolhidas amostras de tecido hepático, pesadas imediatamente e homogeneizadas em tampão gelado para determinar o conteúdo de triglicéridos e glicogénio.
Os triglicéridos hepáticos foram quantificados com um kit de ensaio de triglicéridos (ab65336; Abcam, Cambridge, Reino Unido) de acordo com o protocolo do fabricante.
Os níveis de glicogénio foram avaliados com um kit de ensaio de glicogénio hepático (ab169558; Abcam).
O conteúdo de triglicéridos e glicogénio foi normalizado para o peso húmido do fígado.
Para avaliar a função hepática, foram medidos os níveis plasmáticos de alanina aminotransferase (ALT) e aspartato aminotransferase (AST).
As amostras de sangue foram colhidas imediatamente após a eutanásia por punção cardíaca, e o plasma foi obtido por centrifugação a 3000 g durante 10 minutos.
A atividade plasmática de ALT e AST foi determinada com kits de ensaio comercialmente disponíveis (ab263883 e ab285264; Abcam).
2.7. Análise estatística
Os valores médios ± SEM foram avaliados com ANOVA de uma via (para medições simples) ou de duas vias (para medições ao longo do tempo), seguidos pelo teste t de Student.
Os resultados são representativos, e valores de p inferiores a 0,05 foram considerados significativos.
A análise estatística foi realizada com o software GraphPad Prism 7.0.
3. Resultados
Um dos resultados centrais do estudo foi a compreensão do efeito da alulose nas alterações do peso corporal e no consumo alimentar, incluindo a suplementação de mecanismos mediadores dessas alterações.
O peso corporal ( Figura 1A ; peso inicial médio dos machos: 328 ± 17 g; peso inicial médio das fêmeas: 245 ± 12 g) aumentou significativamente nos animais mantidos com dieta ocidental (WD) com stevia.
No entanto, o ganho de peso foi significativamente menor nos grupos WD+alulose em comparação com o grupo WD+stevia.
É importante notar que não foram observadas diferenças de peso entre os ratos que receberam stevia ou alulose e que foram alimentados com uma dieta padrão (SD), o que sugere que os efeitos da alulose foram específicos da dieta ocidental.
Em conformidade com estes resultados, no grupo WD+stevia, a ingestão alimentar aumentou significativamente em comparação com o grupo SD+stevia ( Figura 1B ; ingestão inicial média dos machos: 21 ± 3 g; ingestão inicial média das fêmeas: 16 ± 2 g).
O grupo WD+alulose mostrou novamente uma diminuição significativa na ingestão alimentar em comparação com o grupo WD+stevia.
Figura 1. Massa corporal, consumo alimentar e alterações endócrinas durante 12 semanas de consumo de alulose.
Ao longo do estudo de 12 semanas, os ratos apresentaram várias alterações significativas.
Primeiro, o consumo de alulose reduziu o ganho de peso com a dieta ocidental, o que se refletiu na diminuição do consumo alimentar total.
Os níveis de insulina (C) e glicose (D), que foram utilizados para calcular o HOMA-IR (E), embora tenham aumentado significativamente no grupo WD+stevia, foram normais no grupo WD+alulose (n=8).
Os níveis de GLP-1 aumentaram significativamente durante o estudo em ambos os grupos que consumiram alulose ((F); n = 8). * p < 0,05; ** p < 0,005; *** 0,0005.
Em conformidade com os efeitos no peso corporal, a alulose com a dieta ocidental bloqueou também o desenvolvimento de hiperinsulinemia ( Figura 1C ), hiperglicemia ( Figura 1D ) e resistência à insulina (com base no índice Homeostatic Model Assessment for Insulin Resistance (HOMA-IR); Figura 1E ), que foram observados no grupo WD+stevia.
É interessante notar que a proteção oferecida pela alulose foi acompanhada por níveis séricos mais elevados de péptido-1 semelhante ao glucagon (GLP-1; Figura 1F ) ativo.
