Effect of black corn (Zea mays L.) on adipogenesis, inflammation, oxidative stress and intestinal health in vivo

• Autor(a) principal: Verediano, Thaísa Agrizzi
• Data de Publicação: 2023
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: eng
• Título da fonte: LOCUS Repositório Institucional da UFV
• Texto Completo: https://locus.ufv.br//handle/123456789/31008; https://doi.org/10.47328/ufvbbt.2023.125
• topic: Antocianinas; Lipídios na nutrição humana; Obesidade; Microbioma gastrointestinal; Farinha de milho na nutrição humana; Bioquímica da Nutrição

Milho preto (Zea mays L.) é considerado um tipo de milho colorido o qual possui distintas colorações dependendo da sua composição química. Durante os últimos anos, milhos coloridos tem sido alvo de pesquisas cientificas devido a presença de compostos bioativos. O milho preto é considerado fonte de antocianinas, as quais são pigmentos solúveis em água responsáveis pela coloração preta/roxa. Antocianinas são consideradas uma subclasse do grupo dos flavonoides, e seu consumo é associado com efeitos benéficos a saúde, uma vez que demonstram efeito antioxidante e anti-inflamatório, além de modular a função intestinal. No entanto, as antocianinas apresentam um efeito distinto dependendo de sua origem, da matriz alimentar ou se for isolada na forma de extrato. O milho preto TO 002 pertence ao Banco de Germoplasma Ativo da Embrapa e apresentou composição promissora de compostos fenólicos e antocianinas. No entanto, os efeitos biológicos deste genótipo in vivo ainda não foram testados. Assim, nossa hipótese considera que o milho preto teria efeito promotor de saúde na adipogênese, inflamação, estresse oxidativo e na função intestinal. Objetivos: Revisar de maneira critica os efeitos da suplementação de antocianinas nos parâmetros intestinais em estudos com animais (Artigo 1); Avaliar os efeitos da farinha integral de milho preto associada a uma dieta hiperlipídica na adipogênese, inflamação, estresse oxidativo e na modulação da função intestinal (Artigos 2 e 3); Investigar os efeitos do extrato solúvel de milho preto na funcionalidade intestinal, morfologia e microbiota in vivo (Artigo 4); Analisar os efeitos do extrato rico em antocianinas de milho preto na funcionalidade intestinal, morfologia e microbiota in vivo (Artigo 5). Assim, o objetivo geral deste trabalho foi investigar o efeito do milho preto (Zea mays L.) na adipogênese, inflamação, estresse oxidativo e na saúde intestinal em modelo animal. Métodos: Artigo 1: Para a revisão sistemática, os artigos foram analisados seguindo o protocolo PRISMA. A busca de dados foi realizada no PubMed, Cochrane e Scopus para estudos experimentais, que avaliaram a suplementação de antocianina em parâmetros intestinais. Para os estudos originais: Artigos 2 e 3: trinta camundongos C57BL/6 machos adultos foram divididos randomicamente em 3 grupos (n=10/grupo): NC: controle normal – dieta AIN-93 M; HF: dieta hiperlipídica; HFC: dieta hiperlipídica + farinha integral de milho preto (20%), recebendo as dietas por 8 semanas. A função intestinal foi avaliada no conteúdo do ceco ao final do experimento, e a composição da microbiota intestinal foi avaliada pelo sequenciamento do gene ribossômico 16S. Artigo 4: O experimento biológico foi conduzido pela técnica metodológica intra- amniótica (Gallus gallus). Para isso, os ovos foram divididos em 4 grupos (n= 6 - 10/grupo): Sem administração; Administração de 18 MΩ H 2 O; 5% de extrato solúvel de milho preto (BCSE); 15% BCSE. A administração intra-amniótica foi realizada no dia 17 da incubação embrionária. A coleta de amostras e avaliação da funcionalidade intestinal, morfologia e microbiota intestinal foram realizadas após a eclosão (dia 21). Artigo 5: O experimento biológico foi conduzido pela técnica metodológica intra-amniótica (Gallus gallus). Para isso, os ovos foram divididos em 4 grupos (n= 8/grupo): Sem administração; Administração de 18 MΩ H 2 O; 5% de extrato rico em antocianinas de milho preto (BCE); cianidina-3-glicosideo (C3G). A administração intra-amniótica foi realizada no dia 17 da incubação embrionária. A coleta de amostras e avaliação da funcionalidade intestinal, morfologia e microbiota intestinal foram realizadas após a eclosão (dia 21). Resultados: Artigo 1: 27 estudos em modelos animais foram incluídos na revisão sistemática. A suplementação com antocianinas promoveu um enriquecimento da abundância de Bacteroidetes e uma diminuição de Firmicutes. Além disso, melhorou a produção de ácidos graxos de cadeia curta (AGCC), o que resultou em um menor pH e permeabilidade intestinal, e um aumento de células caliciformes (CC), expressão de proteínas de junção e melhorias na morfologia das vilosidades. Artigo 2 e 3: Animais alimentados com a dieta HFC melhoraram a capacidade antioxidante total e demonstraram menor adipogênese, mostrando uma diminuição no número e comprimento de adipócitos pela menor expressão de sterol regulatory element-binding protein-1c (SREBP-1c) e do receptor ativado por proliferador de peroxissoma-γ (PPARγ). O consumo de HFC demonstrou promover a β-oxidação hepática, por meio da redução da expressão gênica hepática de SREBP-1c e acetil CoA carboxilase 1. Além disso, a ingestão de HFC preveniu alterações na função intestinal ocasionados pela dieta hiper lipídica. Animais alimentados com a dieta HFC apresentaram maior abundância dos gêneros Ruminococcus, Roseburia e Provotellacea_UCG-001, e menor abundância dos gêneros Bacteroides e Faecalibaculum. Estas modificações foram observadas sem alterações na produção de AGCC, e com um aumento na proliferação de células caliciformes. Artigo 4: A administração intra-amniótica de BCSE (5 e 15%) demonstrou um efeito anti-inflamatório, pela menor expressão gênica do biomarcador inflamatório duodenal: fator de necrose tumoral alfa (TNF-α), interleucina 6 (IL6) e o fator nuclear transcricional kappa beta (NF-κB). Além disso, o BCSE aumentou a abundância relativa de E. coli e Clostridium cecal e melhorou a morfologia duodenal aumentando o número e tamanho de GC e o número de células de Paneth. Ainda, BCSE demonstrou potencial para melhorar a integridade da barreira física regulando positivamente a expressão gênica da proteína quinase ativada por AMP (AMPK) e do fator de transcrição caudal-related homeobox 2 (CDX2). Artigo 5: A administração intra-amniótica de BCE demonstrou aumentar a abundância relativa dos gêneros Bifidobacterium e Clostridium e diminuir a abundância de E coli. O BCE manteve inalterado biomarcadores de inflamação intestinal e funcionalidade. Além disso, a morfologia duodenal foi mantida semelhante ao controle após a administração intra-amniótica de BCE. Conclusão: O milho preto demonstrou exercer um efeito benéfico in vivo, atuando como componente anti- inflamatório e antioxidante, e modulando a função intestinal. Assim, o milho preto deve ser considerado como uma fonte potencial de antocianinas e componentes fenólicos com comprovado efeito benéfico. Palavras-chave: Antocianinas. Obesidade. Dieta hiper lipídica. Microbioma intestinal. Extrato solúvel. Farinha integral. Extrato rico em antocianina