Braz J Med Biol Res, iunie 2004, volumul 37 (6) 841-846 (comunicare scurtă)

Pot caloriile din etanol să contribuie la conservarea greutății corporale de către șobolanii subnutriți?

LA FEL DE. Aguiar 1, V.A. Da-Silva 1 și G.T. Boaventura 2

1 Nucleo de Ciencias Comportamentais e do Desenvolvimento, Departamento de Physiologia e Farmacologia, and 2 Laboratório de Nutrição Experimental, Departamento de Nutrição e Dietética, Universidade Federal Fluminense, Niterói, RJ, Brasil

Obiectivul nostru a fost să comparăm utilizarea caloriilor din etanol de către șobolani bine hrăniți și subnutriți în ceea ce privește greutatea corporală. Au fost folosiți șobolani femele Wistar cu o greutate de 170-180 g la începutul studiului. Animalele au fost împărțite în două grupuri (N = 12 fiecare): grupul W a primit apă ad libitum și grupul E o soluție de etanol ad libitum ca singură sursă de lichid pe tot parcursul experimentului. Concentrația de etanol a crescut săptămânal de la 0 la 5, 10, 20 și 40% (v/v). În faza bine hrănită (A), toți șobolanii au primit alimente ad libitum (AW și AE). Tratamentul cu etanol (AE) a fost apoi întrerupt și a fost oferită apă ambelor grupuri. După 2 săptămâni, atât șobolanii AW, cât și șobolanii AE au fost supuși restricției alimentare (50% din consumul de alimente din grupul AW), inițind astfel faza de malnutriție (M). Lichidul a fost oferit așa cum s-a descris anterior acelorași grupuri W (MW) și E (ME). Creșterea în greutate în timpul tratamentului de 1 săptămână al șobolanilor AE a fost similară cu cea a animalelor AW numai atunci când șobolanii AE au primit soluția de etanol 5% (v/v) (9,16 vs 10,47 g). Pierderea în greutate a fost observată după expunerea la 10% etanol (P Cuvinte cheie: Etanol, Creștere în greutate, Malnutriție, Șobolani, Toxicitate

În ceea ce privește conținutul caloric, etanolul este un medicament unic a cărui oxidare prin alcool dehidrogenază (ADH) produce 7,1 kcal per gram de etanol oxidat. Cu toate acestea, nu se știe în ce măsură aceste calorii sunt transformate în greutate corporală. Nu există nicio controversă cu privire la malnutriția produsă de aportul cronic de etanol la alcoolici. În plus față de efectele toxice cunoscute asupra absorbției și sintezei substanțelor nutritive esențiale (1), apar și unele schimbări metabolice importante. Pirola și Lieber (2) au raportat că activarea sistemului de oxidare a etanolului microsomal (MEOS) în hepatocitele alcoolicilor poate consuma o treime din conținutul caloric al etanolului și poate afecta sinteza ATP. Lands și Zakhari (3) au sugerat existența unui ciclu inutil în metabolismul etanolului, care ar explica o pierdere de șase ATP pe gram de etanol oxidat. Ei au propus ca etanolul să poată fi oxidat în acetaldehidă, consumând trei ATP-uri, iar acetaldehida să fie redusă din nou în etanol, consumând trei ATP-uri suplimentare.

Cu toate acestea, există unele controverse cu privire la ceea ce se întâmplă cu caloriile de etanol atunci când consumul este moderat și nu este legat de modificările metabolice ale ficatului care caracterizează aportul cronic de etanol. S-a sugerat că caloriile derivate din etanol pot funcționa la fel ca și caloriile derivate din carbohidrați, producând o valoare termogeneză de aproximativ 10% (4,5). Această valoare termogenă poate fi mai mare decât cea a alimentelor grase (3%) și mai mică decât cea a proteinelor (aproximativ 20%) (6).

Contribuția caloriilor furnizate de etanol la creșterea în greutate corporală a fost, de asemenea, studiată, dar nu pare să existe un consens cu privire la datele din studiile la animale și la oameni.

Consumul moderat de etanol pare să favorizeze creșterea stocării grăsimilor și ar putea duce la creșterea în greutate, în special la persoanele supraponderale (7). Într-un studiu epidemiologic care a implicat 89.538 de femei și 48.493 de bărbați, Colditz și colab. (8) au raportat o asociere negativă puternică între consumul de alcool și indicele de greutate corporală la femei și absența acestei asocieri la bărbați.