Note-se que foram observados níveis de GLP-1 mais elevados em ambos os grupos que consumiram alulose, mas o benefício no peso corporal e nos parâmetros metabólicos foi observado apenas no grupo WD+alulose.
Para uma melhor compreensão do efeito metabólico da alulose no metabolismo de todo o corpo, realizámos testes de tolerância, nomeadamente testes de glicose, insulina e piruvato ( Figuras 2A–C ).
No caso da carga de glicose intraperitoneal ( Figura 2A ), o grupo WD+stevia apresentou a maior resposta de glicose, mantendo uma resposta significativamente superior durante todo o teste em comparação com os outros grupos (o que está de acordo com a pior resistência à insulina).
Pelo contrário, o grupo WD+alulose desencadeou uma resposta moderada.
Foi obtido um resultado semelhante com o teste de tolerância à insulina ( Figura 2B ).
Ao realizar o teste de tolerância ao piruvato, determinámos também se a dieta ocidental poderia exacerbar a gliconeogénese.
Como esperado, o grupo WD+stevia mostrou uma estimulação significativa da gliconeogénese, com um aumento acentuado nos níveis de glicose sérica em resposta ao piruvato.
É de notar que a alulose bloqueou a gliconeogénese em ratos alimentados com uma dieta ocidental (Figura 2C).
Figura 2. Testes de tolerância à glicose, insulina e piruvato em ratos alimentados com alulose.
No final do estudo de 12 semanas, os animais foram submetidos a testes de tolerância à glicose ((A); 2 g/kg de peso corporal), insulina ((B); 0,75 UI/kg de peso corporal) e piruvato ((C); 0,75 UI/kg de peso corporal) (n = 6).
Com base na área sob a curva (AUC), os ratos tratados com WD+stevia apresentaram a resposta mais dramática a todos os estímulos; nos testes de tolerância à glicose (A) e insulina (B), observou-se uma resposta atenuada no caso da WD+alulose, enquanto que ao piruvato (C) apresentaram uma resposta normal. * p < 0,05; ** p < 0,005; *** p < 0,0005 vs. SD+stevia; # p < 0,05 vs. WD+stevia.
O tecido de interesse primário para a alulose é o fígado e o seu processamento diferenciado de nutrientes, particularmente o glicogénio e os triglicéridos hepáticos.
A alulose demonstrou aumentar o conteúdo de glicogénio no fígado de ratos de laboratório, o que está associado a algum aumento de massa, apesar de não ter efeito na função hepática ou na histologia [15].
Em conformidade com este relatório, também observámos um aumento significativo no tamanho do fígado e no conteúdo de glicogénio em animais com dieta padrão que receberam alulose em comparação com os que receberam stevia (Figura 3A,B).
Sabe-se que a dieta ocidental aumenta tanto os níveis de glicogénio quanto os de gordura no fígado e, como esperado, tanto os níveis de glicogénio quanto os níveis de gordura hepática (triglicéridos) estavam significativamente elevados no grupo WD+stevia (Figura 3A–C).
O grupo WD+alulose, no entanto, embora ainda apresentasse um alto conteúdo de glicogénio, estava em grande parte protegido do desenvolvimento de fígado gordo e desenvolveu menos hipertrofia hepática (ganho de peso) em comparação com o grupo WD+stevia (Figura 3A–C).
Na verdade, o aumento nos testes de função hepática foi observado apenas no grupo WD+stevia (Figura 3E).
Estes estudos mostram que a alulose tem um efeito protetor nos resultados da função hepática decorrentes da dieta ocidental.
Em todos os grupos, a respiração mitocondrial hepática permaneceu inalterada (Figura 3D).
Figura 3. Caracterização após 12 semanas de consumo de alulose.
A massa hepática (A) foi medida antes da análise do glicogénio (B) e dos triglicéridos (C) após 12 semanas de dieta ocidental (WD) e dieta padrão (SD), suplementadas com stevia ou alulose na água de beber.
A respiração mitocondrial (ver secção 2) foi medida para determinar o efeito direto da dieta na função hepática.
