José López Miranda

Nutrigenómica del aceite de oliva

Congreso Internacional. 5ª edición

Beyond Extra Virgin

Córdoba 8 al 10 de junio 2011

José López Miranda

Unidad de Lípidos y Arteriosclerosis

Hospital Universitario Reina Sofía

Facultad de Medicina.

Universidad de Córdoba

090611

“Nutrigenómica del aceite de oliva”

José López MirandaJosé López Miranda

Unidad de Lípidos y ArteriosclerosisUnidad de Lípidos y Arteriosclerosis

Hospital Universitario Reina Sofía.Hospital Universitario Reina Sofía.

Facultad de Medicina. Universidad de Córdoba.Facultad de Medicina. Universidad de Córdoba.

Planteamientos

1. Que es la alimentación mediterránea

2. La alimentación es determinante del riesgo de enfermar.

3. La dieta mediterránea es uno de los patrones de

alimentación más saludables

4. El aceite de oliva es el alimento clave de dicha dieta

Mortalidad proporcional en España

0 10 20 30 40 50

CARDIOV

TUMORES

RESP

DIGEST

TRAUMA

OTROS

% Mortalidad

El aceite, centro de la dieta

Mediterránea

0

5

10

15

20

25

30

100 125 150 175 200 225 250 275 300 325 350

Norte Europa Mediterránea

USA Serbia

Sur Interior Japón

Estudio de los 7 Países. % de mortalidad coronaria porcuartiles de colesterol, a los 25 años

Milígramos de colesterol/dl

JAMA 1995; 274:131

% de monoinsaturados en la dieta

Ansel Keys y el Estudio de los Siete Países:Los monoinsaturados reducen el riesgo cardiovascular

0

2

4

6

8

10

12

14

12 15 18 21 23 23 29

Incidencia de CI

.....

. ...

. . ..

r= -0,42

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

6 13 21 31 52

Consumo de aceite de oliva y riesgo de IAM.Fernández-Jarne. Int J Epidemiol 2002; 31:474

Riesgo Relativo Estudio de casos y controles

en 171 pacientes que habían

sufrido un IAM y 171

controles. Con un

cuestionario semicuantitativo

de frecuentación se valoró

la ingesta de de alimentos.

Los resultados se ajustaron

para factores confundentesQuintiles de consumo (gr/día)

Riesgo de muerte de varias causas en la poblacióngriega. A Trichopoulou. NEJM 2003; 348:2599

0

0,25

0,5

0,75

1

Todas CI Cáncer

Riesgo ajustado para 2 puntosde incremento de adherencia

Estudio de seguimientoen 22043 griegos quecompletaron un cuestio-nario inicial y fueronseguidos durante 44meses. Se valoró la ad-herencia a un cuestio-nario de DM, conside-rando que 10 puntos fueel máximo.

Causas de muerte

NormalNormalFatty

StreakFibrousPlaque

Occlusive Atherosclerotic

Plaque

PlaqueRupture/Fissure &

Thrombosis

MI

Stroke

Critical LegIschemia

Clinically Silent

Coronary Death

Increasing Age

Effort AnginaClaudication

UnstableAngina

Courtesy of P Ganz.

Atherosclerosis: A Progressive Process

HDL

Grasa animal

Aceite ricos en mono

Aceite de pescado

Alimentos con colesterol

LDL

LAS GRASAS SON LOS COMPONENTES QUE MASLAS GRASAS SON LOS COMPONENTES QUE MAS

INFLUYEN EN EL COLESTEROLINFLUYEN EN EL COLESTEROL

PRESION ARTERIAL EN 41 VOLUNTARIOS SANOS, CON

DIFERENTES MODELOS DE ALIMENTACIÓN

Nut Met Cardiov Dis.1996, 6:147-154: DietaOccidental: 38% grasa,20% Sat; NCEP-1: 30%grasa, 12% Mono; DietaMediterránea: 38% grasa,20% Mono. Cada periododuró 4 semanas

80

85

90

95

100

OCCID MEDITE NCEP

p< 0.05

Presión arterial media (mm/Hg)

NIVELES DE GLUCOSA E INSULINA EN ENFERMOS

CON DIABETES MELLITUS TRAS DIFERENTES

DIETAS

50

70

90

110

130

150

Glucosa Basal Requerimientos

Insulina

Basal

CARBOHIDRATOS

OLIVA

*

*

Garg A, et al. N Engl J Med 1988

Atherosclerosis is an Inflammatory Disease

Ross R. N Engl J Med 1999;340:115-126.

