Several components of the diet are involved in the aetiology and development of obesity and resistance to insulin. Among the dietary-therapeutic measures used to treat these pathologies are the moderate reduction of calorie intake, the reduction of the energy density of the diet and the intake of a quantity of dietary fiber that covers recommended needs.Dietary fiber may have beneficial effects on these diseases by decreasing the energy intake, delaying and reducing the absorption of energy nutrients and/or modifying the metabolic response by reducing the resistance to insulin. However, there is little scientific evidence to suggest that dietary fiber has a healthy effect on these pathologies, and the evidence that does exist is generally derived from short-term epidemiological or experimental studies. Very few control studies have been made of the long-term therapeutic effect of dietary fiber.For all these reasons, we decided to do the present doctoral thesis, which is structured as follows:1) We analyzed epidemiological data from the Examen de Salut Catalunya 2002 (Catalonia Health Examination 2002) about dietary fiber intake in our geographical area in order to be able to make plans and decisions about the amounts of fiber to be administered in the subsequent experimental studies on the healthy effects of dietary fiber supplementation.2) We studied the acute effect of an association of soluble dietary fibers (plantago ovata and glucomannan) on the post-prandial glycemic response in healthy individuals in comparison with the isolated administration of glucomannan. This enabled us to decide what type of fiber supplementation to administer in the medium-long term experimental study.3) We studied the medium-long term therapeutic effect of supplementation with dietary fiber on overweight or obese patients with type 2 diabetes. The data provided by the epidemiological study show that the amount of fiber used as a supplement in the experimental study would lead to 95% of the population studied in Examen de Salut Catalunya 2002 respecting the intake recommended by the Spanish Society of Community Nutrition for the Spanish population (Serra-Majem, 2001).

Modulation of active glucagon-like peptide-1 (GLP-1) levels by grape-seed procyanidins Les procianidines del pinyol de raïm (GSPE) poden millorar estats de disrupció de la homeòstasi de la glucosa i es va hipotetitzar que la modulació de GLP-1, incretina que millora la producció d¿insulina i la seva detecció a teixits perifèrics, podria ser un mecanisme de actuació del GSPE. Per demostrar aquesta hipòtesi, s¿ha avaluat, in vivo i in vitro l¿efecte del GSPE en la secreció i producció de GLP-1, així com l¿efecte sobre la activitat de DPP4, enzim que degrada GLP-1. Els resultats obtinguts demostren que el tractament oral amb GSPE millora el nivells de GLP-1 induïts per una càrrega oral de glucosa. A més a més, s¿ha vist que GSPE modula la secreció i producció de GLP-1, així com la activitat de DPP4. En conclusió, la modulació del nivells de GLP-1 activa pot, en part, explicar els efectes antihiperglicèmics del GSPE.

Els ritmes circadians permeten als organismes anticipar-se als canvis mediambientals i adaptar el metabolisme al patró d’alimentació i la disponibilitat d’aliments. De fet, les alteracions del ritme circadià provoquen trastorns del metabolisme com la síndrome metabòlica. Els ritmes circadians es mantenen pel rellotge central que es troba a l’ hipotàlem, tot i que els teixits perifèrics també presenten oscil•ladors circadians . Des d’un punt de vista molecular, el sistema circadià està constituït per gens rellotge que interacciones entre si, formant un cicle de regulació. La senyal més important per sincronizar aquest cicle amb l’exterior, és la llum. No obstant, hi ha altres senyals externes, com els cicle d’alimentació-dejuni i alguns components dels aliments, que també poden actuar sincronitzant el rellotge molecular. Les proantocianidines, que són una subclasse de flavonoides, indueixen una amplia gama d’efectes beneficiosos per la salut, millorant totes les patologies de la síndrome metabòlica. Per lo tant, l’objectiu principal d’aquesta tesi va ser avaluar la capacitat de les proantocianidines per modular el rellotge molecular a nivell central i perifèric, sota condicions estàndard o alterades. Els resultats demostren que les proantocianidines modulen els ritmes de expressió dels gens rellotge al llarg de les 24 hores, tant a nivell central con perifèric, tot i que els seus efectes depenen de si el tractament amb proantocianidines ha set durant la fase de llum o la fase de foscor. A més, els efectes sobre el sistema estan associats a canvis de la fluctuació ciracadiana d’alguns metabòlits importants en plasma, o dels nivells de NAD en el fetge. En conjunt, aquests resultats suggereixen que les proantocianidines podrien promoure els seus efectes beneficiosos sobre el metabolisme a través de la seva interacció amb el sistema circadià. / Circadian rhythms allow organisms to anticipate environmental changes and to adapt the metabolism to feeding regime and food availability. In fact, alterations of circadian rhythm induce metabolic disturbances, such as metabolic syndrome. Circadian rhythms are maintained by a central clock in the hypothalamus, but circadian clocks are also present in peripheral tissues. At molecular level, the clock system is composed by feedback loops of core-clock and clock-controlled genes. The most important synchronizer of the clock system is light, but other external cues, such as fasting-feeding time or food components, also act as synchronizers. Proanthocyanidins, a flavonoid sub-class, are reported to have a vast range of beneficial effects improving all the components of the metabolic syndrome. Therefore, the main objective of this thesis was to evaluate the capacity of proanthocyanidins to modulate the central and peripheral molecular clocks under standard or disrupted