INFORME FINAL
SIP 20050601
EFECTO DE LA TAURINA SOBRE LAS COMPLICACIONES CONDUCTUALES
PRODUCIDAS POR LA DIABETES EN RATÓN
1. RESUMEN
El aumento en la glucosilación no enzimática de proteínas, así como del estrés
oxidativo, se consideran mecanismos patogénicos que desempeñan un papel crítico
en las complicaciones ocasionadas por la diabetes. Por otro lado se ha demostrado
que la taurina reacciona con aldehídos reactivos previniendo la glucosilación y que,
además, posee actividad antioxidante.
En este trabajo se utilizó la taurina como inhibidor de la glucosilación no enzimática
de proteínas con el fin de investigar el efecto de la administración del aminoácido en
la ansiedad, depresión, disminución de la actividad motora y conducta sexual de
animales diabéticos. Se emplearon ratones macho ICR para determinar las tres
primeras y ratas Wistar macho en el caso de conducta sexual, los animales se
asignaron aleatoriamente a ocho lotes de la siguiente manera: testigo, taurina 0.25%,
taurina 0.5%, taurina 1%, diabetes, diabetes+taurina 0.25%, diabetes+taurina 0.5% y
diabetes+taurina 1%.
La diabetes se indujo experimentalmente mediante la administración ip de una dosis
de estreptozotocina de 200 y 65 mg/kg de peso para ratón y rata , respectivamente.
La taurina se proporcionó en el agua de bebida a diferentes concentraciones según
el lote.
Treinta y ocho días después de la diabetización, se determinaron la glucemia y el
porcentaje de hemoglobina glicosilada. En días posteriores se efectuaron las pruebas
de nado forzado, placa horadada, laberinto plus y finalmente actividad motora en
ratones y conducta sexual en rata.
El estado diabético, verificado dos días después de la administración de
estreptozotocina por la presencia de glucosuria, condujo a la muerte de la mayoría
de los animales de los lotes tratados o no con el aminoácido. Sin embargo, se
observó una tendencia a la protección hacia el deterioro conductual ocasionado por
la diabetes en los animales a los que se les proporcionó taurina.
2. INTRODUCCIÓN
Diabetes mellitus
Definición y clasificación
Las más tempranas descripciones médicas de la diabetes (hacia el año 1500 a.
de C.) eran razonablemente exactas. Los escritos árabes y chinos describieron los
síntomas clásicos de la circulación de grandes cantidades de orina dulce por el
cuerpo. El médico griego Areteo de Capadocia en el antiguo Egipto fue
aparentemente el primero en llamarla diabetes. Posteriormente, se agregó la
descripción latina mellitus (dulce o similar a la miel). Susruta y Chakrata (600 años a.
de C.) distinguieron dos variedades de esta enfermedad, si bien la mayor parte de
descripciones en la bibliografía clásica se refieren probablemente a lo que ahora se
denomina diabetes mellitus tipo 1. Durante los siglos XVIII y XIX se describió otra
variedad de este trastorno que conlleva menos síntomas clínicos, se caracteriza por
glucosuria abundante, a menudo se identifica en etapas posteriores de la vida y
suele acompañarse de sobrepeso en lugar de consunción; en la actualidad se le
conoce como diabetes mellitus tipo 2.
La diabetes mellitus constituye un grupo heterogéneo de trastornos,
caracterizados por una concentración anormalmente alta de glucosa en sangre.
Las causas de la hiperglucemia son deficiencia en la secreción de insulina o
resistencia de las células del cuerpo a la acción de ésta. A menudo ocurren,
además, alteraciones en el metabolismo de carbohidratos, grasas y proteínas.
Esta enfermedad se caracteriza por poliuria, polidipsia, pérdida de peso a
pesar de polifagia (aumento del apetito), hiperglucemia, glucosuria, cetosis,
acidosis y coma. Existen muchas anormalidades bioquímicas, aunque los
defectos fundamentales por medio de los cuales puede rastrearse la mayoría de
estas anormalidades son: disminución de la entrada de glucosa a varios tejidos
periféricos y aumento en la liberación de glucosa hacia la circulación a partir del
hígado. Por tanto, se registra un exceso de glucosa extracelular y, en muchas
células, una deficiencia intracelular, situación que conocida como “inanición en
medio de la abundancia”. También disminuye la entrada de aminoácidos y
aumenta la lipólisis.
En 1979 la Nacional Diabetes Data Group (NDDG) propuso unos criterios
de diagnóstico y clasificación para la diabetes mellitus que fueron aceptados por
la OMS en 1980 y que son los vigentes en la actualidad. En julio de 1997 un
comité de expertos patrocinado por la American Diabetes Association (ADA)
publicó en la revista Diabetes Care una nueva propuesta de clasificación y
diagnóstico basándose en evidencias científicas (Tabla 1). Recientemente se ha
publicado en la revista Diabetic Medicine un informe provisional de la OMS en la
cual se apoyan los cambios propuestos por la ADA por lo que se espera sea
aceptato oficialmente.