Studiile la animale sunt consecvente în raportarea unei scăderi a greutății corporale a șobolanilor care primesc soluții de etanol ca singură sursă de lichide. Concentrațiile de etanol de până la 5% (v/v), care sunt similare conținutului de etanol al unei beri braziliene, sau de până la 40% (v/v), soluție similară băuturilor spirtoase, sunt legate de scăderea greutății corporale câștig (9). S-au raportat rezultate similare pentru soluția de etanol 20% (v/v) (10).

Au fost obținute rezultate diferite pentru animalele subnutrite. Da-Silva și colab. (11), studiul șobolanilor care au fost tratați cu etanol timp de 90 de zile, au raportat o creștere semnificativă în greutate de la șobolanii subnutriți (50% restricție alimentară) consumând o soluție de 20% (v/v) etanol în comparație cu șobolanii malnutriți care beau apă. Un studiu mai recent (12) a raportat îmbunătățirea dezvoltării somatice și motorii și o scădere a ratei de mortalitate a descendenților șobolanilor malnutriți care consumă doze mici de etanol (5%, v/v). Aceste date sugerează că șobolanii subnutriți pot beneficia de caloriile cu etanol.

Pe scurt, în ciuda numărului mare de studii asupra efectelor etanolului la animale și oameni bine hrăniți, există încă controverse cu privire la cât de bine pot fi folosite caloriile derivate din etanol. Sunt disponibile mai puține studii despre condiții fiziologice speciale, cum ar fi malnutriția. În ultimii ani, cercetările științifice s-au concentrat în principal pe obezitate, o problemă în creștere în țările dezvoltate, ceea ce ne-a condus la falsa credință că malnutriția nu mai este o problemă demnă de investigat. Cu toate acestea, există încă 800 de milioane de oameni subnutriți în lume (13). Interesul în scădere al comunității științifice pentru problemele legate de malnutriție a lăsat multe întrebări fără răspuns. Consumul de etanol și consecințele sale asupra organismului subnutrit se numără printre acestea.

Având în vedere importanța malnutriției în Brazilia - 22% din populație sau 40 de milioane de persoane sunt subnutriți (14), precum și consumul de etanol și alcoolism - 11% din populația braziliană este alcoolică (15), scopul prezentului Studiul a fost de a evalua utilizarea caloriilor de etanol într-un model de doză/efect prin evaluarea greutății corporale înainte și după instalarea malnutriției. Am vrut să determinăm cea mai mică doză de etanol care ar fi toxică în ambele condiții și am folosit aceleași animale în situația bine hrănită și subnutrită pentru a controla variația individuală.

Studiul a fost conceput pentru a testa ipoteza că caloriile și toxicitatea etanolului depind de starea nutrițională a animalelor. Șobolanii femele au fost folosiți ca modele din cauza toxicității crescute cunoscute a etanolului la femei și din cauza efectelor teratogene importante ale etanolului.

Au fost folosiți șobolani femele Wistar (Rattus novergicus) din colonia noastră, cu o greutate de 170-180 g la începutul studiului. Animalele au fost ținute în cuști individuale și repartizate aleatoriu în două grupuri: apă (W, N = 12) și etanol (E, N = 12). Ei au fost hrăniți cu o dietă standard de pelete (Nuvital ®, Nuvilab Ltda., Curitiba, PR, Brazilia) ad libitum (A) timp de cinci săptămâni, corespunzătoare fazei bine hrănite. Grupul AE a primit o soluție de etanol conținând concentrații de etanol crescute săptămânal în trepte (0, 5, 10, 20 și 40%, v/v), ca singură sursă de băut. Grupul AW a primit apă de la robinet ad libitum. După această perioadă de 5 săptămâni, tuturor șobolanilor li s-a oferit apă de la robinet și alimente ad libitum timp de 15 zile. Șobolanii au fost observați pentru simptome de sevraj. După detoxifierea etanolului, toți șobolanii au fost supuși restricției alimentare de 50% din consumul ad libitum timp de 5 săptămâni (faza subnutrită) și etanolul a fost repornit urmând aceeași procedură descrisă anterior. Aportul de alimente și lichide, precum și greutatea corporală au fost înregistrate 5 zile pe săptămână.