conditions. Results show that proanthocyanidins modulate the 24-h rhythm expression of clock-core and clock-controlled gens in the central and peripheral clocks. However, the time of proanthocyanidin administration, in the light or dark phase, determine the precise effect on the molecular clock. The modulation of the clock system is associated with variations of the circadian fluctuation of some important metabolites in plasma or NAD levels in liver. Overall these results suggest that proanthocyanidins could mediate their beneficial metabolic effects through their interaction with the clock machinery. / Los ritmos circadianos permiten a los organismos anticiparse a los cambios medioambientales y adaptar el metabolismo al patrón de alimentación y la disponibilidad de alimentos. De hecho, alteraciones del ritmo circadiano provocan trastornos del metabolismo como el síndrome metabólico. Los ritmos circadianos se mantienen por la acción del reloj central ubicado en el hipotálamo, aunque la mayoría de tejidos periféricos también disponen de reloj molecular. Desde un punto de vista molecular, el sistema circadiano está compuesto por genes “reloj” que interaccionan entre sí, formando un bucle de regulación. La señal externa más importante que sincroniza el sistema circadiano con el exterior es la luz, pero los ciclos de alimentación y ayunas, así como algunos componentes de los alimentos también actúan como señales externas sincronizadoras del reloj molecular. Las proantocianidinas, que son una subclase de los flavanoides, ejercen una amplia gama de efectos beneficiosos sobre la salud, mejorando todas las patologías del síndrome metabólico. Por lo tanto, el objetivo de la presente tesis fue evaluar la capacidad de las proantocianidinas para modular el reloj molecular a nivel central y periférico, bajo situaciones estándar o alteradas. Los resultados muestran que las proantocianidinas modulan el ritmo de expresión de los genes reloj a lo largo de las 24 horas, tanto a nivel central como periférico, aunque sus efectos dependen de si el tratamiento con proantocianidinas se ha realizado durante la fase de luz o la fase de oscuridad. Además, los efectos sobre el sistema circadiano están asociados a modificaciones en la fluctuación circadiana de algunos metabolitos importantes en plasma, o de los niveles de NAD en el hígado. En conjunto, estos resultados sugieren que las proantocianidinas podrían mediar sus efectos beneficiosos sobre el metabolismo a través de su interacción con el reloj molecular.

El present treball aborda l'estudi de com es poden pal•liar els efectes del canvi climàtic en l'elaboració de vins escumosos i en vins negres mitjançant les eines que actualment la biotecnologia ens ofereix. Per això en primer lloc aquesta tesis estudia l'efecte de la maduresa del raïm sobre les propietats escumants dels vins escumosos per arribar a la conclusió de que una excessiva maduració del raïm perjudica les característiques escumants. A continuació s'aborda l'estudi dels efectes de l’ús de llevats No Saccharomyces mitjançant inoculació seqüenciada amb Saccharomyces cerevisiae sobre les característiques de vins base per a Cava, arribant-se a la conclusió de que l’ús del llevat Torulaspora delbrueckii pot ésser molt útil per a millorar les propietats escumants. Finalment, s’aborda l’estudi de l’efecte de un llevat altament productor de polisacàrids i de la suplementació amb llevats secs inactius sobre la composició i qualitat del vi negre arribant-se a la conclusió de que tots dos procediments comporten un enriqueixement del vi en polisacàrids i una certa disminució de la seva concentració en proantocianidinas, especialment de les de alt grau de polimerització. / El presente trabajo aborda el estudio de cómo se pueden paliar los efectos del cambio climático en la elaboración de vinos espumosos y de vinos tintos mediante las herramientas que actualmente la biotecnología nos ofrece. Para ello en primer lugar esta tesis estudia el efecto de la madurez de la uva sobre las propiedades espumantes de los vinos espumosos para llegar a la conclusión de que una excesiva maduración de la uva perjudica las características espumantes. A continuación se aborda el estudio de los efectos del uso de levaduras No Saccharomyces mediante inoculación secuenciada con Saccharomyces cerevisiae sobre las características de vinos base para Cava, llegándose a la conclusión de que el uso de la levadura Torulaspora delbrueckii puede ser muy útil para mejorar las propiedades espumantes. Finalmente, se aborda el estudio del efecto de una levadura altamente productora de polisacáridos y de la suplementación con levaduras secas inactivas sobre la composición y calidad del vino tinto, llegándose a la conclusión de que ambos procedimientos conllevan un enriquecimiento del vino en polisacáridos y una cierta disminución de su concentración en proantocianidinas, especialmente de las de alto grado de polimerización. / This paper deals with the study of how to mitigate the effects of climate change on the production of sparkling wines and red wines using the tools of biotechnology currently offers. With this aim, this thesis studies the influence of the maturity level of the grapes on the foaming properties of sparkling wines to conclude that excessive ripening of the grapes affects negatively. The work continues with the study of the effects of No-Saccharomyces yeasts on the composition of base wine of Cava, leading to the conclusion that the use of the yeast Torulaspora delbrueckii can be very useful to improve foaming properties. Finally, this work studies the effect of a yeast with a high polysaccharide releasing capacity and of the supplementation with inactive dry yeast on the composition and quality of red wine. The results indicate that both procedures enrich the wine on polysaccharides and decrease its concentration in proanthocyanidins, especially those with high degree of polymerization..