EndotheliumEndothelium

Vessel LumenVessel Lumen

IntimaIntimaFoam CellFoam Cell

MonocyteMonocyte

CytokinesCytokines

Growth FactorsGrowth FactorsMetalloproteinasesMetalloproteinases

Cell ProliferationCell ProliferationMatrix DegradationMatrix Degradation MacrophageMacrophage

Inflammation plays a pivotal role in allstages of atherogenesis:

- foam cell plaque formation

- plaque rupture

- plaque thrombosis

Monocapa de 700 m2 y 1-1,5 kg en el adulto

El órgano endocrino más grande del cuerpo

EL ENDOTELIOEL ENDOTELIO

The endothelial dysfunction

• The regulatory function of the endothelium is

altered in numerous disorders:

– hypercholesterolemia

– hypertension

– diabetes mellitus

– Cigarette smoking

La disfunción endotelial predice la aparición

de nuevos eventos coronarios

-50

0

50

100

150

200

G1 G2 G3

% C

am

bio

CB

F

(Suwaidi JA, Circulation 2000).

0 0

14

0

2

4

6

8

10

12

14

16

G1 G2 G3

% E

ven

tos C

ard

iacos

FUNCION ENDOTELIAL

EVENTOS CARDIACOS

Estudio de cohorte prospectivo:

157 pacientes con enf coronaria sin

lesiones obstructivas severas (<40%)

Grupo 1: Función endotelial normal

Grupo 2: Disfunción endotelial leve

Grupo 3: Disfunción endotelial

severa

G1 n=83; G2 n=32; G3 n= 42

Seguimiento: Enero 1993- Junio

1997.

Mediterranean diet increase endothelium-dependent

vasodilatation in hypercholesterolemic patients

0,3

0,35

0,4

0,45

0,5

0,55

0,6

SFA MUFA NCEP

p<0.05

(Ann Int Med 2001, 134:1115))

The postprandial phase: an inflammatory state

• Meal substrates produce a mild

inflammatory and leukocyte

proadhesion response that

leads to temporary endothelial

dysfunction.

• This is due to overproduction

of reactive oxygen species and

reactive nitrogen species and a

loss of nitric oxide

Chronic effects of a high-fat diet enriched with virgin olive

oil and a low-fat diet on postprandial endothelial function in

healthy men

-60

0

60

0 h 2 h 4 h 6 h 8 h% C

hange SAFA

OLIVE OIL

WALNUT

POSTPRANDIAL FLOW-MEDIATED

VASODILATATION

p=0.04

p=0.03

Br J Nutr. 2008 Jul;100(1):159-65

Endothelial Citotoxicity induced by TRL

0

5

10

15

20

25

30

35

40

Mediterranean SAFA PUFA n-3

% C

ito

toxic

ity

p<0.01

(Bellido C, et al. Am J Clin Nutr 2004)

Effect of mm-LDL from different diets on

VCAM-1 and ELAM-1 expression

0

20

40

60

80

100

SFA MUFA NCEP-I

% E

pressio

n

ELAM-1 expression

0

20

40

60

80

100

SFA MUFA NCEP-I

% E

pressio

n

VCAM-1 expression

(Bellido C, et al Nutr Met Card Dis, 2006)

LIP

GENE

Nitric oxide synthase (Nitric oxide synthase ( M)M)

Post-InterventionPost-Intervention

Hospital Universitario Reina Sofia

Diet A (red circles), Diet B (green circles),Diet C (yellow triangles), Diet D (blue square).Small TRL-TG concentrations were log transformed before statisticalanalyses; ANOVA for repeated measures. P1: time effect; P2: diet bytime interaction; P3: diet effect. The contrast statistic used when thesphericity assumption was not satisfied was Huynh-Feldt

P1=0.067 P2=0.040P1=0.067 P2=0.040

0,6

0,8

1

1,2

1,4

0 2 4Time (hours)

NO

S/N

OS

basal

*p=0.035

*p<0.05; Diet B vs Diet A and Diet D

Centro de Investigaci ón Biomédica En Red

Fisiopatolog ía de la Obesidad y Nutrici ón

Centro de Investigaci ón Biomédica En Red

Fisiopatolog ía de la Obesidad y Nutrici ón

LIP

GENE

sICAM-1 (ng/ml)sICAM-1 (ng/ml)Post-InterventionPost-Intervention

Hospital Universitario Reina Sofia

Diet A (red circles), Diet B (green circles),Diet C (yellow triangles), Diet D (blue square).Small TRL-TG concentrations were log transformed before statisticalanalyses; ANOVA for repeated measures. P1: time effect; P2: diet bytime interaction; P3: diet effect. The contrast statistic used when thesphericity assumption was not satisfied was Huynh-Feldt

P1=0.032 P2=0.022P1=0.032 P2=0.022

0,8

0,9

1

1,1

0 2 4

Time (hours)

IC

AM

/IC

AM

ba

sa

l

*p=0.016

*p<0.05; Diet B vs Diet C

Centro de Investigaci ón Biomédica En Red

Fisiopatolog ía de la Obesidad y Nutrici ón

Centro de Investigaci ón Biomédica En Red

Fisiopatolog ía de la Obesidad y Nutrici ón

EL FENÓMENO BIOLOGICO INICIAL

Expresión de moléculas de adhesión (VCAM-1) que favorecenla unión de monocitos a la pared. Se activan ambas células con

producción de NF-K como mediador de la respuesta.

