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【J. Adv. Res. 】 El sistema de monitorización del metabolismo energético animal TOW-INT ayuda a revelar el mecanismo de los oligosacáridos de alginato

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Una investigación de la CAU revela que los AOS previenen la obesidad aumentando el gasto energético de la grasa parda, no de la GM. Los sistemas metabólicos Tow-Int validaron los resultados.

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Resumen

1 de septiembre de 2025 - El profesor Jiang Zhengqiang (autor correspondiente del Fondo Nacional de Ciencia para Jóvenes Investigadores Distinguidos) y el profesor Yang Shaoqing (autor correspondiente del Fondo Nacional de Ciencia para Jóvenes Investigadores Excelentes) de la Facultad de Ciencias de la Alimentación e Ingeniería Nutricional de la Universidad Agrícola China publicaron un artículo de investigación titulado "Los oligosacáridos de alginato previenen y tratan la obesidad promoviendo la termogénesis de la grasa parda en lugar de regular la microbiota intestinal" en la prestigiosa revista internacional Journal of Advanced Research (Top, Q1, IF2024=13).

Este estudio reveló sistemáticamente un nuevo mecanismo por el que los oligosacáridos de alginato (AOS) previenen y tratan eficazmente la obesidad: promoviendo la termogénesis del tejido adiposo marrón y mejorando el metabolismo energético, en lugar de basarse en la regulación de la microbiota intestinal. En esta investigación, el Sistema de Monitorización del Metabolismo Energético Animal de TOW-INT proporcionó datos cruciales para la medición precisa de los parámetros del metabolismo energético, sirviendo como uno de los principales instrumentos experimentales.

Antecedentes de la investigación

La obesidad se ha convertido en un problema de salud pública mundial, estrechamente asociado a enfermedades metabólicas como la diabetes de tipo 2, la enfermedad del hígado graso no alcohólico y las enfermedades cardiovasculares. Aunque los fármacos contra la obesidad más utilizados, como el Orlistat y la Liraglutida, tienen cierta eficacia, se enfrentan a problemas como importantes efectos secundarios y la recuperación de peso tras su interrupción. Por ello, la búsqueda de principios activos naturales seguros y eficaces se ha convertido en un tema candente de investigación.

Los oligosacáridos de alginato, un oligosacárido funcional de origen natural, poseen diversas actividades fisiológicas, como efectos antioxidantes, antiinflamatorios e inmunomoduladores. Sin embargo, su mecanismo específico en la prevención y el tratamiento de la obesidad sigue sin estar claro. Este estudio es el primero en dilucidar sistemáticamente, mediante enfoques multimodelo y multiómicos, una nueva vía por la que los AOS combaten la obesidad activando la grasa parda y mejorando el metabolismo energético, independientemente de la microbiota intestinal.

Diseño de la investigación y conclusiones principales

1. Los AOS previenen y tratan significativamente la obesidad, con una eficacia comparable a la del orlistat
Utilizando un modelo de prevención de la obesidad de 12 semanas y un modelo de tratamiento de 8 semanas, el estudio descubrió que 1.000 mg/kg de AOS inhibían significativamente el aumento de peso, la acumulación de grasa y la esteatosis hepática inducidos por una dieta rica en grasas, con efectos comparables a los del fármaco de control positivo Orlistat. Cabe destacar que los AOS no redujeron la ingesta de alimentos, sino que incluso la aumentaron en cierta medida, lo que sugiere que su mecanismo de acción podría estar relacionado con el aumento del gasto energético.

2. La intervención antibiótica no disminuyó los efectos de los AOS, lo que sugiere un mecanismo independiente de la microbiota intestinal
Para comprobar si los AOS actúan modulando la microbiota intestinal, el equipo de investigación utilizó antibióticos de amplio espectro para reducir la microbiota intestinal. Los resultados mostraron que, incluso cuando se eliminaba la microbiota intestinal, los AOS mejoraban eficazmente la obesidad y los indicadores metabólicos relacionados, lo que indica que su mecanismo de acción es independiente de la microbiota intestinal.

3. Los AOS mejoran el metabolismo energético y activan la termogénesis de la grasa parda
Tras monitorizar a los ratones experimentales mediante el Sistema de Monitorización del Metabolismo Energético Animal de TOW-INT, los investigadores descubrieron que el grupo tratado con AOSs mostraba un aumento significativo del consumo de oxígeno (VO₂), de la producción de dióxido de carbono (VCO₂) y del gasto energético (EE), junto con una disminución de la tasa de intercambio respiratorio (RER), lo que indicaba que el cuerpo utilizaba más grasa como fuente de energía. Otros estudios revelaron que los AOS aumentaban significativamente la expresión de genes y proteínas termogénicos clave, como UCP1, PGC1α y PRDM16, en el tejido adiposo marrón, promoviendo la biogénesis y la función mitocondrial, y mejorando así la capacidad termogénica.