Los cambios más significativos de la clasificación propuesta son:
1. Desaparecen los términos insulinodependiente y no insulinodependiente. Se
deben utilizar únicamente los términos tipo 1 y tipo 2, ya que la mayoría de
diabéticos tipo 2 tratados con insulina no son dependientes de ella, aunque la
necesiten para obtener un buen control metabólico.
2. Desaparece el concepto de diabetes secundaria o malnutrición.
3. Desaparecen las causas de riesgo estadístico (anormalidad previa y potencial
a la tolerancia a la glucosa).
4. Se propone un nuevo grupo: otros específicos de diabetes que engloba a las
antes denominadas diabetes secundarias y a las debidas a defectos
genéticos.
Epidemiología
La diabetes actualmente afecta a 194 millones de personas en el mundo y
se espera que alcance los 333 millones en el 2025. La mayoría de los casos se
presentan en países en vías de desarrollo.
La población diabética en México fluctúa entre los 6.5 y los 10 millones
(prevalencia nacional de 10.7% en personas entre 20 y 69 años). De este total, 2
millones de personas no han sido diagnosticadas. Así mismo la diabetes es la
tercera causa de mortalidad en nuestro país con un 17.17% después de las
enfermedades del corazón y tumores malignos.
La diabetes mellitus tipo 1 corresponde a entre 5 y 10% de los casos de este
síndrome. Es la variedad más frecuente de la diabetes mellitus en niños y
adolescentes, y antes se le llamaba diabetes juvenil. En estas personas, la
enfermedad se caracteriza por el comienzo repentino de síntomas intensos, la
necesidad de administrar insulina exógena para conservar la vida y la tendencia a
la cetosis incluso en estado basal, todo ello producido por una deficiencia
absoluta de insulina. Este tipo de diabetes es rara en los adultos. En estudios
comunitarios, entre 15 y 30% de los casos de diabetes mellitus de tipo 1 se
diagnosticaron después de los 30 años de edad. Algunas investigaciones indican
que alrededor del 7% de los pacientes que reciben insulina cuya diabetes
comenzó después de los 30 años de edad quizá padezcan diabetes mellitus tipo
1.
En la diabetes mellitus tipo 2 comprende alrededor de 90% del síndrome
diabético. Se caracteriza por resistencia insulínica en el músculo, hígado y tejido
adiposo.
Tabla 1. Clasificación de la diabetes mellitus.
Diabetes mellitus de tipo 1
Causada por la destrucción de células beta, a menudo
de tipo inmunitario, que origina la pérdida de la
secreción de insulina y deficiencia insulínica absoluta.
Aún no se conocen los elementos causales del
proceso autoinmunitario y la destrucción de las células
beta. También comprende los casos en que no se
conocen las causas de la destrucción de las células
beta.
Diabetes mellitus de tipo 2
Producida por una combinación de factores genéticos
y no genéticos cuyas consecuencias son la resistencia
insulina y/o la deficiencia de ésta. No se conocen los
genes específicos, pero se les investiga de manera
intensiva. Algunos de los factores no genéticos son
edad avanzada, consumo excesivo de calorías,
sobrepeso, adiposidad central, vida sedentaria y bajo
peso al nacer.
Otros tipos específicos
Estas variedades comprenden un grupo causal
heterogéneo que abarca los casos de diabetes en que
las causas se establecen o por lo menos se conocen
parcialmente. Estas causas comprenden defectos
genéticos conocidos que alteran el funcionamiento de
las células beta o la acción insulínica, trastornos de
páncreas exocrino, endocrinopatías, cambios
pancreáticos medicamentosos o químicos y
enfermedades y situaciones en que la frecuencia de la
diabetes se eleva en grado considerable pero aún no
se ha establecido una causa precisa.
Diabetes mellitus gestacional
Ocasionada por resistencia insulínica y deficiencia
relativa de insulina durante el embarazo.
La diabetes mellitus gestacional consiste en la presencia de hiperglucemia
de ayuno o intolerancia a la glucosa leves, dados que se advierten en 2 a 5% del
síndrome diabético. Su frecuencia es mayor conforme avanza la edad, en las
mujeres con sobrepeso y en las razas o etnias minoritarias.
Alteraciones metabólicas
El catabolismo de los lípidos se intensifica y el sistema es sobrecargado con
triglicéridos y ácidos grasos libres. La síntesis de grasa es inhibida y la
sobrecarga de las vías catabólicas no puede manejar el exceso de acetil-CoA que
es generada. En el hígado, la acetil-CoA se convierte en cuerpos cetónicos. Dos
de éstos son ácidos orgánicos y la acidosis metabólica aparece conforme se
acumulan las cetonas. La deficiencia de sodio y potasio se agrega a la acidosis,
porque estos cationes plasmáticos se excretan con los aniones orgánicos que no
están cubiertos con el ión hidrogeno y el ión amonio secretado por los riñones.
Complicaciones agudas
Las complicaciones agudas o tempranas son las que pueden surgir en
cualquier momento durante la vida de una persona con diabetes. Si bien pueden
ser peligrosas, casi siempre son evitables y suelen ser remediables. Las más
frecuentes son las hipoglucemias y la cetoacidosis o coma diabético. Otra
complicación de esta naturaleza son las infecciones.