Zohlnhöfer D. ATVB 2000; 20:353

0

2

4

6

8

10

12

14

16

0 h 3 h 6 h 9 h

Saturada Nueces Oliva

Incremento respecto al basal

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

Saturada Oliva N-3

NF- BsICAM-1

Incremento respecto al basal

p<0.05

(Bellido C, et al. Am J Clin Nutr 2004)

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

Saturated Olive Oil CHO n-3

Un

ida

de

s a

rb

itra

ria

s

p<0,05

300

350

400

450

500

550

600

650

700

750

800

Saturated Olive Oil CHO n-3

ng

/dL

VCAM-1 plasma levels VCAM-1 plasma VCAM-1 plasma levelslevels

p<0,05

(Pérez-Martinez P, et al Atherosclerosis, 2007)

NF-

B

Satu

rate

dOlive o

ilC

HO

n-3

Contr

ol

The chronic intake of a Mediterranean diet enriched in virginolive oil, decreases fasting and postprandial activation of NF-kBThe chronic intake of a Mediterranean diet enriched in virgin

olive oil, decreases fasting and postprandial activation of NF-kB

Fasting NF-KB

P

NF- B ActivationNF- B Activation

Activation signals Inflammatory

proteins

p65p50

p65

p65

p50

p50

I B

I B

I B

NF- B

P

I B

quinasesDegradation

Cytoplasm

p65p50 p65p50

Nucleus

mRNA

Inflammatorygene

Centro de Investigaci ón Biomédica En Red

Fisiopatolog ía de la Obesidad y Nutrici ón

Centro de Investigaci ón Biomédica En Red

Fisiopatolog ía de la Obesidad y Nutrici ón

LIP

GENE

LIPGENE

POSTPRANDIAL CHANGES OF IKB GENE mRNA

DIETA A

0,0

0,3

0,5

0,8

1,0

0 2 4 HORAS

Pre-intervention Post-intervention

P = 0,377 P = 0,165

SFA DIET

hours

DIETA C

0,0

0,3

0,5

0,8

1,0

0 2 4 HORAS

Pre-intervention Post-intervention

P = 0,066 P = 0,368

LOW FAT DIET

hours

DIETA D

0,0

0,3

0,5

0,8

1,0

0 2 4 HORAS

*

Pre-intervention Post-intervention

P = 0,310 P = 0,060

LOW FAT+N3 PUFA DIET

hours

*p<0,05 t=0 vs t=2

DIETA B

0,0

0,3

0,5

0,8

1,0

0 2 4 HORAS

Pre-intervention Post-intervention

P = 0,810 P = 0,002

*

MUFA DIET

hours

**

**p<0,05 t=0 vs t=4

*p<0,05 t=0 vs t=2

TNF-alfa mRNATNF-alfa mRNA

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

0 3 6 9

Tiempo (horas)

mR

NA

TN

F-

(Un

idad

es a

rb

itraria

s X

10

-5)

Mantequilla

Aceite de oliva

Nueces

*

*

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

1,4

Saturada Monoinsaturada CHO + n-3

mR

NA

TN

F-

(Un

ida

de

s a

rb

itra

ria

s X

10

-5)

*

P tiempo: 0,106

P comida: 0,006

P interacción: 0,205

(Jimenez Y, et al Atherosclerosis, 2008)

Compuestos Concentración %

Fenoles

50-500

mg/KgOleuropein, vanilic acid,

flavonoids, apigenin, luteolin,

Carotenoides 0.5-10 mg/Kg

Tocoferoles 70-300 mg/Kg

Vitamin E >93%

Escualeno 300-700 mg/100gr

Fitosteroles 80-240 mg/100gr

Micronutrientes en el aceite de oliva virgen

Propiedades biológicas de los compuestos

fenólicos y protección cardiovascular

•Antioxidantes

•Agonistas/antagonistas estrógenicos

•Inhibición de la ciclooxigenasa

•Propiedades antiinflamatorias

•Efectos antiplaquetarios

•Protección endotelial

Efecto asociado al contenido en polifenoles delEfecto asociado al contenido en polifenoles del

aceite de olivaaceite de oliva

Cambios en flujo Microvascular (%)

0

1000

2000

3000

80 ppm

400 ppm

p 0.005

Aumento total de lipoperóxidos

plasmáticos (% a los 120min)

(Ruano J et al, J Am Coll Cardiol 2005;46:1864–8)

Rutas relacionadas con la obesidad,dislipemia y diabets mellitus tipo 2.

