Efeitos do consumo de leguminosas no metabolismo do colesterol e dos esteróis neutros e ácidos de suínos intactos e com anastomose íleo-rectal

Abstract

Estudos anteriormente realizados demonstraram o efeito hipocolesterolémico dos regimes alimentares à base de leguminosas (principalmente à base de soja) em modelos animais e humanos. No entanto, o(s) mecanismo(s) através do(s) qual(is) as leguminosas exercem este efeito, não estão completamente esclarecidos. A contribuição do intestino grosso para este efeito hipocolesterolémico também não está bem documentado. Este trabalho foi realizado para investigar o efeito do consumo durante 3 semanas de regimes à base de caseína (C) e de leguminosas (grãos de soja extrudida (SE), de ervilha (E) e de tremoço de folhas estreitas (T)) enriquecidos em colesterol (2,8 g•kg -1), no metabolismo do colesterol e dos esteróis neutros e ácidos de suínos em crescimento intactos (I) e sujeitos a uma anastomose íleo rectal (IRA). Ao início dos ensaios, os animais apresentavam-se hipercolesterolémicos devido ao consumo durante 2 semanas do regime C enriquecido em colesterol. No Ensaio Soja, quarto grupos de seis animais foram distribuídos pelos tratamentos experimentais (C-I, C-IRA, SE-1 e SE-IRA). No plasma, o colesterol total e o colesterol das LDL e das HDL não foi afectado pelos regimes nem pelo processo cirúrgico. No fígado, o regime SE deprimiu significativamente os níveis de colesterol livre, esterificado e total. Os tratamentos não afectaram a actividade das 3-hidroxi-3-metilglutaril coenzima A (HMG CoA) reductase, colesterol 7α-hidroxilase (CYP7A1) e esterol 27-hidroxilase (CYP27A1) hepáticas. A bílis vesicular dos suínos consumindo o regime SE apresentou uma concentração menor em colesterol total, ao passo que a de ácidos biliares totais aumentou. O regime SE e a IRA diminuíram acentuadamente os metabolitos microbianos dos ácidos biliares vesiculares (nomeadamente o ácido hiodesoxicólico) e aumentaram os ácidos biliares primários (principalmente o ácido hiocóíieo). A concentração vesicular em ácidos biliares hidrófobos foi diminuída só pelo regime SE. A excreção fecal diária de esteróis neutros aumentou nos suínos consumindo o regime SE, mas a excreção diária de ácidos biliares e a excreção total diária de esteróis neutros e ácidos não. A transformação microbiana dos esteróis neutros e ácidos foi marcadamente reduzida pela IRA, especialmente nos suínos consumindo o regime SE. Assim, a soja extrudida e o processo cirúrgico modularam o perfil esterol fecal, mas o segmento ceco-cólon não pareceu desempenhar um papel crucial na colesterolémia dos suínos. 0 Ensaio Ervilha envolveu quarto grupos de seis animais (C-I, C-IRA, E-I and EIRA). 0 colesterol plasmático foi diminuído pelo consumo do regime E, através de uma descida significativa no colesterol das LDL. O regime E também diminuiu a concentração hepática em colesterol esterificado e aumentou a actividade da HMG CoA reductase e a síntese de receptores de LDL. As concentrações biliares em colesterol total e ácidos biliares foram maiores nos suínos consumindo o regime E que nos consumindo o regime C. Além disso, a excreção diária de ácidos biliares e a excreção total diária de esteróis neutros e ácidos foram superiores nos animais consumindo o regime E. A ausência funcional do segmento ceco-cólon inibiu a transformação microbiana do colesterol e do β-sitosterol, diminuiu a excreção diária de ácidos biliares e aumentou a relação entre a excreção de ácidos biliares primários e secundários. No entanto, neste estudo a sua influência sobre a colester'olémia foi ne li enciável. Estes resultados sugerem um efeito hipocolesterolémico da ervilha provavelmente modulado por um aumento da excreção diária de ácidos biliares (e de esteróis neutros e ácidos totais) e por um "pool" de colesterol e ácidos biliares vesiculares aumentado. Finalmente, no Ensaio Tremoço, onde quatro grupos de seis animais foram utilizados (C-I, C-IRA, T-I and T-IRA), a hipercolesterolémia induzida pelo regime alimentar à base de caseína foi inibida pelo consumo do regime T, através de uma descida substancial no colesterol plasmático das LDL. 0 regime T também reduziu os níveis hepáticos de colesterol esterificado e total, ao mesmo tempo que aumentou a actividade da HMG CoA reductase e a síntese dos receptores de LDL. A excreção diária de esteróis neutros e a excreção total diária de esteróis neutros e ácidos foram superiores nos suínos consumindo o regime T. No entanto, a excreção diária de ácidos biliares foi menor nos animais sujeitos á IRA que nos I, tal como o foi a actividade da CYP27A1 hepática. 0 processo cirúrgico também impediu a transformação microbiana dos esteróis, mas mais uma vez não teve repercussões nos níveis de colesterol plasmático observados. Estes resultados sugerem que o efeito hipocolesterolémico do regime T foi obtido através de uma menor absorção intestinal de colesterol, provavelmente modulada pelos elevados conteúdos em fitosteróis e PNA deste regime, quando comparado com o regime C. 0 conjunto destes resultados sugere que o principal mecanismo modulador do efeito hipocolesterolémico das leguminosas (ou, senão o principal, pelo menos o essencial ao aparecimento do referido efeito) manifesta-se ao nível da redução na absorção intestinal dos esteróis neutros e ácidos, a qual afecta a excreção total diária destes compostos. De facto, quando tal excreção não foi significativamente aumentada pelo regime á base da leguminosa (Ensaio Soja) o efeito hipocolesterolémico não se detectou, mas quando o foi (Ensaios Ervilha e Tremoço), observou-se uma redução no colesterol plasmático, mais