La complicación aguda más común es la hipoglucemia, que consiste en un
bajo nivel de glucosa en sangre. Un bajo nivel de glucosa en sangre puede
resultar del tratamiento excesivo con insulina o con hipoglucemiantes orales por
una insuficiente ingesta de alimento o por un ejercicio excesivo sin suficiente
ingesta de alimento.
En el polo opuesto de la hipoglucemia se encuentra una complicación
aguda que puede ser muy peligrosa para las personas con diabetes muy
elevados niveles de glucosa en sangre que determinan una cetoacidosis diabética
o un coma diabético.
Cuando el nivel de insulina en sangre es bajo, la glucosa no puede entrar en
las células para ser utilizada como fuente de energía: sin embargo, el cuerpo
puede utilizar células grasas como otra fuente de energía. Cuando se utilizan
para energía células grasa el nivel de glucosa en sangre es bastante alto, lo que
determina grandes cantidades de azúcar en orina. Un alto nivel de azúcar puede
hacer que aumente el volumen de orina y puede perderse una enorme cantidad
de líquido corporal. Este estado de reducido nivel de líquido corporal se conoce
como deshidratación y es la causa de síntomas como sed intensa y boca seca,
características de alto nivel de glucosa. Mientras, como el cuerpo, desesperado,
recurre a la grasa como energía, se producen cuerpos cetónicos, porque las
grasas no se utilizan por completo. Esta acetona se acumula en la sangre y
también descarga en orina. La presencia de acetona en la orina se denomina
“cetonuria”. Con una ulterior deshidratación y formación de acetona la sangre se
vuelve más ácida.
Los pacientes de diabetes tipo 2 desarrollan a veces una condición
denominada coma hiperosmolar hiperglucémico. La hiperglucemia, quizá
empeorada por la no administración de insulina o fármacos hipoglucemiantes,
infección o la coincidencia de un problema médico, conduce a la pérdida urinaria
de agua, glucosa y electrolitos. Esta diuresis osmótica reduce el volumen de
sangre circulante, situación que agrava la resistencia a la insulina y la
hiperglucemia. Al cabo de varios días estos pacientes pueden llegar a ser
extremadamente hiperglucémcos, deshidratarse y entrar en coma.
Complicaciones crónicas
Las complicaciones crónicas se pueden dividir en tres categorías.:
microangiopatía, neuropatía y macroangiopatía. La microangiopatía es una
enfermedad característica de los pequeños vasos sanguíneos (capilares),
asociada en forma más o menos específica con la diabetes mellitus y manifestada
en la clínica principalmente en la retina (retinopatía diabética) y el riñón
(nefropatía diabética). La neuropatía diabética se puede manifestar tanto por
deficiencia neurológica periférica como por disfunción autonómica (la cual puede
afectar varios sistemas, incluyendo el cardiovascular, el gastrointestinal y el
genitourinario). La macroangiopatía consiste principalmente en enfermedad
ateroesclerosa acelerada de los grandes vasos sanguíneos (arterias),
manifestada en clínica principalmente en las arterias coronarias, cerebrales y
periféricas de las extremidades inferiores.
Complicaciones conductuales
DEPRESIÓN. Es un trastorno caracterizado por estado de ánimo disminuido
acompañado de una serie de síntomas conductuales, cognoscitivos y
neurovegetativos persistentes que limitan la funcionalidad del individuo que lo
padece. La depresión en el paciente diabético, y en otros padecimientos crónicos
suele detectarse en 37.5% de las personas que la padecen.
ANSIEDAD. Es el estado caracterizado por un sentimiento subjetivo de miedo y
aprehensión, usualmente con un claro entendimiento de la persona u objeto
acerca de la cual se esta ansioso y asociada con los acompañantes psicológicos
de una emoción fuerte, por ejemplo falta de aliento, sensación de choque,
palpitación, incremento de la tensión muscular, opresión en el pecho, vértigo,
temblor, sudoración y rubor. Las alteraciones viscerales y vasomotoras que
caracterizan a los síntomas están mediadas por el sistema nervioso autónomo.
El estrés ha sido ampliamente identificado como un contribuyente variable
en algunos problemas de salud. Los factores estresantes elevan el nivel de
circulante adrenalina, noradrenalina y glucocorticoides a través de la activación
de los sistemas hipófisis-adrenocortical y simpatoadrenal, causando entre otros
eventos, la elevación de la glucosa sanguínea, respuesta que provee a los tejidos
de una carga metabólica adicional para situaciones de emergencia. Sin embargo,
en el individuo con diabetes mellitus, las respuestas hormonales al estrés pueden
ser anormales a causa de alteraciones de estos sistemas, provocada por la
pérdida de células beta pancreáticas. Se sabe que el estrés afecta la estabilidad
metabólica en la diabetes contribuyendo a la cetoacidosis aún cuando la insulina
se administre regularmente. La administración de insulina con frecuencia
contribuye a las complicaciones metabólicas del estrés, ya que la hipoglucemia
inducida por una sobredosis de este fármaco puede actuar liberando
glucocorticoides, noradrenalina y adrenalina. Los diabéticos son más vulnerables
al desarrollo de desórdenes afectivos, y se ha encontrado que presentan diversas
alteraciones neurofisiológicas. Muchos diabéticos manifiestan mayor grado de
ansiedad que individuos no diabéticos.