Los cambios en los estilos de vida, se acompañan de un aumento de la prevalencia de sobrepeso (SP) y obesidad (OB) que provocan problemas de salud.Objetivos: Evaluar el efecto de una intervención escolar centrada en estilos de vida saludable, sobre la prevalencia de SP y OB en escolares de 7 y 8 años de edad (programa de Educación en alimentación (EdAl)).Diseñar un modelo de programación de promoción de la salud y realizar actividades de estilo de vida saludable para evitar SP y OB.La constatación del elevado porcentaje de escolares con SP y OB, justifica la realización de una intervención para reducir la OB. El programa EdAl impartido por estudiantes en ciencias de la salud en la escuela con refuerzo en el entorno, mejora los hábitos alimentarios, la actividad física y se asocia con una disminución de un 4,5% en la prevalencia de OB en niños de Reus. / Changes in lifestyles are accompanied by an increase of prevalence of overweight and obesity which cause health problems.This project has two main aims: the first one is to evaluate the effect of an educational intervention focused on healthy lifestyles, on the prevalence of overweight and obesity in a population of 7 and 8 years old.The second one is to design a programming model of health promotion and conduct healthy lifestyle activities to prevent overweight and obesity.The confirmation of the high percentage of school children with overweight and obesity, justifies the need for intervention to reduce this progressive increase. The Nutrition Education program conducted by students of Health Sciences at schools and reinforced in the children's environment, improve their eating habits, physical activity and is associated with a 4,5% decrease in the prevalence of obesity in the children of Reus.

Un dels enzims que podria tenir una acció important en l'estovament de la maduixa és l'endo-?-(1,4)-glucanasa (EGasa). Donat que aquest estovament produeix pèrdues comercials molt importants, es va plantejar l'objectiu de caracteritzar la funció biològica de dues endo-?-(1,4)-glucanases aïllades prèviament en fruit de maduixa: Cel1 i Cel2.En maduixa, l'activitat EGasa augmenta durant la maduració, i aquest augment coincideix temporalment amb l'increment d'expressió i acumulació proteica de Cel1 i Cel2. L'expressió superposada de Cel1 i Cel2 en maduixa observada per Northern-blot, podria indicar una certa cooperació d'aquests dos enzims en el metabolisme dels polímers de la paret cel·lular que acompanya a la maduració del fruit. Cel1 en maduixera no s'expressa en teixits diferents del fruit, per tant, es pot afirmar que entre totes les EGases descrites fins ara, i que s'expressen en fruits, Cel1 és la que té el patró d'expressió més específic de maduració. L'acumulació de Cel2 durant el procés de maduració suggereix un paper important d'aquesta EGasa en l'estovament dels fruits. A més, l'expressió de Cel2 en teixits en creixement dóna suport a una participació d'aquest gen en les modificacions de la paret cel·lular que acompanyen el creixement i l'expansió cel·lular.El punt isoelèctric trobat per Cel1 és de 8'5, molt proper al valor teòric predit a partir de la seqüència. Cel2 en canvi, presenta un punt isoelèctric de 5'0, molt diferent del valor teòric predit. Ambdues proteïnes presenten un senyal consens per la N-glicosilació, però només Cel1 té afinitat per la concanavalina A. Per tant, o bé només Cel1 està realment glicosilada in vivo, o més probablement, Cel1 i Cel2 es conjuguen amb residus glucosídics diferents.L'eliminació dels aquenis del fruit inicia el procés de maduració de la maduixa, provocant un augment de l'expressió i de l'acumulació proteica de Cel1 i Cel2. Donat que en els aquenis es produeix la síntesi i alliberació d'auxines, es pot afirmar que Cel1 i Cel2 estan sota control negatiu de les auxines. L'aplicació exògena d'etilè en fruits de maduixa no modifica l'expressió de Cel1 i Cel2, indicant que aquesta hormona no intervé en la regulació transcripcional d'aquests gens.S'ha detectat cinc isoformes amb activitat endoglucanasa en extractes proteics totals de maduixa madura; una isoforma bàsica i quatre isoformes àcides. Mitjançant Western-blot del gel nadiu, s'ha vist que la isoforma de pI bàsic (pI 8'5) es correspon a Cel1, mentre una de les isoformes àcides, de pI 5-5'5, es correspon a la proteïna Cel2.La sobreexpressió de Cel1 en el llevat Pichia pastoris produeix una proteïna que es troba glicosilada i probablement unida iònicament a la paret cel·lular del llevat. Aquesta proteïna té un pH òptim d'activitat endoglucanasa de 7'5 i ha mostrat afinitat significativa només per substrats amb enllaços ?-(1,4): CMC, xiloglucans i Cel·lulosa CF-11. Per tant, els substrats potencials in vivo per la proteïna Cel1 podrien ser els xiloglucans i/o la cel·lulosa de la paret cel·lular.La inhibició antisentit de l'expressió de Cel1 en plantes transgèniques de maduixa disminueix clarament l'acumulació de la proteïna i resulta en una reducció parcial de l'activitat endoglucanasa total en fruit madur. Estudis preliminars mostren que això es tradueix només en una lleugera disminució de la textura del fruit. Aquests resultats suggereixen que hi ha altres enzims implicats en l'estovament del fruit que compensen la inhibició de Cel1, o bé que la contribució de Cel1 a l'activitat endoglucanasa total és petita.No s'han pogut obtenir plantes de maduixa transgèniques antisentit amb expressió reduïda per Cel2. Aquest fet es podria explicar perquè Cel2 és un gen imprescindible per la planta, i per tant, sense la seva expressió les plantes no es poden desenvolupar.