Como marcadores da saúde hepática, as enzimas hepáticas alanina aminotransferase (ALT) e aspartato aminotransferase (AST) foram quantificadas no plasma (E). N = 8. * p < 0,05; ** p < 0,005; *** p < 0,0005 vs. SD+stevia.
Devido às alterações de peso corporal, procurámos compreender melhor os processos bioenergéticos do tecido adiposo.
Anteriormente, descobrimos que diversas intervenções dietéticas são capazes de aumentar a taxa de metabolismo lipídico [ 16]. Embora não tenhamos observado diferenças entre os grupos na respiração mitocondrial ( Figura 4A ) ou nos níveis de ATP ( Figura 4B), verificámos que os grupos de alulose tinham uma relação significativamente menor entre respiração e níveis de ATP ( Figura 4C), o que sugere um maior desacoplamento mitocondrial.
Figura 4. Análise da função mitocondrial das células adiposas após 12 semanas de consumo de alulose.
A respiração mitocondrial ((A); ver secção 2) foi medida no tecido adiposo subcutâneo em ratos após 12 semanas de dieta ocidental (WD) e dieta padrão (SD), com stevia ou alulose na água de beber.
O ATP também foi determinado (B), e utilizou-se uma combinação de variáveis para determinar em que medida os tecidos produziam ATP com base na taxa respiratória (C). N = 7. * p < 0,05 vs. SD+stevia.
À semelhança do fígado, o rim também reage de forma única à alulose. Após o estudo de 12 semanas, analisámos a massa renal (Figura 5A) e os níveis de glicogénio (Figura 5B).
Embora não existissem diferenças na massa renal entre os grupos, foi observada uma diferença ligeira, mas significativa, nos níveis de glicogénio renal em ambos os grupos de alulose.
Figura 5. Análise renal após 12 semanas de consumo de alulose.
A massa renal (A) foi medida antes da análise de glicogénio (B) após 12 semanas de dieta ocidental (WD) e dieta padrão (SD), com stevia ou alulose na água de beber. N = 10. * p < 0,05 vs. SD+stevia.
Para compreender melhor o impacto da intervenção no estado inflamatório e metabólico geral, medimos os níveis de vários marcadores metabólicos, incluindo a proteína C-reativa (PCR), adiponectina e leptina.
Nos animais do grupo WD+stevia, os níveis de PCR mais do que duplicaram em comparação com ambos os grupos SD (Figura 6A), efeito este que foi atenuado no grupo WD+alulose.
Os níveis de adiponectina foram significativamente reduzidos apenas no grupo WD+stevia, enquanto a leptina geralmente seguiu uma tendência semelhante, embora mais modesta, à observada para a PCR.
A relação adiponectina/leptina, que é um substituto para o tamanho dos adipócitos [17], mostrou uma redução significativa apenas no grupo WD+stevia (Figura 6B).
Figura 6. Níveis hormonais em ratos alimentados com alulose.
No final do estudo de 12 semanas, foi colhido plasma de roedores alimentados com dieta ocidental (WD) e dieta padrão (SD) que tinham stevia ou alulose na água de beber.
Os analitos incluíram a proteína C-reativa (PCR), adiponectina e leptina (A). A adiponectina e a leptina foram ainda utilizadas para criar uma relação que reflete o tamanho dos adipócitos (B). N = 6. * p < 0,05; ** p < 0,005; *** p < 0,0005 vs. SD+stevia.
4. Discussão
Os resultados deste estudo contribuem para a compreensão dos efeitos metabólicos da alulose, particularmente no contexto de mudanças induzidas pela dieta no peso corporal, consumo alimentar, resistência à insulina e respostas metabólicas específicas de cada tecido.
É de notar que os nossos resultados sustentam as conclusões de pesquisas anteriores, segundo as quais a suplementação com alulose na dieta ocidental mitiga os efeitos adversos frequentemente associados a dietas ricas em gordura e açúcar, tais como o aumento do peso corporal e a resistência à insulina, que têm um impacto significativo a nível mundial [18].