CONDUCTA SEXUAL. Las personas diabéticas tienen las mismas características
y deseos sexuales que las demás, suelen ser capaces de realizar normalmente
actividades sexuales y pueden llevar una vida sexual satisfactoria. Las
dificultades si acaso, atañen a la eventual incapacidad del varón diabético en
alcanzar o mantener la erección suficiente para un funcionamiento sexual
satisfactorio.
La disfunción sexual ha sido ampliamente reconocida como consecuencia
de la diabetes mellitus en el hombre. Se han descrito trastornos como impotencia,
eyaculación retrógrada, pérdida emisión seminal y deterioro de la
espermatogénesis, en hombres diabéticos. Algunos estudios han demostrado la
existencia de disfunción neuroendócrina en varones diabéticos impotentes y en
un modelo diabético en rata. Sin embargo, no se ha esclarecido si los cambios en
la función reproductiva en la diabetes mellitus son el resultado del metabolismo
alterado de la glucosa o del decremento en el título de andrógenos.
La descripción clásica de impotencia diabética es una disfunción eréctil con
una reducción de la líbido del 21% de los pacientes diabéticos.
Tratamiento actual
HIPOGLUCEMIANTES ORALES. Existen dos tipos principales de
hipoglucemiantes orales: las sulfonilureas y las biguanidas. Sus mecanismos de
acción son totalmente diferentes, las sulfonilureas intensifican la liberación de la
insulina de las células beta del páncreas y una mayor unión de la hormona y sus
receptores. Las biguanidas retardan la absorción de los nutrimentos por el
intestino, disminuyen la gluconeogénesis hepática y facilitan la unión de la
insulina con receptores en los tejidos blanco. Cuando son efectivos, ayudan al
cuerpo a producir o descargar su propia insulina, y tienen además otras acciones.
No solo hay evidencia de que aumentan la sensibilidad de los receptores
celulares, sino que incluso ayudan a combatir la resistencia a la insulina. Esto
significa que incluso en el caso de que sea baja la producción de insulina, en
muchos pacientes puede haber suficiente insulina. Como la mayoría de personas
con diabetes producen, al menos al comienzo de su diabetes, cierta cantidad de
insulina, el grupo destinatario potencial de los hipoglucemiantes orales es
bastante amplio.
Para que estos fármacos tengan efecto la persona debe tener células beta
vivas y activas que respondan a la estimulación de los fármacos. Sin embargo,
hay una idea errónea sobre la diabetes que ha hecho que mucha gente fracase
con los hipoglucemiantes orales. Algunos tienen la idea de que estos fármacos
eliminan prácticamente la diabetes y de que por lo tanto no necesitan tratamiento
con la dieta. Sin embargo, por efectivos que puedan ser los hipoglucemiantes
orales, no son tan potentes como para reducir el nivel de glucosa a lo que sería la
cantidad normal mediante la insulina. A pesar de ello, si los hipoglucemiantes
orales son efectivos, permiten a la persona utilizar su propia insulina de forma
permanente durante el día.
INSULINA. La insulina es un polipéptido complejo constituido por 51 aminoácidos
dispuestos en dos cadenas polipeptídicas. La insulina comercial es un derivado
del páncreas de vaca o cerdo o fabricada con la tecnología del DNA
recombinante que utiliza colonias de E. Coli para producir las cadenas A y B
separadamente, siendo después purificadas y combinadas.
Los efectos fisiológicos de la insulina son muy amplios y complejos. El que
se conoce en mayor medida es el efecto hipoglucémico, pero tiene más efectos
en el transporte de aminoácidos y electrólitos, en muchas enzimas y en el
crecimiento. El efecto neto de la hormona es el almacenamiento de carbohidratos,
proteína y grasa. Por tanto, es conveniente llamar a la insulina la hormona de la
abundancia).
La insulina estimula la incorporación de aminoácidos en las proteínas y
combate el catabolismo de los lípidos que produce los cetoácidos beta.
Glucosilación y glicoxidación de las lipoproteínas y su importancia en la
diabetes mellitus
La unión de azúcares reductores a las proteínas a través de la llamada
reacción de glucosilación no enzimática o glicación puede producir alteraciones
en estas últimas. El proceso tiene lugar en etapas sucesivas: las iniciales son
rápidas y reversibles mientras que las finales son lentas e irreversibles. Se cree
que ambas están implicadas en el envejecimiento celular y en el desarrollo de
complicaciones crónicas de la diabetes. En el caso de la hemoglobina A, la
glucosilación tiene lugar mediante una reacción no enzimática entre la glucosa y
la valina amino terminal de la cadena beta. Se forma una base de Schiff entre la
glucosa y la valina, proceso seguido de un reordenamiento de la molécula que da
una molécula de 1-desoxifructosa unida a la valina.