Procyanidins have been reported to modulate glucose homeostasis and β-cell functionality. However, their effects on pancreatic cell mass remain unknown. Therefore, this doctoral thesis focused on the study of the effects of a grape seed procyanidin extract (GSPE) on proliferation and apoptosis processes in pancreatic cells. Our results indicate that although the extract did not affect these processes under healthy conditions, it modulated β-cell proliferation and apoptosis under altered conditions. In vitro, GSPE enhanced the pro-apoptotic effects of high glucose and were antiproliferative under high glucose, insulin, and palmitate levels in the INS-1E cell line. In vivo, the effects of the extract depended on the dose, the duration of the treatment, and/or the gender. However, the extract tended to counteract the deleterious effects of the cafeteria diet or the Zucker Fatty genotype. Concerning the adenocarcinoma cell line MIA PaCa-2, GSPE exerted antiproliferative and pro-apoptotic effects, demonstrating anti-carcinogenic activity. / Les procianidines són compostos fenòlics abundants en plantes i vegetals. S’ha demostrat que aquests compostos bioactius tenen efectes beneficiosos per la salut, entre els quals destaquen les seves propietats antiinflamatòries i antioxidants. També s’ha vist que participen en l’homeòstasi dels lípids i la glucosa. En un estudi previ realitzat en el grup de recerca, es van avaluar els efectes d’un extracte de procianidines de pinyol de raïm (GSPE) en un model de resistència a la insulina induït per l’alimentació de rates femelles amb una dieta de cafeteria. Es va veure que el GSPE reduïa l’índex HOMA-IR i els nivells d’insulina plasmàtica, suggerint una millora de la resistència a la insulina en teixits perifèrics. A més a més, aquests resultats semblaven indicar que les procianidines podrien estar afectant el pàncrees, el principal òrgan responsable de l’homeòstasi dels nutrients, ja sigui millorant la funcionalitat o la massa de les cèl•lules β pancreàtiques. De fet, en una tesi doctoral duta a terme en paral•lel amb una altra, en la qual es va concloure que les procianidines actuen en el pàncrees modulant la síntesi, secreció i degradació de la insulina. Els individus amb diabetis del tipus 2 presenten hiperglucèmia i un metabolisme lipídic alterat, juntament amb resistència a la insulina, disfunció de les cèl•lules β i disminució de la massa β. Tot i que determinats factors genètics hi estan implicats, la diabetis del tipus 2 està estretament lligada a l’obesitat, i ambdós patologies estan assolint proporcions d’epidèmia a nivell mundial. En els primers estadis de la resistència a la insulina, la massa β s’incrementa per compensar la hiperglucèmia. Tot i així, quan les cèl•lules β ja no són capaces de compensar l’augment de la demanda d’insulina, la massa β es veu reduïda degut a un augment de l’apoptosi. A més a més, considerant el pàncrees, l’adenocarcinoma pancreàtic és un dels càncers més agressius, caracteritzat per una elevada resistència al tractament. L’acumulació d’alteracions genètiques resulta en un augment del creixement cel•lular i de la proliferació i en una inhibició de l’apoptosi. D’aquesta manera, l’obtenció d’informació sobre els compostos naturals amb efectes beneficiosos sobre la proliferació i l’apoptosi en les cèl•lules pancreàtiques, processos estretament lligats i alterats en les malalties mencionades anteriorment, és de gran interès. Els efectes de les procianidines sobre la proliferació i l’apoptosi han estat molt estudiats en diferents tipus cel•lulars. En línies cel•lulars de càncer les procianidines baixen els nivells de proliferació i incrementen l’apoptosi, actuant com a anticarcinogèniques. En altres tipus cel•lulars, les procianidines actuen com a eina terapèutica, protegint les cèl•lules del dany induït per factors ambientals o químics, disminuint l’apoptosi i estimulant el creixement cel•lular. Tot i així, existeix poca informació relativa als efectes de les procianidines en el pàncrees. Per tant, aquesta tesi doctoral es va centrar en l’estudi dels efectes de les procianidines sobre la proliferació i l’apoptosi de les cèl•lules pancreàtiques, avaluant la modulació d’aquests processos en situacions fisiològiques o patològiques. Per assolir els nostres objectius, vam utilitzar models in vivo de rates sanes, de rates amb obesitat induïda per la dieta i rates amb obesitat induïda genèticament; i models in vitro, usant la línia cel•lular d’insulinoma de rata INS-1E i d’adenocarcinoma de pàncrees MIA PaCa-2. La hiperglucèmia postprandial i la dislipèmia són factors comuns que tenen lloc prèviament al desenvolupament de la diabetis del tipus 2. L’exposició crònica a un ambient hiperglucèmic i a elevades concentracions d’àcids grassos causa la disfunció de les cèl•lules β pancreàtiques i la mort cel•lular, fenòmens anomenats glucotoxicitat i lipotoxicitat, respectivament. D’aquesta