Além disso, este trabalho oferece novos conhecimentos sobre a dinâmica do GLP-1, bem como sobre as alterações nos adipócitos e a função mitocondrial.
As observações iniciais do nosso trabalho apoiam o que foi encontrado em trabalhos anteriores.
A observação de que tanto o grupo WD+stevia quanto o WD+alulose tiveram um aumento significativo de peso em comparação com os seus pares da dieta padrão (SD), embora em graus diferentes, destaca a complexa interação entre os açúcares dietéticos e o controlo do peso corporal.
O menor ganho de peso no grupo WD+alulose aponta para o potencial efeito protetor da alulose contra a obesidade induzida pela dieta.
Isto é apoiado por pesquisas anteriores que mostram que a alulose possui efeitos antiobesidade em estudos com animais, principalmente através da redução da gordura visceral e da melhoria do metabolismo lipídico [5, 19, 20].
Além disso, o aumento moderado no consumo alimentar observado no grupo WD+alulose em comparação com o grupo WD+stevia pode sugerir um efeito de regulação do apetite da alulose.
Esta descoberta está em linha com estudos que sugerem que a alulose pode influenciar a cascata de saciedade e reduzir a ingestão calórica total [21].
O aumento significativo nos níveis de peptídeo-1 semelhante ao glucagon (GLP-1) ativo nos grupos com alulose chama a atenção para outro mecanismo pelo qual a alulose pode exercer os seus benefícios metabólicos.
Foi demonstrado que o GLP-1, uma hormona envolvida no controlo da glicose e na regulação do apetite, aumenta com a ingestão de alulose, melhorando a tolerância à glicose e reduzindo o ganho de peso [9, 22].
Enquanto outros demonstraram o aumento da secreção de GLP-1 em resposta à alulose [23], acreditamos que os nossos resultados são os primeiros a relatar níveis aumentados de GLP-1 num estado específico, o que sugere que a alulose induz um efeito duradouro, muito além do momento do consumo.
As respostas diferentes dos níveis de insulina e glicose entre os grupos – onde o grupo WD+stevia mostrou um aumento gradual, enquanto o grupo WD+alulose não – sublinha ainda mais o papel benéfico da alulose na modulação da homeostase da glicose e da sensibilidade à insulina.
Estes dados estão em consonância com a ideia de que a alulose pode melhorar o controlo glicémico através da deposição e produção de glicose, melhorando a sensibilidade à insulina para aumentar a deposição no músculo e reduzir a produção proveniente da glicogenogénese [1, 20], bem como reduzindo posicionalmente a absorção entérica através da competição de substratos [18, 24].
A nossa análise do tecido hepático e adiposo esclarece ainda mais os efeitos metabólicos específicos da alulose, incluindo novas descobertas sobre alterações na função mitocondrial.
Embora os níveis de triglicéridos hepáticos tenham aumentado apenas no grupo WD+stevia, o que sugere que a alulose pode prevenir a acumulação de gordura hepática, a acumulação significativa de glicogénio em todos os grupos de intervenção, especialmente nos grupos de alulose, pode refletir uma mudança nos mecanismos de utilização ou armazenamento de nutrientes.
Esta descoberta pode explicar parcialmente os resultados observados por Liu et al. [15], que relataram uma melhoria na capacidade de exercício de roedores alimentados com alulose.
Tendo em conta que nós e outros fornecemos provas de proteção contra a obesidade com a incorporação de alulose, utilizando a nossa experiência anterior na análise dos processos bioenergéticos mitocondriais do tecido adiposo, determinámos a relevância da alulose neste processo [13, 25].
Observámos um maior grau de desacoplamento mitocondrial no tecido adiposo de ambos os grupos de alulose, o que aponta para um efeito inovador da alulose neste processo. Este mecanismo pode ajudar a explicar os efeitos observados na regulação do peso corporal.