La hiperglucemia crónica produce un incremento en el nivel de glicación no
enzimática de proteínas estructurales y circulantes del organismo
simultáneamente un estrés oxidativo (producción de radicales libres del oxígeno)
y carbonílico, proceso denominado glicoxidación. Se ha demostrado que las
diferentes lipoproteínas plasmáticas son afectadas por glicación y/o glicoxidación
produciéndose en ellas modificaciones fisicoquímicas y alteraciones en su
metabolismo. La glicoxidación de las lipoproteínas adquiere características
particulares, con respecto a otras proteínas, por producirse al mismo tiempo en la
porción proteica así como en los fosfolípidos que contienen, y generar un estrés
oxidativo que favorecería la lipoperoxidación. Evidencias acumuladas en los
últimos años sugieren que los cambios generados, especialmente en las LDL que
han sido las lipoproteínas más estudiadas, podrían ser en parte responsables del
desarrollo de la micro-macrovasculopatía diabética. Este tipo de complicaciones,
una vez establecido es de difícil control y su progresión muchas veces inevitable
por las características de irreversibilidad de los procesos de glicoxidación.
Taurina
La taurina es un aminoácido neutro que contiene azufre. Su nombre se
deriva de bos taurus (bilis de buey), de la cual se aisló por primera vez en 1827
por Awapara. Éste se consideró como un producto final, inerte del metabolismo
de los aminoácidos azufrados.
La taurina difiere de otros aminoácidos en que no se incorpora a las
proteínas; existe como un aminoácido libre en la mayor parte de los tejidos
animales y se encuentra en abundancia en el músculo, las plaquetas y el sistema
nervioso en desarrollo. Se sintetiza a partir de la metionina y cisteína, que son
otros aminoácidos azufrados.
Este aminoácido se ha utilizado para tratar varios padecimientos como la
hipertensión, diabetes mellitus, insuficiencia cardiaca, cáncer y Alzheimer. Actúa
como neurotransmisor, regulador de la sal y del equilibrio del agua dentro de la
células y como estabilizador de las membranas celulares. Participa en la
desintoxicación de químicos extraños y también influye en la producción y acción
de la bilis. Tiene propiedades neuroinhibitorias y puede tener potencial para la
neuroprotección en la isquemia cerebral. Este aminoácido tiene la capacidad de
inhibir la liberación de neurotransmisores y conducir a una osmolaridad
intracelular normal.
En el sistema nervioso, la taurina afecta la migración celular, modula la
neurotransmisión y puede acelerar el desarrollo cerebral. Algunos péptidos de
bajo peso molecular aislados de sinaptosomas cerebrales contienen taurina. El
más abundante de estos péptidos es la glutaurina que, al parecer, actúa como
neurotransmisor. Debido a que controla la movilización del calcio durante la
despolarización, la taurina estabiliza las membranas y favorece la producción de
glutamato.
Taurina y diabetes mellitus
Se ha demostrado que la taurina se une al receptor de la insulina para
estimular a la glucosa y algunos aminoácidos para entrar en las células
musculares y adiposas. Asimismo, el aminoácido disminuye la glicosilación no
enzimática de proteínas y la producción de productos finales de glicosilación
avanzada, mejorando la utilización de glucosa. Por otra parte, la taurina posee
actividad antioxidante, disminuyendo el estrés oxidativo.
Debido a lo anterior, en diversos estudios experimentales se ha utilizado la
taurina para prevenir de las alteraciones que produce la diabetes en retina, lentes,
riñones y nervios periféricos en ratas. Por otra parte, en pacientes diabéticos tipo
1 se ha observado que el tratamiento con taurina normaliza la actividad
plaquetaria.
De tal manera que se ha propuesto que el tratamiento con taurina puede
ayudar a prevenir parte del daño orgánico que ocurre en los diabéticos Tipo 1.
Objetivo general
Evaluar el efecto de la taurina en las complicaciones conductuales y en la actividad
motora de ratones macho diabéticos.
Objetivos específicos
Determinar el efecto del tratamiento con taurina en el cuadro preclínico de depresión
en ratones macho diabéticos.
Valorar si la taurina disminuye la ansiedad presentada en ratones diabéticos.
Investigar si la administración de este aminoácido en los animales diabéticos protege
del deterioro de la actividad motora.
Evaluar en rata el efecto de la taurina sobre la afectación de la conducta sexual
producida por la diabetes.
3. MATERIAL Y MÉTODOS
Acondicionamiento y formación de lotes
Para evaluar la depresión, ansiedad y actividad motora se emplearon ratones
macho ICR de aproximadamente 20 a 25 g. En el caso de conducta sexual, se
emplearon ratas macho Wistar de aproximadamente 250 g. Los animales se
colocaron en jaulas metálicas dentro de un cuarto con temperatura de 22 ± 2°C,
humedad relativa de 50 ± 10% y ciclos de luz oscuridad de 12 horas cada uno. Los
animales tuvieron libre acceso al agua y al alimento.