manera, quan vam exposar les cèl•lules INS-1E a elevades concentracions de glucosa i palmitat, ambdós nutrients van incrementar l’apoptosi. Quan, en aquestes condicions, les cèl•lules es van tractar amb GSPE, l’extracte va incrementar els efectes pro-apoptòtics de l’elevada glucosa, sense modificar la situació de lipotoxicitat. L’apoptosi induïda pel GSPE en situacions d’hiperglucèmia involucra la via intrínseca de l’apoptosi. In vivo, vam continuar l’estudi previ realitzat en rates femelles amb obesitat induïda per una dieta de cafeteria realitzat, i vam veure que GSPE modulava els marcadors d’apoptosi en el pàncrees d’aquestes rates, però els efectes eren dependents de la dosi i el període de tractament. Tot i així, el tractament semblava que tendia a contrarestar l’augment de l’apoptosi de les rates alimentades amb dieta de cafeteria. En canvi, quan els efectes de l’extracte es van analitzar en rates mascle, GSPE incrementava un marcador pro-apoptòtic, suggerint un increment de l’apoptosi en les rates tractades amb l’extracte. D’aquesta manera, es conclou que la modulació dels marcadors d’apoptosi per part del GSPE en rates alimentades amb dieta de cafeteria és dependent de la dosi, el període de tractament i/o el gènere. Pel que fa als efectes de GSPE sobre la proliferació, quan les cèl•lules β pancreàtiques es van exposar a elevats nivells de glucosa i insulina, els quals indueixen la proliferació, i nivells alts de palmitat, el qual inhibeix la proliferació, l’extracte va mostrar un clar efecte antiproliferatiu. Aquests efectes antiproliferatius són probablement a causa de les molècules d’alt pes molecular, les quals no es poden absorbir a l’intestí, de manera que cal tenir-ho en compte en el moment de comparar els efectes obtinguts in vitro amb els possibles efectes in vivo. De fet, en els experiments de rates alimentades amb una dieta de cafeteria, el GSPE no va modificar els marcadors de proliferació analitzats. Com a model d’obesitat induïda genèticament, es van utilitzar rates Zucker Fatty. Quan aquestes rates es van tractar crònicament amb GSPE, tot i que l’extracte contrarestava l’expressió de marcadors d’apoptosi i proliferació en comparació amb les rates obeses no tractades, els canvis moleculars induïts per les procianidines no van ser suficients per contrarestar l’efecte genètic de les rates Zucker Fatty a un nivell fisiològic, ja que tant l’apoptosi com els nivells plasmàtics de glucosa i insulina eren tan elevats com en les rates control. En aquest experiment, també es va analitzar el perfil proteic dels illots realitzant un estudi de proteòmica. Un dels processos biològics en els quals les proteïnes modificades per GSPE estaven involucrades era l’apoptosi i la mort cel•lular. Els nivells de la majoria de les proteïnes incloses en aquest grup contrarestaven els efectes del genotip Zucker Fatty, de la mateixa manera que es va observar en els marcadors d’expressió gènica. Per tant, tenint en compte les rates Zucker Fatty com a referència d’apoptosi, el GSPE tendia a millorar aquest procés, tot i que no va induir canvis als nivells finals d’apoptosi. Un cop analitzats els efectes de GSPE en les cèl•lules β en situacions patològiques, es van avaluar els seus efectes en situacions fisiològiques. El tractament de les cèl•lules INS-1E amb GSPE no va modificar ni l’apoptosi ni la proliferació d’aquestes cèl•lules. Aquests resultats in vitro coincideixen amb els observats in vivo, en els quals, el tractament crònic de rates amb GSPE no va modificar ni l’apoptosi ni la massa β. En aquest experiment, el perfil de microRNA també es va analitzar, ja que alguns microRNA s’ha vist que poden regular la funció pancreàtica, incloent la regulació de la síntesi i la secreció de la insulina i l’apoptosi. Tot i que vam trobar que els microRNAs dels illots pancreàtics eren diana de les procianidines, els modificats per l’extracte no estan involucrats en els processos de proliferació i apoptosi, fet que confirma el fet que el GSPE no altera aquests processos en condicions fisiològiques. Finalment, una altra situació patològica en la qual la proliferació i l’apoptosi estan alterats en cèl•lules pancreàtiques és en càncer, en el qual la proliferació està incrementada i l’apoptosi inhibida. D’aquesta menera, vam analitzar els efectes del GSPE en la línia cel•lular d’adenocarcinoma pancreàtic MIA PaCa-2 i vam veure que l’extracte inhibia la proliferació cel•lular i incrementava l’apoptosi, procés mediat per la modulació de proteïnes de la família de la Bcl-2 i per la despolarització de la membrana mitocondrial, implicant la via intrínseca de l’apoptosi. En aquest cas, els components de l’extracte amb més activitat antiproliferativa i pro-apoptòtica també van ser identificats. Tant l’epigal•locatequina gal•lat com l’àcid gàl•lic foren els components amb efectes antiproliferatius més elevats, però, considerant que la concentració