Rezultatele sunt raportate ca medii ± SD. Datele au fost comparate prin testul Student t, cu nivelul de semnificație stabilit la șobolanii hrăniți ad libitum într-o manieră dependentă de doză. La cea mai mare doză de etanol (40%, v/v) aportul de alimente a fost doar 32% din cel observat la animalele care au primit apă (AW: 17,4 ± 1,4 vs AE: 5,6 ± 1,8 g, t = 17,88, P = 0,000; Figura 1). Aceiași șobolani, când au fost subnutriți, au prezentat o reducere semnificativă a consumului de alimente doar la concentrația de 40% (v/v) de etanol, atunci când au consumat 83% din alimentele oferite. Aportul mediu (± SD) de hrană al animalelor malnutrite care bea apă (MA) și al animalelor malnutrite care consumă etanol (ME) a ​​fost de 8,31 ± 0,15 și 6,91 ± 1,96 g (t = 2,34, P = 0,03), respectiv. Efectul anorexic al etanolului a fost raportat pe larg în literatura de specialitate (2). Faptul că a fost detectat doar la cea mai mare concentrație dintre șobolanii subnutriți a fost probabil legat de oferta unei cantități mici de alimente.

Ca regulă generală, consumul de lichid a scăzut odată cu creșterea concentrației de etanol atât în ​​rândul hrănirii ad libitum, cât și în șobolanii subnutriți (Figura 1). Cu toate acestea, o constatare interesantă este că șobolanii malnutriți au băut mult mai mult etanol decât apă la concentrațiile de 5% și 10% etanol: MW, 14,1 ± 2,1 vs ME 5%, 23,6 ± 8,2 ml (t = 2,25, P = 0,03); ME 10%, 21,4 ± 4,2 ml (t = 2,4, P = 0,02). Această diferență nu a fost observată cu 20 și 40% (v/v) etanol.

Consumul crescut de etanol al șobolanilor malnutriți poate fi explicat probabil prin valoarea energetică a soluției de etanol sau prin anxietatea generată de restricția alimentară. Metodele utilizate în prezentul studiu au implicat proceduri stresante. Furnizarea de soluții de etanol ca singură alegere lichidă poate fi stresantă pentru șobolanii cărora nu le place gustul etanolului. Acest lucru poate explica ingestia redusă de soluții care conțin concentrații crescute de etanol. Pe de altă parte, malnutriția prin restricție alimentară este, de asemenea, stresantă și ar trebui luate în considerare și efectele anxiolitice ale etanolului (12), explicând eventual de ce șobolanii malnutriți beau mai mult etanol decât apă. Studii suplimentare care vizează evaluarea acestor variabile legate de stres ar fi utile pentru a clarifica acest punct.

În timpul fazei bine hrănite, șobolanii au pierdut în greutate atunci când au consumat soluții de etanol cu ​​o concentrație de 10% (v/v) sau mai mare, cele mai grave efecte fiind observate la concentrația de 40% (v/v). Cea mai mică doză de etanol (5%) nu a avut niciun efect asupra creșterii în greutate (AW vs AE 5%: 10,47 ± 5,64 vs 9,16 ± 4,19 g, t = 0,48, P = 0,63; Figura 2). Au fost observate rezultate diferite la șobolanii subnutriți tratați cu etanol. Consumul de etanol a atenuat semnificativ pierderea în greutate corporală până la concentrația de 20% (v/v; Figura 2). Se pare că există un prag diferit de utilizare a etanolului pentru șobolanii bine hrăniți și subnutriți. Datele noastre sugerează că pragurile ar fi 5 și, respectiv, 20% concentrație de etanol.

Este interesant să luați în considerare aceste date în ceea ce privește aportul caloric total și creșterea în greutate corporală. Dintre șobolanii bine hrăniți, în ciuda reducerii aportului de alimente, a existat înlocuirea totală cu calorii derivate din etanol la toate dozele, cu un aport total de calorii de aproximativ 50 kcal/zi. Din această cantitate de calorii totale/zi, la fiecare nivel de doză, proporția caloriilor furnizate de alimente a fost de 87,5, 76,5, 58,5 și respectiv 36%, pentru concentrații de etanol de la 5 la 40% (v/v). Datele indică faptul că proporția de calorii furnizate de etanol în raport cu caloriile furnizate de alimente este factorul determinant în ceea ce privește greutatea corporală.