Después de 7 días de aclimatación se procedió a asignar aleatoriamente a los
animales en 8 lotes con 10 animales cada uno y estos quedaron formados de la
siguiente manera:
1. Testigo
2. Taurina 0.25%
3. Taurina 0.5%
4. Taurina 1%
5. Diabetes
6. Diabetes + Taurina 0.25%
7. Diabetes + Taurina 0.5%
8. Diabetes + Taurina 1%
Inducción de la diabetes
La diabetes se indujo experimentalmente en los ratones, mediante la
administración de estreptozotocina (Sigma Chem. Co.), 200 mg/kg disuelta en el
momento en solución amortiguadora de citratos 0.01M, pH 4.6 y administrada en
volumen constante de 10 ml/kg de peso por vía intraperitoneal; para diabetizar a las
ratas se procedió de la misma manera empleando una dosis de 65 mg/kg de peso.
Dos días después, se verificó la glucosuria mediante cintas reactivas (Lilly Ely). Una
vez verificado el estado diabético, se proporcionó a los animales el tratamiento con
taurina (Sigma Chem. Co.) en el agua de bebida a diferentes concentraciones según
el lote.
Pruebas bioquímicas
La medición de la concentración de glucosa y el porcentaje de hemoglobina
glucosilada en sangre se realizó 38 días después de la administración del fármaco
en muestras sanguíneas obtenidas de la vena caudal de los animales utilizando para
ello de un glucosímetro Ames (Bayer) y un equipo AMES DCA-2000 (Bayer),
respectivamente.
Pruebas de conducta
Estas pruebas se realizaron 2 horas después de haber iniciado el ciclo de
oscuridad en un local iluminado con luz roja.
Prueba de nado forzado
Esta prueba de depresión se realizó 39 días después de la inducción de la
diabetes. Cada ratón se colocó durante 10 min en un cilindro de plástico con altura
de 17 cm y diámetro de 21 cm, conteniendo agua aproximadamente a 25°C. Los
primeros 2 min fueron de aclimatación y los 8 restantes de prueba. En esta prueba
se registró con un cronómetro el tiempo en que el animal realizó los movimientos
necesarios para mantenerse a flote (fig.1).
Figura 1. Prueba de nado forzado.
Placa horadada
Se efectuó 41 días después de la inducción de la diabetes, en un dispositivo de
madera, en cuya base se encuentran 4 orificios de 3 cm de diámetro cada uno,
espaciados y distribuidos igualmente. Se colocó al ratón en el centro del dispositivo y
se registró el número de veces que introducía la cabeza en los orificios, así como el
tiempo que ocupó para ello, permitiéndole explorar en un total de 5 min (fig. 2).
Figura 2. Placa horadada.
Laberinto plus
Se empleó un aparato consistente en 2 brazos abiertos y 2 brazos cerrados de
30 x 5 cm cada uno, montado sobre una base a una altura de 38.5 cm sobre el piso
(fig. 3).
Inmediatamente después de terminar la prueba de la placa horadada, se colocó
al ratón en el centro del laberinto plus, de frente a un brazo abierto. Durante los 5 min
de prueba se midió el número de entradas en cada tipo de brazo y el tiempo
empleado en cada uno de ellos.
Figura 3. Laberinto plus.
Actividad motora
Es importante mencionar que se adiestraron a los ratones en el Rota-Rod (fig.
4) 3 días antes de la inducción de la diabetes.
Se realizó esta prueba una semana después de las pruebas de ansiedad. Se
colocó al ratón en el eje del aparato que giraba a 10 rpm durante 5 min y se midió el
tiempo que permaneció el animal sin caer.
Figura 4. Rota-Rod.
Conducta sexual
Antes de inducir la diabetes, las ratas fueron entrenadas hasta la obtención de
un patrón sexual completo de la siguiente forma:
Las hembras se hicieron receptivas induciéndolas a la fase de estro. Se les
administró subcutáneamente 0.25 ml de una solución de estradiol 100 μg/ml (Sigma
Chem. Co.) y transcurridas 19 horas se les administró 0.25 ml de una solución de
progesterona 16 mg/ml (Sigma Chem. Co.) 4 horas antes del comienzo de la prueba
y dos horas antes de comenzar el ciclo de luz invertido. Transcurrido ese tiempo se
colocó al macho en un tubo de PVC con base de madera y recubierto de aserrín y 5
minutos después se colocó a la hembra. Se registraron el período de latencia de
montas, el número de montas que preceden a la eyaculación, el período de latencia
de montas, el número de montas que preceden a la eyaculación, el período de
latencia de eyaculación y finalmente el período posteyaculatorio o refractario. La
prueba terminó hasta que se registró el período posteyaculatorio y si el animal no
presentaba en 30min la primera intromisión, se eliminaba.
El ensayo final se realizó de la misma forma antes descrita, cuarenta días
después de confirmado el estado diabético.
Análisis estadístico.
Los resultados paramétricos se procesaron estadísticamente utilizando la prueba
de ANOVA, seguida de Tukey para comparación de medias. En el caso de datos
no paramétricos se empleó la prueba de Kruskall-Wallis seguida de Dunn’s para
comparación de medias. Las frecuencias se procesaron con la prueba de ji-
cuadrada o Exacta de Fischer, según el caso. Todo ello empleando el software
Sigma Stat versión 2.07. En todos los casos se estableció como nivel mínimo de
significación una p< 0.05.