d’àcid gàl•lic en l’extracte és més de 40 vegades més elevat que la d’epigal•logatequina gal•lat, es va considerar l’àcid fenòlic com un dels components de l’extracte responsables dels efectes observats. De la mateixa manera que el GSPE, l’àcid gàl•lic modulava l’expressió de proteïnes de la família de la Bcl-2 i promovia la despolarització de la membrana mitocondrial. En aquest estudi, es van utilitzar dues aproximacions per tal d’apropar-nos a una situació in vivo, ja que un cop ingerides, no tots els components de les procianidines són absorbides a l’intestí. Prèviament, són hidrolitzades en l’intestí prim i metabolitzades en l’intestí prim i el fetge. A més a més, les procianidines i els metabòlits que no són absorbits en l’intestí prim, poden ser absorbits en l’intestí gros posteriorment a l’acció de la microflora bacteriana. D’aquesta manera, per una banda, vam tractar les cèl•lules amb medis basolaterals que contenien els components de l’extracte absorbits i metabolitzats pels enteròcits humans Caco-2. Aquest sistema és novedós, tot i així, les cèl•lules Caco-2 s’han usat àmpliament per estudiar l’absorció i secreció intestinal de fàrmacs i compostos de la dieta. Tot i així, els compostos absorbits i metabolitzats per les cèl•lules Caco-2 no van modificar la taxa de proliferació de les cèl•lules MIA PaCa-2. De fet, l’anàlisi dels medis basolaterals va revelar que ni l’epigal•locatequina gal•lat ni l’àcid gàl•lic, les molècules més efectives en la inhibició de la proliferació, no eren absorbits per les cèl•lules Caco-2. Per altra banda, també vam tractar les cèl•lules MIA PaCa-2 amb sèrums de rata tractats amb GSPE. Aquesta aproximació, que segons el nostre coneixement no s’havia usat anteriorment, permet l’exposició de les cèl•lules als compostos fenòlics absorbits i metabolitzats en l’organisme i que aconsegueixen arribar al teixit diana in vivo. Tot i que lleument, el tractament amb els sèrum de les rates tractades amb GSPE van inhibir la proliferació de les cèl•lules d’adenocarcinoma de pàncrees. Per concloure, en aquesta tesi doctoral hem vist que el GSPE modula la proliferació i l’apoptosi de les cèl•lules pancreàtiques, tant in vitro com in vivo, però els seus efectes són dependents del model, la dosi i la durada del tractament. Hem utilitzat tècniques òmiques i diferents aproximacions in vitro per tal d’acostar-nos a situacions in vivo, a més d’identificar les molècules de l’extracte responsables dels efectes observats.

Los compuestos fenólicos son fitoquímicos ampliamente distribuidos en nuestra dieta debido a la ingesta de productos vegetales –principalmente frutas y verduras, derivados del cacao, te, café y vino tinto-. Varios efectos beneficiosos han sido relacionados con la ingesta de compuestos fenólicos, como por ejemplo la reducción del riesgo de sufrir enfermedades cardiovasculares o neurodegenerativas, la prevención de enfermedades relacionadas con el estrés oxidativo, o la reducción de algunos canceres. Pero menos información existe sobre los mecanismos de acción de estos en el cuerpo y sobre que compuestos alcanzan las dianas metabólicas. La presente tesis ha estado centrada en la evaluación de la digestibilidad y bioaccesibilidad de los compuestos fenólicos de la dieta durante el proceso de digestión y en el estudio de la absorción, el metabolismo y la distribución en tejidos de los compuestos fenólicos y de sus metabolitos. Para completar los objetivos citados, (i) se estudió la digestibilidad y bioaccesibilidad de los compuestos fenólicos de la dieta mediante el uso de un método de digestión in vitro; (ii) se desarrolló un método in vitro de fermentación colónica y se aplicó dicho método a compuestos fenólicos de la dieta; (iii) se desarrollaron metodologías analíticas para la cuantificación de compuestos fenólicos y sus metabolitos en muestras biológicas y finalmente (iv) se realizaron estudios in vivo, usando rata Wistar como modelo animal, para evaluar la absorción, el metabolismo y la distribución en tejidos de los compuestos fenólicos (principalmente procianidinas y compuestos fenólicos del aceite de oliva) y sus metabolitos.Como resultados principales de la parte experimental, se demostró que las procianidinas de bajo grado de polimerización (dimer y trímero) fueron estables durante el proceso de digestión. Se caracterizaron las rutas de formación de los productos de fermentación colónica de varios compuestos fenólicos, identificando a los ácidos fenólicos hidroxilados como los principales productos de fermentación de los flavonoides. Paralelamente, se desarrollaron y validaron dos métodos cromatográficos que combinaban la extracción en fase sólida con la ultra cromatografía líquida de alta resolución acoplada a la espectrometría de mases en tándem (UPCL-MS/MS) para la determinación de compuestos fenólicos y sus metabolitos en muestras biológicas. Dichos métodos fueron utilizados para