2° Congreso Nacional de Química Médica
Almanza-Pérez y col.
MODELO EXPERIMENTAL DE RATONES CON
OBESIDAD, RESISTENCIA A LA INSULINA Y
DIABETES.
1,2
1,2
1
1
Almanza Pérez Julio , Blancas Flores Gerardo , Vázquez Carrillo Laura , Ángeles Mejía Selene ,
2
2
1
1
García Macedo Rebeca , Cruz López Miguel , Román Ramos Rubén y Alarcón Aguilar Francisco .
1
Laboratorio de Farmacología, Departamento de Ciencias de la Salud. Div. De Ciencias Biológicas
2
y de la Salud. Universidad Autónoma Metropolitana Unidad Iztapalapa. Unidad de Investigación
Médica en Bioquímica. Hospital de Especialidades. CMNSXXI. Email: [email protected]
RESUMEN
La diabetes tipo 2 se puede definir como un grupo de enfermedades metabólicas
caracterizado por un estado de hiperglucemia crónico, resistencia a insulina y, en la
mayoría de los casos, obesidad, como resultado de la falta en la secreción y/o acción de
la insulina. Debido a la complejidad del padecimiento, aún se requieren nuevos modelos
animales para poder estudiar sus diversos aspectos fisiopatológicos. En la literatura se
tiene reportado un modelo de ratones con obesidad inducida por la administración de
glutamato monosódico (ratones ob/GMS). Los ratones ob/GMS desarrollan
complicaciones características como resultado de la neurointoxicación inducida. Además
de obesidad hipofágica, presentan ceguera e hipóactividad. La obesidad se caracteriza
por gran contenido de tejido adiposo, entre cuyas funciones principales se encuentran la
regulación del balance energético y el metabolismo de lípidos, con la participación de
adipocitocinas (resistina, leptina, adiponectina y TNF alfa, principalmente). Sin embargo,
aún no se ha explorado la utilidad del modelo en la investigación de los procesos que
llevan al desarrollo de obesidad y diabetes. El objetivo del presente trabajo consistió en
valorar algunos parámetros bioquímicos relacionados con estos padecimientos en ratones
ob/GMS, con la finalidad de validar su utilidad experimental. Después de la administración
subcutánea de GMS, se realizaron pruebas de tolerancia a la glucosa oral y se determinó:
A1c, triglicéridos, colesterol, ácido úrico, creatitinina, GPT y GOT, peso corporal, consumo
de agua y alimento. Los ratones mostraron incremento gradual en el peso corporal,
deterioro de la tolerancia a la glucosa, tendencia a desarrollar resistencia a la insulina y
poliuria. No se encontraron cambios en los otros parámetros bioquímicos. La glucemia en
ayuno tampoco mostró cambios importantes. Con esto se puede concluir que estos
ratones ob/GMS pueden ser considerados como un modelo útil para el estudio de la
obesidad característica de la diabetes tipo 2.
Palabras clave: Glutamato Monosódico, Obesidad, Diabetes.
INTRODUCCIÓN
La diabetes tipo 2 se puede definir como un grupo de enfermedades metabólicas
caracterizado por un estado crónico de hiperglucemia, resistencia a insulina y, en la
mayoría de los casos obesidad, como resultado de la falta en la secreción y/o acción de la
insulina. Debido a la complejidad del padecimiento, aún se requieren nuevos modelos
animales para poder estudiar sus diversos aspectos fisiopatológicos.
Un modelo experimental de obesidad puede inducirse en roedores después de su
neurointoxicación neonatal con glutamato monosódico (GMS).
Estos animales
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desarrollan obesidad severa en la edad adulta debido a que esta sal produce daños
severos en neuronas circuventriculares, como es el caso de la región arcuato
hipotalámica, reduciendo el número de células hasta en un 75% y, por tanto,
disminuyendo las concentraciones del neuropéptido Y (Elefteriou et al., 2003). El efecto
neurotóxico del GMS, el cual culmina con la muerte neuronal, se atribuye al efecto
exitatorio mediado por sus receptores específicos, cuya concentración incrementada en la
vecindad neuronal crea un estado de continua despolarización con un incremento
sostenido de la permeabilidad membranal, un influjo pasivo de agua y un notable aumento
de las concentraciones de Ca+2 intracelular, dando lugar a la exitabilidad y a la muerte
neuronal. Estos hechos afectan funciones homeostáticas, tales como la reproducción y,
principalmente, el peso corporal ya que los animales neurointoxicados con GMS
presentan un aumento en el peso corporal que no puede ser atribuido a la mayor ingesta
de alimento. Al parecer se trata de un desbalance metabólico que culmina con obesidad
severa (Campos-Sepulveda et al., 2002).
Aunque en varias investigaciones se ha sugerido un deterioro en la tolerancia a la
glucosa con resistencia a la insulina en los animales obesos por la administración de GMS
(ob/GMS), en realidad aún no se ha explorado de manera conveniente la utilidad del
modelo en estudios de obesidad y diabetes.
OBJETIVO
El objetivo del presente trabajo consistió en valorar algunos parámetros bioquímicos
relacionados con estos padecimientos en ratones ob/GMS, con la finalidad de caracterizar
el trastorno metabólico inducido y validar su utilidad experimental.
MATERIAL Y MÉTODOS
Ratones hembras y machos de la cepa CD-1 con un peso aproximado de 25-35 g,
obtenidos del bioterio de la UAM-I. fueron cruzados a razón de 3 hembras por 1 macho.