Represion de genes implicados en procesosinflamatorios mediados por los factores

transcripcionales NF-kB y AP-1, citoquinas, rutade las MAP kinasas y ruta del acido araquidonico.

Efecto de los compuestos fenolicos del aceite de oliva virgen enla expresion genica postprnadial en células mononucleares de

sangre periférica

98 genes se expresaron diferencialmente19 genes aumentaron su expresion

79 genes fueron reprimidos

BMC Genomics. 2010 Apr 20;11:253.

Three Stages in the Movement of Endothelial Progenitor Cells

from Bone Marrow to Vascular Endothelium.

N Engl J Med 348;7 2003

Endothelial cell apoptosis is associated with the release of

endothelial microparticles.

(Arterioscler Thromb Vasc Biol. 2006;26:257-266.)

Endothelial Progenitor Cells and CHD risk

(Arterioscler Thromb Vasc Biol. 2006;26:257-266.)

occurrence of a first major cardiovascular event at 12 months according tothe tertiles of circulating CD34/KDR endothelial progenitor cells at the time

of enrollment.

C. Marin et al. Am J Clin Nutr, 2011;93:267-74

B

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

SFA CHO-n3 MED

0

2

4

6

8

10

12

SFA CHO-n3 MED

0

200

400

600

800

1000

1200

SFA CHO-n3 MED0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

SFA CHO-n3 MED

‡

*

# p<0.001

Tota

l M

Ps/

L

Apopto

tic E

MP

s/

L

(CD

31

+/

Annexin

V+)

‡

# p<0.001

*

Activate

d E

MP

s /m

L

(CD

1444

+/C

D62E

+)

‡

†

# p<0.001# p<0.001

E

PC

s

(CD

133

+/C

D34

+/V

EG

F)R

2+) ‡

AB

C D

0

10

20

30

40

50

60

A

Celu

lar

apopto

sis

(%

célu

las)

HUVEC/TNF- - HUVEC/TNF- +

BAS. MED SFA CHO-ALA BAS . MED SFA CHO-ALA

P<0.05

P<0.05

0

5

10

15

20

25

30

35

40

Short

telo

mere

s

(

% c

élu

las)

P<0.001

P<0.05

B

0

20

40

60

80

100

P<0.05

R

OS

(% p

ositiv

e c

ells

)

BAS. MED SFA CHO-ALA BAS. MED SFA CHO-ALA

P<0.05

HUVEC/TNF- - HUVEC/TNF- +

C

HUVEC/TNF- - HUVEC/TNF- +

BAS. MED SFA CHO-ALA BAS. MED SFA CHO-ALA

APOPTOSIS ENVEJECIMIENTO

ESTRÉS OXIDATIVO

Mediterranean diet reduces endothelial damage and improves the

regenerative capacity of endothelium.

(Arterioscler Thromb Vasc Biol. 2006;26:257-266.)

DIETA MEDITERRANEA

ACEITE DE OLIVA

Am J Clin Nutr, 2011;93:267-74

Atherosclerosis: El paradigma de la

biomodulación por la dieta mediterranea

Come san

o y cuida

tu coraz

ón.

Diseño del estudio

- Ensayo clínico randomizado, simple ciego y controlado

- 5 años de duración

- Pacientes diagnosticados de enfermedad coronaria de alto riesgo:

-Infarto agudo de miocardio.

-Angina inestable.

-Cardiopatía isquémica crónica de alto riesgo.

AGENCIA DEL ACEITE DE OLIVA

Unidad de Lípidos y Arteriosclerosis. Departamento Medicina

Hospital Universitario Reina Sofía. Universidad de Córdoba

Prof. Pérez Jiménez, MD,PhD

Prof. López Miranda, MD,PhD

F. Fuentes-Jiménez, MD,PhD

R. Fernández de la Puebla, MD,PhD

E Yubero, PhD

J. Delgado, MD,PhD

Oriol, PhD

C. Marín, PhD

C. Bellido, PhD

A. Camargo, PhD

Pérez-Martínez MD, PhD

J. Marcelo, PhD Residentes de Medicina Interna

FJ Gutierrez P. Gómez, PhD

MJ. Gómez, PhD