Devido a limitações tecidulares, não pudemos medir diretamente os níveis de proteínas de desacoplamento no tecido adiposo para confirmar a alteração nos níveis de proteína.
Este estudo apresenta algumas limitações. Uma das limitações do estudo é a utilização da stevia como controlo.
Tentámos utilizar um adoçante de controlo que fosse simultaneamente comum e maioritariamente inerte.
Uma vez que estes produtos são muito diferentes, é impossível ter a certeza de que as doses aplicadas de alulose e stevia são "iguais".
Consequentemente, utilizámos doses de ambos que já tinham sido aplicadas anteriormente [12, 26].
É importante notar que, embora a stevia estimule comprovadamente a secreção de GLP-1 em cultura celular, não temos conhecimento de tais evidências em roedores ou humanos.
Isto sugere que alguns dos benefícios observados com a alulose neste estudo podem ser específicos à libertação de GLP-1.
Além disso, a stevia é um controlo ideal neste estudo, tendo em conta as evidências anteriores que sugerem que a stevia não tem impacto nos indicadores de ganho de peso em comparação com a água [27].
No entanto, deve notar-se a ausência de um grupo que consumiu apenas água.
Uma segunda limitação é a ausência de dados histológicos para o fígado e rins.
Embora os nossos resultados sugiram um efeito benigno da suplementação com alulose no armazenamento de nutrientes no rim e no fígado, bem como nas enzimas no caso do fígado, comparações histológicas teriam fornecido uma visão mais profunda sobre o estado destes tecidos.
É extremamente importante procurar ingredientes alimentares que possam mitigar estados metabólicos desfavoráveis sem comprometer a satisfação alimentar.
Ao fornecer novos dados e apoiar trabalhos anteriores, o nosso estudo demonstra que a suplementação com alulose, no contexto de uma dieta ocidental, pode modular o peso corporal, o consumo alimentar e os parâmetros metabólicos de uma forma que promove uma melhor saúde metabólica.
5. Conclusões
Estes resultados realçam o potencial de utilização da alulose como suplemento alimentar funcional, o que pode efetivamente melhorar os resultados de saúde metabólica, tais como a resistência à insulina, o peso corporal e outros, tudo isto sem forçar mudanças dietéticas potencialmente difíceis.
São necessárias mais pesquisas para explorar as consequências a longo prazo da ingestão de alulose e a sua aplicação em estratégias dietéticas para a prevenção e tratamento de doenças metabólicas.
Contribuições dos Autores
Conceção, BTB, PRR, JAA, RJJ e KBC; metodologia, KBC, MJS, MSH, IJK, DPD, APK, NB, DMD, NGN, PRR e BTB; software, KBC, MJS, MSH e IJK; análise formal, KBC, PRR, RJJ e BTB; investigação, KBC, MJS, MSH, IJK, PRR e BTB; recursos, PRR e BTB; gestão de dados, KBC e BTB; redação – preparação do rascunho original, BTB; redação – revisão e edição, Todos os autores; supervisão, PRR e BTB; administração do projeto, BTB; aquisição de financiamento, BTB Todos os autores leram e aceitaram a versão publicada do manuscrito.
Declaração do Conselho de Revisão Institucional
O protocolo experimental com animais foi aprovado pelo Comité de Ética da Universidade Brigham Young (23-1222; aprovado em 13 de dezembro de 2023).
Declaração de disponibilidade de dados
Dados disponíveis mediante solicitação.
Declaração de financiamento
Esta investigação foi financiada pelo acordo de investigação patrocinada n.º R0602714 concedido pela Anderson Advanced Ingredients à Universidade Brigham Young.
Notas de rodapé
Aviso legal/Nota do editor: As alegações, opiniões e dados contidos nas publicações refletem apenas a opinião dos respetivos autor(es) e colaborador(es), e não a da MDPI e/ou do(s) editor(es). A MDPI e/ou o(s) editor(es) declinam qualquer responsabilidade por ferimentos pessoais ou danos materiais resultantes de ideias, métodos, instruções ou produtos referenciados no conteúdo.
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