analizar los compuestos fenólicos y sus metabolitos en las muestras biológicas que fueron obtenidas como resultado de los estudios de ingesta aguda e ingesta crónica de extractos ricos en compuestos fenólicos y de alimentos ricos en compuestos fenólicos en ratas Wistar. De los estudios in vivo se estableció que los metabolitos fenólicos fueron ampliamente distribuidos alcanzando prácticamente todos los órganos del cuerpo y que la presencia de metabolitos de procianidinas en plasma y su distribución en tejidos fue modulada por la composición de la matriz alimentaria que vehiculizaba a los compuestos fenólicos. Además, se demostró, mediante la comparación de un producto rico y un producto enriquecido en compuestos fenólicos, que la naturaleza de los compuestos fenólicos puede modificar significativamente parámetros farmacocinéticos de los metabolitos fenólicos. Adicionalmente, se demostró, mediante la exposición de los animales durante el embarazo y la lactancia a una dieta rica en fructosa y grasas saturadas, que la dieta pueden modular la capacidad de glucuronidación del hígado sobre los flavonoides en la generación parental y en la generación hija. No obstante, se ha de tener en cuenta que los resultados obtenidos en estudios con animales y en estudios in vitro representan el paso previo a los estudios clínicos y que los resultados obtenidos pueden no ser directamente extrapolables a humanos. Por lo que, los estudios clínicos representan el objetivo final de todo estudio nutricional relacionado con alimentos funcionales. / Phenolic compounds are phytochemicals widely distributed in our diet due to the intake of plant-derived products -e.g. fruits and vegetables, cocoa derivatives, tea, coffee or red wine-. Several beneficial effects have been established related to the intake of dietary phenolic compounds, such as the reduction of the risk of cardiovascular and neurodegenerative diseases, prevention of illnesses related with oxidative stress, or the reduction of some cancers, among others. But less is known about how phenolic compounds act in the body after their ingestion and which phenolic metabolites reach the metabolic targets. This thesis was focus on the evaluation of the bioaccessibility and digestibility of dietary phenolic compounds during the digestion process; and on the study of the absorption, metabolism and tissue distribution of phenolic compounds and their metabolites. To complete with these objectives, (i) the evaluation of the bioaccessibility and digestibility of dietary phenolic compounds by the use of an in vitro digestion system; (ii) the development of an in vitro colonic fermentation model and the evaluation of the colonic fermentation of dietary phenolic compounds (ii) the development of analytical methodologies to quantify polyphenols and their metabolites in biological samples (plasma and tissues) and (iii) the study of the absorption, metabolism and tissue distribution of dietary phenolic compounds (mainly procyanidins and olive oil phenolics) and their metabolites in vivo using rats as an animal model were performed. As a result of the experimental work developed within this dissertation, the stability during the digestion process of dimer and trimerprocyanidins was demonstrated. The colonic metabolic pathways of individual phenolic compounds were successfully established detecting hydroxylated phenolic acids as the main colonic metabolites of flavonoids. Parallel, two chromatographic methods combining off-line solid-phase extraction and ultra-performance liquid chromatography-tandem mass spectrometry (UPLC-MS/MS) were successfully validated for the determination of phenolic compounds and their metabolites in biological samples, which were used to detect and quantify polyphenols and their metabolites in the biological samples obtained as a result of the in vivo acute and chronic studies performed using phenolic extract and polyphenol-rich foods as a polyphenol sources. Derived from the in vivo studies were established that, phenolic metabolites were widely distributed through the body reaching practically all the organs; procyanidin plasmatic bioavailability and tissue distribution were modulated according to the food matrix composition and the intake of phenols by a naturally rich-phenol or by a phenol-enriched food could vary the pharmacokinetic parameters of the phenolic metabolites. Additionally environmental factors, such as the diet, may modulate the hepatic glucuronidation capacity toward flavonoids in the parental and offspring rats, as was demonstrated with an in utero exposure of a high fructose and saturated fat diet.Nonetheless, data from animal and in vitro experiments represent the previous step to the human clinical studies because it may not be readily extrapolatable to humans. So, human clinical studies should be the colophon of all the nutritional studies related with functional foods.

