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.