În starea subnutrită, consumul de etanol adăugat la caloriile furnizate de alimente (MW: 23,96 ± 0,57 kcal/zi; ME 5%: 30,84 ± 2,09; ME 10%: 36,20 ± 2,69; ME 20%: 39,77 ± 2,45; ME 40 %: 42,93 ± 11,02; P controale ad libitum (AE).

Șobolanii bine hrăniți nu pot utiliza calorii derivate din etanol și vor pierde în greutate atunci când primesc o concentrație de etanol de 10%. Deși cantitatea de calorii ingerate de AW și AE a fost aceeași, acestea nu au fost utilizate în aceeași măsură, în acord cu majoritatea rapoartelor din literatura de specialitate despre efectele etanolului. Acest lucru poate fi legat de toxicitatea etanolului, rezultând mal digestia substratului sau malabsorbția nutrienților din cauza complicațiilor pancreatice, hepatice și intestinului subțire (16,18). Luate împreună, aceste efecte ar duce la malnutriție. În plus, etanolul produce energie numai atunci când este oxidat de ADH. Datele din literatură sugerează că există o limită pentru acțiunea ADH, corespunzătoare a 1,1 g etanol pe zi la șobolani (10). Este vorba despre cantitatea de etanol băut de șobolani în prezentul studiu la concentrația de 10% etanol. Niveluri mai mari de etanol ar activa sistemul MEOS, ceea ce ar implica cheltuieli de energie în loc de producere de energie. O altă explicație pentru consumul de energie este deshidratarea produsă de consumul exclusiv de etanol. Prin urmare, este rezonabil ca șobolanii care consumă etanol să piardă în greutate.

Pe scurt, datele prezentate arată că caloriile de etanol sunt utilizate atunci când este prezentă malnutriție, proces care are loc la concentrații scăzute (5%, v/v) și moderate (10 și 20%, v/v) de etanol. Sunt necesare studii biochimice și tisulare suplimentare pentru a determina modul în care are loc acest proces de utilizare a energiei. De asemenea, trebuie amintit că etiologia alcoolismului este complexă și implică factori genetici și de mediu. Datele actuale ne determină să considerăm că malnutriția ar putea fi un factor de risc pentru alcoolism. Deși datele au fost obținute dintr-un model animal, aportul crescut de etanol observat la șobolanii subnutriți, împreună cu proprietățile anxiolitice și energetice ale etanolului, indică faptul că subiecții subnutriți pot prezenta un risc crescut.

Figura 1. Efectul concentrației de etanol în apa de băut asupra alimentelor și aportului de apă în fazele bine hrănite (A) și subnutrită (M). Datele sunt raportate ca aport procentual de șobolanii grupului de apă (AW și MW). Aliment (100%) = AW: 17 g și MW: 8 g; lichide (100%) = AW: 26,9 ml și MW: 14,1 ml.

caloriile

[Vizualizați versiunea mai mare a acestei imagini (fișier GIF de 26 K)]

Figura 2. Efectul concentrației de etanol în apa potabilă asupra creșterii în greutate în timpul fazelor bine hrănite (A) și subnutrită (M). Datele sunt raportate ca procent de creștere în greutate a șobolanilor grupului de apă (AW și MW); 100% = AW: 10,5 g și MW: -13,7 g.

[Vizualizați versiunea mai mare a acestei imagini (fișier GIF de 19 K)]

1. Lieber CS (1991). Perspective: contează caloriile alcoolice? Jurnalul American de Nutriție Clinică, 54: 976-982. [Link-uri]

2. Pirola RC & Lieber CS (1976). Ipoteza: risipa de energie în alcoolism și abuzul de droguri: posibil rol al enzimelor microsomale hepatice. American Journal of Clinical Nutrition, 29: 90-93. [Link-uri]

3. Lands WEM & Zakhari S (1991). Cazul lipsei de calorii. Jurnalul American de Nutriție Clinică, 54: 47-48. [Link-uri]

4. Murgatroyd PR, Van de Vem M, Goldberg GR & Prentice AM (1996). Alcoolul și reglarea echilibrului energetic: efecte peste noapte asupra termogenezei induse de dietă și stocării combustibilului. British Journal of Nutrition, 75: 33-45. [Link-uri]