4. RESULTADOS
La diabetes ocasionó una alta mortalidad en los animales de experimentación,
razón por la cual se llevaron a cabo tres veces los ensayos con los mismo resultados
de mortandad. A continuación se exponen los resultados del último ensayo.
Pruebas bioquímicas
En la tabla 2 se muestran los niveles de glucosa y porcentaje de hemoglobina
glicosilada en sangre de los ratones sometidos a los diferentes tratamientos. Se
puede observar que en el lote de animales diabéticos se incrementó los niveles tanto
de glucosa en sangre como de hemoglobina glicosilada en comparación con los lotes
testigo. El tratamiento con taurina al 0.25 y 1% previno del aumento en el porcentaje
de hemoglobina glicosilada, lo que indica que la taurina actúa como un inhibidor de la
glicosilación no enzimática de proteínas. Además, el tratamiento con el aminoácido al
1% disminuyó significativamente la glucemia en comparación con los animales del
lote diabético.
Tabla 2. Efecto de la taurina sobre la glucemia y porcentaje de hemoglobina
glicosilada de ratones macho diabéticos
Tratamiento N Vivos Muertos Glucosa (mg/dL) HbA1C (%)
Testigo 10 10 0 110.3 ± 5.75 3.6 ± 0.16
Tau 0.25% 10 10 0 110.4 ± 4.29 3.2 ± 0.09
Tau 0.5% 10 10 0 101.6 ± 6.13 3.4 ± 0.15
Tau 1% 10 9 1 119.7 ± 3.92 3.4 ± 0.08
STZ 20 3 17 377.7 ± 65.08ª 9.7 ± 2.43ª
STZ+Tau0.25% 23 1 22 336ª 6.3 ª,b
STZ+Tau 0.5% 21 2 19 384.5 ± 11.50ª 8.1 ± 1.3ª
STZ+Tau 1% 24 1 23 281ª,b 5.7 ª,b
Diferencia significativa p<0.05: a vs Testigo, Tau 0.25, 0.5 y 1%, b vs STZ .ANOVA, Tukey o Kruskall-Wallis, Dunn’s, según el caso.
Pruebas conductuales
En la determinación del estado de depresión (fig.7) se pudo observar que el
tiempo de flote del lote diabetes con respecto a los lotes testigo (Testigo, Tau
0.25 y 0.5%) fue significativamente mayor,. Por otra parte, los animales
diabéticos tratados con taurina al 0.25 y 1% disminuyeron (p<0.05) su tiempo de
flote, en comparación tanto con los animales diabéticos sin tratamiento como con
los testigo.
∗
0
100
200
300
400
500
a,b
a,b
a
Tie
mp
o
(seg
)
TA
UR
INA
0.2
5%
TA
UR
INA
1%
TE
ST
IGO
TA
UR
INA
0.5
%
DIA
BE
TE
S
D +
T 0
.25%
D +
T 0
.5%
D+
T 1
%
Figura 5. Efecto de la taurina sobre el estado de depresión de ratones macho diabéticos. Diferencia significativa p<0.05: a vs Testigo, Tau 0.25, 0.5 y 1%, b vs STZ . ANOVA, Tukey o Kruskall-Wallis, Dunn’s, según el caso.
Los resultados de la determinación del estado de ansiedad utilizando la caja
de exploración se muestran en la tabla 3. En ella se aprecia que de acuerdo a ese
modelo, la diabetes no produjo ansiedad en los animales diabéticos. Asimismo,
que el tratamiento con taurina no modificó la conducta exploratoria en ninguno de
los lotes.
Tabla 3. Efecto de la taurina sobre el estado de ansiedad de ratones
macho diabéticos.
LOTE n EXPLORACIONES TIEMPO
segundos
Testigo 10 22 ± 2.22 34 ± 10.24
Tau 0.25% 10 24 ± 3.13 25 ± 6.21
Tau 0.5% 10 19 ± 2.03 30 ± 7.89
Tau 1% 9 14 ± 0.94 24 ± 7.06
STZ 3 21 ± 3.48 39 ± 6.51
STZ+Tau0.25% 1 18 25
STZ+Tau 0.5% 2 23 ± 2.5 40 ± 2.82
STZ+Tau 1% 1 20 18
ANOVA, Tukey o Kruskall-Wallis, Dunn’s, según el caso.
En la tabla 4, se puede observar que ni la diabetes ni el tratamiento con
taurina influyeron sobre los parámetros de ansiedad derivados de la prueba del
laberinto elevado en cruz, ya que los animales se comportaron como en la prueba
anterior.
Tabla 4. Efecto de la taurina sobre el estado de ansiedad de ratones macho
diabéticos.
Lote n No. de entradas a
brazos abiertos
Tiempo de permanencia
en brazos abiertos (seg)
Testigo 10 8 ± 0.89 65.6 ± 8.97
Tau 0.25% 10 12 ± 1.67 69.7 ± 14.20
Tau 0.5% 10 12 ± 2.89 56.9 ± 13.96
Tau 1% 9 8 ± 1.74 36.7 ± 6.47
STZ 3 14 ± 1.20 87 ± 26.08
STZ+Tau0.25% 1 11 58
STZ+Tau 0.5% 2 15 ± 3 62.5 ± 3.5
STZ+Tau 1% 1 13 58
ANOVA, Tukey o Kruskall-Wallis, Dunn’s, según el caso.