Les propietats reològiques dels derivats bàsics de fruita, com ara els sucs i cremogenats, han estat amplament estudiades al llarg de la història. El disseny de totes les operacions unitàries, dels processos de transformació i fins i tot dels equipaments en els quals es duen a terme fa necessari conèixer la classificació dels fluids i paràmetres elementals com ara la viscositat. Conseqüentment, la indústria, immersa en una espiral constant i cada dia més ràpida d’innovació, es troba freqüentment davant la necessitat d’obtenir la caracterització dels derivats de fruites no convencionals, o bé dels derivats més habituals en noves condicions, o bé de nous productes que poden obrir-se un lloc al mercat. Aquesta Tesi Doctoral, essent un pont teixit a consciència entre la indústria i el coneixement acadèmic (tan sovint separats per grans distàncies), neix de la base de la comunicació constant universitat-indústria i ha volgut donar resposta a algunes de les seves necessitats. En aquest sentit, s’ha determinat la classificació i s’han obtingut els paràmetres reològics de sucs clarificats (taronja, pera, poma i grosella), de sucs no clarificats (taronja, mandarina, tomàquet i grosella) i de cremogenats (plàtan i préssec), oferint-ne les dades en forma de taules agrupades que siguin fàcilment consultables. D’altra banda, i responent novament a una necessitat de la indústria, s’ha cercat quines són les variables que tenen una major correlació amb l’índex de consistència Bostwick del cremogenat de préssec, que és la variable utilitzada per a fixar-ne el preu, a partir de la utilització de tècniques d’anàlisi de dades multivariant. S’ha trobat que la data de recol•lecció n’és el factor principal i, a continuació, que les mesures analitzades sobre els préssecs resulten més útils per predir aquest índex que les avaluades sobre el propi cremogenat. Aquesta conclusió sorprenent, un cop implementada a partir del control de les variables importants (com ara la relació polpa/pinyol) pot resultar útil en la producció de cremogenats de préssec de més qualitat en un futur proper. De la mateixa manera, el coneixement de les propietats viscoelàstiques dels sucs amb fibra afegida, o bé de les propietats texturals resultants de la combinació entre la pectina de baix metòxil i el pidolat càlcic en melmelades i gelatines, poden ajudar a desenvolupar les operacions i equipaments necessaris per a la fabricació d’aquests productes a escala industrial. Això permetria ampliar el ventall d’aliments derivats de fruita disponible al mercat, amb nous productes que resulten especialment interessants tant des del punt de vista de marketing com des del punt de vista de la salut. En darrer lloc i, un cop més, immersos en aquesta idea d’apropar el món del coneixement acadèmic i el món de la indústria, s’ha desenvolupat un nou model matemàtic que relaciona la viscositat aparent dels fluids no newtonians amb la velocitat de deformació, que pot resultar útil i pràctic en el càlcul de les instal•lacions industrials (per exemple en les operacions de mescla i agitació). Aquest model, descrit per l’equació , ha resultat adaptar-se a les dades experimentals en una mesura significativament superior al model de Herschel-Bulkley, que és el més utilitzat a nivell acadèmic. En resum, s’han emprat tècniques instrumentals i analítiques freqüentment utilitzades a les universitats i que donen lloc a innumerables publicacions en mitjans científics (però que sovint resten allunyades de l’àmbit industrial) per ampliar el coneixement d’aquelles propietats reològiques dels sucs i derivats de fruita que puguin ser útils a les indústries. En altres paraules, sorgint de les seves necessitats i incògnites, i passant per un procés d’anàlisi científic, s’han obtingut resultats que pretenen contribuir de manera pràctica al desenvolupament industrial. / This Thesis, being a bridge consciously built between industry and academic knowledge (so often separated by large distances), is born on the basis of constant university-industry communication and wants to meet some of their needs. In this regard, the classification and rheological features of clarified juices (orange, pear, apple and redcurrant), non clarified juices (orange, mandarin, tomato and redcurrant) and purées (banana and peach) have been determined, providing the data as clustered tables that are easily usable. Furthermore, the variables that have a greater correlation with Bostwick’s consistency index of the peach purée, which is the variable used to set its price, have been investigated by means of the use of multivariate data analysis techniques. It has been found that harvesting date is the main factor; then, that the measures taken on peaches are more useful for predicting the index that the ones assessed on the purée itself. This surprising conclusion, once implemented from the control of important variables (such as the pulp/stone ratio) may be useful in producing better quality peach purées in the near future. In addition, the knowledge of the viscoelastic properties of the juices with added fiber, or the textural properties resulting from the combination of low methoxyle pectin and calcium pidolate (which provides an easily assimilable calcium source) in jams and gelatins, can help to develop the necessary operations and equipment to manufacture these products on an industrial scale. This would extend the range of available foods derived from fruit, with new products that are especially interesting from a marketing point of view and from a healthy point of view. Finally, and once again immersed in the idea of linking the world of academic knowledge and the world of industry, a new mathematical model that relates the apparent viscosity of non-Newtonian fluids with shear rate has been developed, which can be useful and practical in the calculation of industrial installations (e.g. in mixing and agitation operations). This model, described by the equation , fits the experimental data significantly better than the Herschel-Bulkley model, which is the most widely used in academic pieces of work.

The doctoral thesis has developed new methods for the analysis of phenolic compounds in tomato, lettuce and dry-cured sausages with vegetable extracts. The new-developed chromatographic methods are simplified and validated, allowing the quantification of the main phenolic compounds in these foods. The objective of this thesis has been to develop both simplified and validated chromatographic methods, allowing the quantification of the most representative phenolic compounds in samples. The methods have been developed in typical foods of the Catalan diet: tomato, lettuce and dry-cured sausage (fuet and llonganissa), the latter, added with vegetable extracts rich in phenolic compounds, aiming to improve their nutritional value / La tesi doctoral desenvolupa nous mètodes d'anàlisi de compostos fenòlics en tomàquet, enciam i embotits curats amb extractes vegetals. Els mètodes cromatogràfics desenvolupats són simplificats i validats, i permeten la quantificació dels principals compostos fenòlics presents en aquests aliments. L’objectiu de la tesi ha estat el desenvolupament de mètodes d'anàlisi cromatogràfics simplificats però alhora validats i que permetin quantificar un nombre de compostos representatiu de la diversitat fenòlica de les mostres. Els mètodes s'han desenvolupat en aliments significatius de la dieta catalana: tomàquet, enciam i embotit sec curat (fuet i llonganissa), en aquest últim cas, amb extractes vegetals rics en compostos fenòlics per millorar-ne el perfil nutricional