The anti-atherogenic effects ascribed to a Mediterranean-type diet rich in monounsaturated
fatty acids (MUFAs) from virgin olive oil are due, partly, to an increase in, or maintenance of,
plasma concentrations of high density lipoprotein (HDL) cholesterol. However, the underlying
mechanisms that may explain these concentrations are not well characterised, to-date.
Apolipoprotein (apo) A-I (apoA-I) is the major HDL apo and its kinetic parameters, such as
production rate and catabolic rate, reflect the kinetics of the HDL particle. Our working
hypothesis is as follows: a Mediterranean-type diet rich in MUFAs from virgin olive oil,
compared to a STEP II diet, increases or preserves HDL cholesterol concentrations due to an
increase in apoA-I production and not to a decrease in apoA-I catabolism. Kinetic studies
using stable isotopes are, perhaps, the best approach in physiologically evaluating apo
production and catabolism in humans. This methodology has not as yet been implemented in
Spain. Objectives: to implement the necessary methodology to perform kinetic studies of apo
B-100 and, especially, of apoA-I and apoA-II in volunteers in vivo using stable isotopes to
label proteins in vivo. Further, we used this methodology to analyse the overall effects of a
Mediterranean-type diet rich in monounsaturated fatty acids from virgin olive oil compared
with a low-fat, STEP II diet, on HDL and low density lipoprotein (LDL) metabolism. Design:
we conducted a crossover, randomised study with dietary intervention periods of 4 weeks,
interspersed with a washout period between diets. A total of 10 healthy, moderately
hypercholesterolaemic, male volunteers consumed the two diets. The project was approved
by the Clinical Research Ethical Committee of the Hospital Universitari de Sant Joan, Reus.
Instrumentation: kinetic studies were performed at the end of each diet using a 16h primed
constant infusion of stable isotope
2
H3-L-leucine. Lipoprotein fractions were separated using
ultracentrifugation technique. Stable isotope incorporated into proteins was measured using
GC-MS. The data obtained were analysed applying multi-compartmental modelling technique
with the SAAM II program. ApoA-I and A-II kinetic studies were conducted in our Research
Unit in Reus. Apo B-100 kinetic studies and kinetic parameter modelling were performed in
collaboration with Dr. Caslake and Professor Packard of the Vascular Biochemistry Section,
Division of Cardiovascular & Medical Sciences, Royal Infirmary, University of Glasgow,
Glasgow, Scotland. Results: the Mediterranean diet, compared to the STEP II diet,
significantly increases apoA-I plasma concentrations. A total of 17 kinetic studies have been
performed but, due to methodological complexity, only the results of 7 kinetic studies (4
following a Mediterranean diet and 3 following a STEP II diet) that have been analysed in a
GC-MS to-date, are presented in this thesis. Despite the limitation of the low number of
kinetic studies analysed, we are able to document that the Mediterranean diet induces a high
apoA-I HDL production rate compared to the STEP II diet. Also, the Mediterranean diet
induces a high apo B-100 LDL production rate and fractional catabolic rate compared to the
STEP II diet. Conclusions: we have, for the first time in Spain, implemented the necessary
methodology to perform apo B-100, apoA-I and A-II kinetic studies in vivo using stable
isotopes in human subjects. A high apoA-I production rate is the main determinant of high
plasma concentrations of apoA-I, and not variations in its catabolism. Lipoprotein kinetic
studies enable the monitoring of lipoprotein metabolic parameters and the investigation of
nutritional and pharmacologic interventions in the primary and secondary prevention of
cardiovascular disease targets.

Els efectes antiaterogènics atribuïts a una dieta de tipus mediterrani, rica en àcids grassos
monoinsaturats (AGM), aportats per oli d'oliva verge, són deguts, en part, a l'augment o al
manteniment de les concentracions plasmàtiques de colesterol de les lipoproteïnes d'alta
densitat (HDL). No obstant i fins al moment, no es coneixen del tot els mecanismes que
expliquen aquestes concentracions. L'apolipoproteïna (apo) A-I (apoA-I) és l'apolipoproteïna
majoritària de les HDL i els seus paràmetres cinètics, com ara la taxa de producció i la taxa
de catabolisme, reflexen la cinètica de les partícules d'HDL. La nostra hipòtesi de treball és la
següent: una dieta Mediterrània rica en AGM aportats per oli d'oliva verge, comparada amb
una dieta STEP II, incrementa o manté els nivells de colesterol de les HDL degut a un
augment de la producció i no a una disminució de la degradació d'apoA-I. Possiblement, la
realització d'estudis de cinètiques utilitzant isòtops estables és la forma més fisiològica
d'avaluar la producció i la degradació d'apolipoproteïnes en l'home. Objectiu: Implementar la
metodologia necessària per realitzar cinètiques d'apo B-100 i, especialment, d'apoA-I i
d'apoA-II en voluntaris in vivo utilitzant isòtops estables com a marcatge de les proteïnes.
Aplicar aquesta metodologia per comparar els efectes d'una dieta Mediterrània rica en oli
d'oliva verge amb una dieta pobra en greixos STEP II sobre el metabolisme de les HDL i de
les lipoproteïnes de baixa densitat (LDL). Disseny: Estudi creuat randomitzat de 4 setmanes
d'intervenció dietètica, amb un període de rentat entre elles. 10 voluntaris, homes sans,
moderadament hipercolesterolèmics van seguir ambdues dietes. Aquest estudi va ser
aprovat pel Comitè d'Ètica i d'Investigació Clínica de l'Hospital Universitari de Sant Joan de
Reus. Instrumentalització: Estudi cinètic mitjançant la injecció i perfusió d'isòtop estable 2H3-
L-leucina en forma d'un bolus inicial i de perfusió durant 16h al final de cada dieta. Les
diferents fraccions lipoproteïques es van separar per ultracentrifugació. La detecció d'isòtop
incorporat va ser mitjançant GC-MS. Les dades obtingudes es van analitzar amb models
multicompartimentals i el programa SAAM II. Els estudis cinètics d'apoA-I i d'apoA-II es van
posat a punt i realitzat a la nostra Unitat de Recerca a Reus. Els estudis d'apo B-100 i la
modelització de les dades cinètiques es van realitzar en colClaboració amb el grup de recerca
de la Vascular Biochemistry Section, Division of Cardiovascular & Medical Sciences, Royal
Infirmary, University of Glasgow, Glasgow). Resultats: La dieta Mediterrània, comparada
amb la dieta STEP II, incrementa significativament la concentració plasmàtica d'apoA-I.
S'han realizat 17 cinètiques però, degut a la complexitat de la metodologia, en aquesta tesis
es presenten els resultats de les 7 cinètiques (4 després de la dieta Mediterrània i 3 després
de la dieta STEP II) analitzades per GC-MS fins ara. A pesar de l'escàs nombre de cinètiques,
s'observen certes tendències. La dieta Mediterrània, comparada amb la dieta STEP II,
presenta una major taxa de producció d'apoA-I de les HDL, així com una major taxa de
producció i de catabolisme de l'apo B-100 de les LDL. Conclusions: S'ha implementat la
metodologia dels estudis de cinètiques amb isòtops estables de l'apoA-I i l'apoA-II de les
HDL i de l'apo B-100 de les VLDL1, VLDL2, IDL i LDL. El determinant de les concentracions
més elevades d'apoA-I en plasma és una major taxa de producció d'aquesta apo i no
diferències en el seu catabolisme. Les aportacions de las cinètiques de les lipoproteïnes
permetran avançar en els mecanismes lipídics involucrats en les malalties vasculars i aportar
nous aspectes sobre les dianes nutricionals i farmacològiques.