Con respecto a la actividad locomotora, en la figura 6 se puede apreciar
que los ratones diabéticos permanecieron durante más tiempo en el eje giratorio
que los animales testigo. Además, el tratamiento con taurina al 0.5 y 1%
disminuyó el tiempo de permanencia sobre el rota-rod de los animales diabéticos,
a excepción de los animales del lote tratado con taurina al 0.25%.
TIE
MP
O (
seg
)
0
2
4
6
8
10
12
14
TE
ST
IGO
a
a a
D +
T 0
.5%
D +
T 0
.25%
DIA
BE
TE
S
TA
UR
INA
1%
D+
T 1
%
TA
UR
INA
0.5
%
TA
UR
INA
0.2
5%
Figura 6. Efecto de la taurina sobre el deterioro de la actividad motora de ratones macho diabéticos. a Diferencia significativa p<0.05 vs los lotes sin letra. ANOVA, Tukey o Kruskall-Wallis, Dunn’s, según el caso.
Correlación de Pearson
A pesar de que no se lograron completar los lotes diabéticos a causa de la alta
mortalidad, se llevó a cabo una correlación de Pearson para relacionar el grado
de glicosilación y el deterioro conductual, ya que según la literatura estas dos
variables son directamente proporcionales.
Tabla 5. Relación entre el grado de glicosilación y el deterioro conductual
mediante correlación de Pearson.
Nado forzado Placa
horadada
Laberinto
plus
Rota-rod
Lote testigo
HbA1C -0.143 -0.295 0.113 0.456
P 0.760 0.521 0.809 0.402
N 10 10 10 10
Lote diabetes
HbA1C 0.853 0.892 -0.758 0.745
P 0.350 0.298 0.453 0.332
N 3 3 3 3
Al analizar los datos obtenidos se puede apreciar que no hubo una relación
entre el grado de glicosilación y el deterioro conductual, siendo el valor de
p>0.05.
Conducta sexual
En la figura 7 se representa el número de intromisiones con respecto al
tiempo y sirve como referencia exacta para comparar con los animales enfermos de
diabetes en la prueba de conducta sexual.
RELACION DE INTROMICIONES EFECTUADAS ANTES DE LA EYACULACION
5.4
5.6
5.8
6
6.2
6.4
6.6
6.8
7
7.2
11.72 13.12 12.73 12.03 12.03 16.79 10.99 14.9
TIEMPO (MIN) DE LATENCIA INTROMISION-EYACUALCIÓN
Nº DE IN
TROMISIO
NES
Figura 7. Relación de intromisiones efectuadas desde la primera intromisión
hasta la primera monta.
En la figura 8 se puede observar el avance en la conducta sexual a través del tiempo
en los 8 lotes formados. Y conforme más fue la frecuencia del entrenamiento lo
animales adquirieron el patrón sexual completo esto es se volvieron expertos en
actividad sexual. Cabe mencionar que un animal para ser experto, tiene que
presentar antes de 30 min la primera intromisión.
0
5
10
15
20
25
30
35
1 2 3 4 5 6
SEM A N A S D E EN T R EN A M IEN T O
TIE
MP
O (
MIN
) D
E L
A P
RIM
ER
A IN
TR
OM
ISIO
NH
AS
TA
LA
EY
AC
UL
AC
IÓN
LOTE 1
LOTE 2
LOTE 3
LOTE 4
LOTE 5
LOTE 6
LOTE 7
LOTE 8
Figura 10. Efecto del tiempo (min) sobre entrenamiento hasta la obtención de
un patrón sexual completo.
A pesar de entrenar a los animales para la prueba de conducta sexual, no se realizó
la prueba final, ya que todos los animales diabéticos murieron.
Comentarios finales
Los modelos utilizados en este proyecto se basaron en los reportados por la
literatura; sin embargo, como se puede apreciar en este documento, el estado
diabético produjo una alta mortalidad tanto de ratas como de ratones, sujetos de
experimentación. Por ello, se propone se evalúe el deterioro conductual ocasionado
por la diabetes utilizando otro modelo experimental.
Así, se considera necesario repetir el estudio con cepas menos susceptible a
la diabetes y así tener más animales de los lotes diabéticos para poder hacer un
análisis estadístico, además de emplear concentraciones de taurina más elevadas, a
fin de garantizar su efecto protector.
5. IMPACTO
La diabetes además de ser la primera causa de muerte en México está considerada
entre las diez primeras causas de morbilidad y hospitalización a pesar de las
medidas terapéuticas actuales. Es por ello, que cualquier intento para contrarrestar
sus efectos es importante. Así, este trabajo sienta las bases para el uso de un
nutracéutico, la taurina, como coadyuvante en el tratamiento de este padecimiento.
Sin embargo, es necesario continuar con los estudios a fin de establecer un modelo
adecuado para el estudio del deterioro conductual ocasionado por la enfermedad, así
como para determinar las dosis adecuadas del aminoácido.