5. Sonko BJ, Prentice AM, Murgatroyd PR, Goldberg GR, Van de Vem M & Coward WA (1994). Efectul alcoolului asupra depozitării grăsimilor după masă. Jurnalul American de Nutriție Clinică, 59: 619-625. [Link-uri]

6. Jéquier E (1999). Aportul de alcool și greutatea corporală: un paradox. American Journal of Clinical Nutrition, 69: 173-174. [Link-uri]

7. Lands WEM (1993). Un rezumat al atelierului „Alcoolul și caloriile: o chestiune de echilibru”. Journal of Nutrition, 123: 1338-1341. [Link-uri]

8. Colditz GA, Giovannucci E, Rimm EB, Stampfer MJ, Rosner B, Speizer FE, Gordis E și Willet W (1991). Aportul de alcool în raport cu dieta și obezitatea la femei și bărbați. Jurnalul American de Nutriție Clinică, 54: 49-55. [Link-uri]

9. Macieira MS, Almeida WG, Silva EA, Schenberg LC și Nakamura-Palacios EM (1997). Dependența de alcool indusă la șobolani prin aportul intermitent semivoluntar. Jurnalul brazilian de cercetare medicală și biologică, 30: 1107-1111. [Link-uri]

10. Laure-Achagiotis C, Poussard AM și Loui-Sylvestre J (1990). Consumul de alcool, consumul de alimente și lichide și creșterea în greutate corporală la șobolani. Fiziologie și comportament, 47: 545-548. [Link-uri]

11. Da-Silva VA, Kopelman BI, Macellano MTT, Smigd JS & Freitas CA (1982). Interacțiunea dintre consumul și consumul de etanol înainte de sfârșitul gestației: efecte asupra dezvoltării și întreținerii proletariatului. Jurnalul de pediatrie, 53: 306-313. [Link-uri]

12. Da-Silva VA, Da-Silva JB, Gismondi RAOC și Rebello GP (2000). Etanolul îmbunătățește rezultatul alăptării la șobolanii subnutriți. Neuroștiințe nutriționale, 3: 277-282. [Link-uri]

13. Organizația Națiunilor Unite pentru Alimentație și Agricultură (FAO) (2002). Subnutriți în întreaga lume: reduceri ale subnutriției din ultimul deceniu. http://www.fao.org ">, accesat la 16 martie 2003. [Link-uri]

14. Oliveira JED, Cunha SFC & Marchini JS (1996). The Desnutrição dos Pobres e dos Ricos: Dados Sobre a Alimentação no Brasil. Sarvier, São Paulo, SP, Brazilia. [Link-uri]

15. Secretaria Nacional Antidrogas - SENAD (2001). 1º Levantamento Domiciliar sobo uso de Drogas Psicotrópicas no Brasil. http://www.senad.gov.br, accesat la 13 martie 2003. [Link-uri]

16. Bode C & Bode JC (1997). Rolul alcoolului în tulburările tractului gastro-intestinal. Alcohol Health and Research World, 21: 76-83. [Link-uri]

17. Da-Silva VA & McLean EM (1988). Efectul a două tipuri diferite de malnutriție asupra ratei de eliminare a etanolului la șobolani. Farmacologie biochimică, 37: 4235-4238. [Link-uri]

18. Morgan MY (1982). Alcool și nutriție. Buletin medical, 38: 21-29. [Link-uri]

Mulțumiri

Îi suntem recunoscători dlui. R.A. Laurindo și dl. D.S. Coutinho pentru asistență tehnică, către Prof. L.R. Malheiros pentru sugestii cu privire la manuscris, către dna. L. Porto pentru revizuirea textului și către dna. Luciene pentru sfaturi statistice.

Corespondență și note de subsol

Adresa pentru corespondență: В.А. Da-Silva, Departamentul de Fiziologie și Farmacologie, UFF, Rua Hernani Pires de Mello, 101, 24210-130 Niterói, RJ, Brazilia. E-mail: [email protected]

Prezentat la cea de-a XVIII-a reuniune anuală a Federației Societăților de Biologie Experimentală, Curitiba, PR, Brazilia, 27-30 august 2003. Sprijin pentru cercetare de către CNPq. Primit pe 6 mai 2003. Acceptat pe 11 februarie 2004.

Tot conținutul acestui jurnal, cu excepția cazului în care se menționează altfel, este licențiat sub o licență de atribuire Creative Commons