especificamente no colesterol das LDL. Por fim, os animais sujeitos á IRA apresentaram uma menor transformação microbiana dos esteróis neutros e ácidos em todos os tratamentos. Este processo cirúrgico também induziu um crescimento compensatório do intestino delgado dos suínos dos Ensaios Ervilha e Tremoço, contribuindo para uma redução na sua excreção diária de ácidos biliares. Apesar destas modificações, o segmento ceco-cólon não apresentou efeitos significativos ao nível da modulação da colesterolémia nas presentes condições experimentais. ### / ABSTRACT - Previous studies have demonstrated the cholesterol-lowering effect of dietary legumes (mainly soybean) in animals and humans, but the mechanisms by which they exert this effect are not completely understood. The contribution of the hindgut to this hypocholesterolemic effect is abo not well documented. This work was undertaken to investigate the effect of cholesterol-enriched (2.8 g. -1) casein (C) and legume diets (extruded soybean (ES), raw pea seed (RP), and blue lupin seeds (BL) diets) consumed for 3 wk, on the cholesterol and neutral and acidic steroid metabolism of intact (I) and ileo-rectal anastomosed (IRA) growing pigs. These pigs were made hypeccholesterolemic by the previous consumption of the cholesterol-enriched C diet for 2 weeks. In the Soybean Trial, four groups of six growing pigs were assigned to the treatments (C-I, C-IRA, ES-I, and ES-IRA). Plasma total cholesterol, LDL- and HDL-cholesterol were not modified by diet or surgery. In the liver, the ES diet significantly depressed free, esterified and total cholesterol. Treatments did not affect hepatic 3-hydroxy-3-methylglutaryl coenzyme A (HMG CoA) reductase, cholesterol 7a-hydroxylase (CYP7A1) or sterol 27-hydroxylase (CYP27A1) activities. In the gallbladder bile of ES-fed pigs, total cholesterol was depressed while total bile acid concentration was increased. ES diet and IRA markedly decreased the biliary bile acid microbial metabolites (namely hyodeoxycholic acid) and increased the primary bile acids (mainly hyocholic acid). The concentration of bile hydrophobic acids was decreased only by the ES diet. Daily faecal neutral sterol output was increased in ES-fed pigs, but the daily bile acid output and total neutral and acidic steroid output were not. Microbial transformation of neutral and acidic steroids was markedly reduced by IRA, especially in the ES-fed pigs. Thus, extruded soybean and surgery modulated the faecal steroid profile but the cecum-colou did not seem to play a crucial role in determining the cholesterolemia in pigs. The Pea Trial also involved four groups of six animals (C-I, C-IRA, RP-I, and RP-IRA). Plasma cholesterol was Iowered by the RP diet through a significant decrease in LDL-cholesterol. The RP diet also decreased the hepatic concentration of esterified cholesterol and increased the HMG CoA reductase activity and the LDL receptor synthesis. The total cholesterol and bile acid biliary concentrations were increased in RP- as compared with C-fed pigs. In addition, daily faecal bile acid output and the daily total neutral and acidic steroid output were higher in RP-fed pigs. The cecum-colon bypass inhibited the cholesterol and β-sitosterol microbial transformation, lowered the daily bile acid output and increased the primary to secondary bile acid output ratio but, in this study, its influence on cholesterolemia was negligible. These results suggest a hypocholesterolemic effect of the raw pea probably through an increased faecal bile acid output and an increased biliary cholesterol and bile acid pool. Finally, in the Lupin Trial another four groups of six animals were used (C-I, C-IRA, BL-I, and BL-IRA pigs). Diet-induced hypoccholesterolemia was inhibited by BL diet, through a substantial decrease in plasma LDL-cholesterol. The BL diet also reduced liver esterified and total cholesterol, and increased hepatic HMG CoA reductase activity and LDL receptor synthesis. The daily neutral sterol output and the daily total neutral and acidic steroid output were higher in BL-fed pigs. Unexpectedly, the daily bile acid output was lower in IRA than in INT pigs, as it was the CYP27A1 activity. Surgery also prevented steroid microbial transformation but it did not influence plasma cholesterol levels. These results suggest that the mechanism for the hypocholesterolemic effect of BL diet was due to impaired intestinal cholesterol absorption, probably modulated by the higher contents in phytosterols and NSP of the BL diet when compared with the CAS diet. When taken together, these results suggest that the leading mechanism (or, at least an essential one) by which legumes modulated the cholesterol metabolism was the total neutral and acidic steroid intestinal absorption, which led to a variation in the daily output of these compounds. When the total neutral and acidic steroid output was not significantly increased by the legume diet (Soybean Trial) the hypocholesterolemic effect was absent, but when it was increased (Pea and Lupin Trials) a reduction in the plasma cholesterol was noticed, specifically in the LDL cholesterol fraction. Lastly, the IRA pigs presented a reduced microbial transformation of the neutral and acidic steroids in all the treatments. The surgical procedure also induced a hypertrophy of the small intestine in pigs from the Pea and Lupin Trials, contributing to a reduction in their daily bile acid output. Nevertheless, and although producing these changes, the cecum-colon section did not affect significantly the plasma cholesterol level of the pigs in the experimental conditions observed in these Trials.