4. Los AOS mejoran la inflamación sistémica y el estrés oxidativo
Para aclarar la función de los CTSS derivados de LEC, el estudio construyó un modelo de ratón con knockout condicional Prox1-creER²; Ctssflox/flox. Tras la inducción de tamoxifeno, el knockout Ctss específico de LEC retrasó significativamente la tasa de degradación de eritrocitos extravasados en las CLN y mejoró eficazmente los déficits neurológicos y la neuroinflamación inducidos por la HSA. Del mismo modo, la administración sistémica del inhibidor de CTSS de molécula pequeña LY3000328 también produjo efectos neuroprotectores consistentes.

5. La inyección intraperitoneal de AOS también fue eficaz, lo que sugiere una acción sistémica
El estudio también descubrió que incluso la inyección intraperitoneal de una dosis baja de AOSs (200 mg/kg) mejoraba significativamente los trastornos metabólicos en ratones obesos, confirmando además que los AOSs podrían actuar directamente sobre los tejidos metabólicos a través del sistema circulatorio, en lugar de únicamente a través de efectos intestinales locales.

Sistema de monitorización del metabolismo energético animal TOW-INT: El "patrón oro" para la investigación del metabolismo energético

En este estudio, el Sistema de Monitorización del Metabolismo Energético Animal TOW-INT llevó a cabo la tarea crítica de medir los parámetros del metabolismo energético, proporcionando datos directos, fiables y de alta precisión que apoyan el hallazgo de que los AOS aumentan el gasto energético y promueven la oxidación de las grasas. Utilizando este sistema, los investigadores controlaron continuamente parámetros como el VO₂, VCO₂, RER y EE en ratones, aclarando el mecanismo por el cual los AOS combaten la obesidad mediante la mejora de la termogénesis de la grasa parda y el metabolismo energético de todo el cuerpo.

Las ventajas del sistema incluyen:

Análisis de gases de alta precisión: Monitorización en tiempo real de las concentraciones de O₂ y CO₂ para calcular con precisión el gasto energético y la utilización de sustratos.

Funcionamiento desatendido a largo plazo: Admite la monitorización simultánea de múltiples jaulas, adaptándose a las necesidades de los experimentos metabólicos a largo plazo.

Completa visualización de datos: Con un software profesional, permite la visualización en tiempo real de las curvas metabólicas y el análisis multidimensional.

Compatibilidad con varios modelos animales: Adecuado para ratones, ratas, organismos acuáticos, insectos, conejos, perros, cerdos, ganado vacuno, ovejas, caballos, monos e incluso seres humanos, ampliamente utilizado en investigaciones relacionadas con la obesidad, la diabetes, el metabolismo energético, etc.

Implicaciones de la investigación y perspectivas de aplicación de los equipos

Este estudio no sólo proporciona una sólida base científica para el desarrollo de los oligosacáridos de alginato como ingredientes naturales contra la obesidad, sino que también ofrece nuevas perspectivas para la investigación del metabolismo energético. El Sistema de Monitorización del Metabolismo Energético Animal de TOW-INT, como herramienta central en la investigación del metabolismo energético, ha desempeñado un papel clave en múltiples estudios metabólicos de vanguardia, ayudando a los investigadores a descubrir los mecanismos profundos del equilibrio energético.

En el futuro, con el profundo desarrollo de la nutrición de precisión y la investigación de la salud metabólica, el Sistema de Monitorización del Metabolismo Energético desempeñará un valor aún mayor en los siguientes campos:

Evaluación de alimentos funcionales: Evaluación de los efectos sobre el metabolismo energético de componentes como los oligosacáridos, la fibra dietética y los polifenoles.

Desarrollo de fármacos: Evaluación del impacto de fármacos para perder peso, hipoglucemiantes, etc., en el gasto energético.

Investigación metabólica ambiental y conductual: Investigación de la regulación del metabolismo energético por factores como la temperatura, el ejercicio y la luz.

Fenotipado metabólico de modelos editados genéticamente: Analizando las características del metabolismo energético en modelos como UCP1 o PGC1α knockout.

Sistema de Monitorización del Metabolismo Energético Animal TOW-INT: Proporcionando Potencia de Datos Visibles para la Investigación del Metabolismo Energético.

【Reference】

[1] Xu Y, Jiang J, Li T, et al. Los oligosacáridos de alginato previenen y tratan la obesidad promoviendo la termogénesis de la grasa parda en lugar de regular la microbiota intestinal[J]. Revista de investigación avanzada, 2025.