Health benefits of olive oil: contribution of phenolic compunds and transcriptomic response in humans

Abstract

The evaluation of olive oil antioxidants, hydroxytyrosol and tyrosol, in vivo biological activities is challenged due to scarce data on their metabolic disposition and activities of their glucuronides, main metabolites found in humans in different biological matrices after olive oil consumption. In addition, the in vivo gene expression activity of virgin olive oil (VOO) as a dietary component has been never investigated in humans.Therefore, this Thesis was focused on three main aspects: (i) analysis of bioavailability of hydroxytyrosol and tyrosol glucuronides in humans; (ii) evaluation of the impact of glucuronidation on antioxidant activities of olive oil phenolics; and (iii) identification mechanisms underlying beneficial action of VOO analyzing induced in vivo transcriptome response in humans. To complete with the objectives, the glucuroconjugated standards, required for bioavailability and antioxidant activities studies were synthesized, and the preparative methodological studies for VOO-transcriptomic experiment were carried out. As a result of experimental work performed within this Dissertation, the glucuronidation was shown to account for 75% of recovered in urine olive oil phenols, and to have negative impact on their antioxidants activities, diminishing their free radical and inhibitory against LDL oxidation activities. The transcriptome studies revealed 10 genes as potential targets of VOO action against atherosclerosis.La avaluació in vivo de les activitats biològiques dels polifenols del oli d'oliva (OVV) hidroxitirosol i tirosol es un repte degut a les dades molt limitades que tenim de la seva depuració metabòlica i de les activitats biològiques dels seus principals metabòlits en matrius biològiques: els seus glucuronoconjugats. A més a més s'ha avaluat l'expressió gènica induïda en humans per la ingesta de OOV. Així la present tesi doctoral s'ha focalitzat en els següents aspectes: l'avaluació de la biodisponibilitat del hidroxitirosol i tirosol en humans; l'impacte de la glucuronoconjugació sobre les activitats antioxidants dels polifenols del OOV; i la identificació dels mecanismes subjacents a las accions benèfiques per la salut humana, analitzant la resposta transcriptòmica in vivo resultant de la ingesta OOV. Per complir amb els objectius de la tesi, ha estat necessari, sintetitzar patrons dels glucurònids i realitzar diversos estudis metodològics per tal d'estandarditzar l'avaluació de l'expressió gènica. S'ha demostrat que la glucuronoconjugació es un 75% dels polifenols recuperats en orina i que aquesta comporta la pèrdua de la capacitat bescanviadora de radicals i de la seva capacitat antioxidant (test ex-vivo d'oxidació de la LDL i DPPH). Els estudis transcriptòmics han detectat 10 gens rellevants pels efectes antiateroscleròtics induïts per OVV.