Las hembras preñadas fueron distribuidas por separado, con alimento y agua ad libitum.
Una vez nacidas las crías, a las de una hembra se les administró solución salina por vía
subcutánea a dosis de 0.01 ml/g (grupo sano) y al resto, GMS a dosis de 2 mg/kg de peso
corporal, al día 2 y 4 postnatal y 4 mg/kg al día 6, 8, y 10 postnatal, por vía subcutánea
para inducir obesidad (grupo experimental). Las crías fueron destetadas y sexadas al mes
de edad y se les mantuvo con alimento y agua ad libitum. Durante 18 semanas se
determinó su peso corporal, consumo de agua y alimento. Se les realizó una curva de
tolerancia a la glucosa oral (2 g/kg), midiendo las concentraciones de glucosa en sangre
cada 30 minutos por 2 ½ horas (con glucómetros Acutrend Sensor Roche). En la semana
15 se les realizó una segunda curva de tolerancia a la glucosa y al minuto 0, 30 y 150 se
obtuvo una muestra sanguínea con la que se determinaron las concentraciones séricas de
insulina por medio de ELISA (Linco Research). Así mismo, se les determinaron
parámetros bioquímicos con tiras reactivas de reflotron (Roche). Una semana después se
sacrificaron y se realizó la disección de cada animal y se pesaron los siguientes órganos,
corazón, hígado, riñones, páncreas y pulmón.
RESULTADOS
En la Figura 1 se muestran los cambios en el peso corporal a lo largo de 18
semanas. A los 3 meses de edad la diferencia en los pesos es estadísticamente
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significativa, hasta llegar a formar una meseta que representa cerca del 22% de
incremento en peso con respecto a los animales sanos.
El tipo de obesidad que desarrollan estos animales es de tipo hipofágica, por lo
que se observó a lo largo de 14 semanas que estos animales consumían menor cantidad
de alimento y de agua que los ratones sanos, manteniendo un comportamiento similar
durante su desarrollo (Figura 2).
Los ratones obesos muestran intolerancia a la glucosa después de la semana 14.
Esta intolerancia se va agravando conforme transcurre el tiempo pues otra prueba de
tolerancia a la glucosa realizada a las 18 semanas se determinó que el pico
hiperglucemico es de mucho mayor tamaño e intensidad que el que se presenta a las 14
semanas (Figura 3).
Así mismo, se obtuvieron muestras de suero a los 0, 30, y 150 minutos después
de la administración de glucosa para cuantificar las concentraciones séricas de insulina en
ambos grupos de animales. En la figura 5 se puede observar que los ratones ob/GMS son
hiperinsulinémicos y tal parece que estos animales ya no tienen la capacidad de secretar
más insulina de la que están secretando normalmente, pues al recibir la carga de glucosa
no se detectaron cambios significativos en sus concentraciones de insulina.
En cuanto a los parámetros bioquímicos determinados (colesterol, triglicéridos,
creatinina, urea, TGO y TGP) no se observaron cambios significativos con respecto a los
animales normales, al igual que en el peso de los diferentes órganos, aunque se observó
que en los animales obesos existe una ligera tendencia a presentar menor peso en sus
órganos, lo cual se correlaciona con una baja en la hormona de crecimiento.
Con esto se puede concluir que estos ratones ob/GMS pueden ser considerados
como un modelo útil para el estudio de la obesidad característica de la diabetes tipo 2.
Peso Corporal
70
60
Peso (g)
50
*
*
*
*
*
*
*
*
40
30
20
Sano
10
ob/GMS
0
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
Edad (sem anas)
Figura 1. Peso corporal, de ratones neurointoxicados con GMS y sanos a lo largo de 18 semanas de edad.
Media + D.E. *Diferencia significativa con respecto al control (p<0.05).
n=18
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Consumo de alimento
40
*
Peso (g)
35
*
*
*
*
*
30
25
SANO
20
ob/GMS
15
0
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
Edad (sem ana)
Media + D.E. *Diferencia significativa con respecto al control (p<0.05).
n=18
Consumo de Agua
60
*
55
*
*
*
*
Agua (mL)
50
45
40
35
30
SANO
25
ob/GMS
20
0
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
Edad (sem anas)
Figura 2. Consumo de alimento y agua de ratones neurointoxicados con GMS y sanos a lo largo de 14
semanas de edad.
Media + D.E. *Diferencia significativa con respecto al control (p<0.05).
n=18
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Almanza-Pérez y col.
Curva de Tolerancia a la Glucosa
Glucosa (mg/dL)
200
Sano
*
180
ob/GMS
160
140
120
*
100
80
T0
T30
T60
T90
T120
T150
Tiem po (m in)
Media + D.E. *Diferencia significativa con respecto al control (p<0.05).
n=18
Curva de Tolerancia a la glucosa
250
Sano
ob/GMS
225
*
Glucosa (mg/dL)
200
*
175
150
125
100
75
50
25
0
T0
T30
T60
T90
T120
T150
Tiem po (m in)
Figura 3. Curva de tolerancia a la glucosa por vía oral en ratones sanos y ob/GMS a las 14 y 18 semanas de
edad.
Media + D.E. *Diferencia significativa con respecto al control (p<0.05).
n=18
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Curva de Insulina
5
Insulina (ng/ml)
*
Sano
ob/GMS
*
*
2.5
0
T0
T30
T150
Tiempo (min)
Figura 4. Curva de insulina en ratones sanos y ob/GMS a las 18 semanas de edad.
REFERENCIAS
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