Efecto de la solución polarizante en células cardíacas hipoxicas de rata con síndrome metabólico
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El estudio investiga los efectos de una solución de glucosa, insulina y potasio en la captación de glucosa en miocitos del corazón de ratas con ingesta crónica de sacarosa durante condiciones de oxigenación e hipoxia. Se encontró que la solución mejora la captación de glucosa y la expresión de transportadores específicos, lo que protege a los cardiomiocitos en situaciones de hipoxia. Los resultados sugieren que los animales con síndrome metabólico responden positivamente a este tratamiento, optimizando el uso de glucosa.
Efecto de la solución polarizante en células cardíacas hipoxicas de rata con síndrome metabólico
- 1. Efectos de la solución de glucosa, insulina y potasio (GIK) en la captación de glucosa de miocitos de corazón de ratas sometidas a una ingesta crónica de sacarosa durante oxigenación e hipoxia. Roxana Carbó Zabala Investigadora en Ciencias Médicas Departamento de Biomedicina Cardiovascular Instituto Nacional de Cardiología “Ignacio Chávez”
- 2. Las enfermedades crónicas no transmisibles, como la hipertensión, la diabetes, las dislipidemias y la obesidad entre otras, responsables de generar enfermedad vascular con afección a órganos blanco. En el mundo cada cuatro segundos ocurre un infarto agudo del miocardio y cada cinco segundos un evento vascular cerebral. En México, en la población adulta (20 a 69 años) hay más de 17 millones de hipertensos, más de 14 millones de dislipidémicos, más de 6 millones de diabéticos, más de 35 millones de adultos con sobrepeso u obesidad.
- 3. ENFERMEDADES CRÓNICAS Son aquellas enfermedades consideradas como un problema de salud pública con un resultado de cambios sociales y económicos que modificaron el estilo de vida de un gran porcentaje de la población. Obesidad Enfermedades neurodegenerativas Diabetes mellitus tipo 2 Asma Hipertensión Accidentes cerebro-vasculares Dislipidemias Alteraciones trombolíticas Aterosclerosis Cancer Resistencia a la insulina
- 6. Infarto
- 7. Hipoxia Produce un cambio metabólico, de ácidos grasos a preferentemente glucolítico Disminuye la adenosina y potasio intracelular Aumenta calcio intracelular Aumentan los radicales libres Problemas de contractilidad Aumento de ARNm del Glut 1 y 4 y reclutamiento de Glut 4 en membrana
- 8. Solución Polarizante Glucosa 10% mayor aporte de sustrato Insulina 20UI facilita la entrada de la glucosa Potasio 40 meq mantiene a la célula hiperpolarizada, sin tanta demanda energética y restituye el potasio perdido
- 9. Efectos experimentales conocidos de la GIK Menor daño celular, electrocardiograma con patrón normal, formación de nuevas sarcómeras (Sybers,1973). Síntesis de proteínas (Manchester y Wool, 1963). Menor despolarización, desaparición de focos de autonomía, menores corrientes de lesión (Sodi- Pallares, 1963).
- 10. Glucosa Difusión facilitada A favor de gradiente de concentración Sin utilización de ATP, por acarreadores específicos (Gluts) Mediada por demandas celulares (actividad metabólica) Se ve limitada por el metabolismo de ácidos grasos y altos niveles de glucógeno Se ve favorecida por la insulina
- 11. Características de los transportadores Transportador Función Localización No clara Cerebro, bazo, leucocitos Glut 6 (SLC2A6) yeyuno, testículo, riñón, barrera hemato-encefálica (glucosa),músculo esquelético absorción de fructosa Glut 5 (SLC2A5) músculos, corazón, tejido adiposo absorción de glucosa por insulina Glut 4 (SLC2A4) encéfalo, placenta, testículo, hígado, riñón captación basal de glucosa Glut 3 (SLC2A3) células , hígado, riñón, intestino sensor de liberación de glucosa Glut 2 (SLC2A2) eritrocitos, todos los tejidos, sistema vascular absorción constitutiva de glucosa, homeostasis de glu-cosa Glut 1 (SLC2A1) absorción glucosa intestino delgado, riñón Na+-glucosa (SGLT 1 Y 2) de glucosa
- 12. Glut 7 No clara hígado, otros tejidos (SLC2A7) cotransportador de H+/mio- Cerebro inositol HMIT 1 (SLC2A13) Corazón, músculo esquelético, adiposo, intestino delgado y próstata absorción glucosa, posible-mente sensible a insulina Glut 12 (SLC2A12) absorción glucosa Corazón y músculo Glut 11 (SLC2A11) absorción glucosa hígado y páncreas Glut 10 (SLC2A10) absorción glucosa riñón e hígado Glut 9 (SLC2A9) testículo y minoritariamente en todos los tejidos incluyendo los sensible a insulina, en el blastocisto, cerebro, excepto intestino, estómago y tiroides Bajo transporte mediado por insulina o solo cuando no existe o no funciona el Glut 4. Incrementar la absorción de glucosa y posiblemente otras hexosas, en casos de adap-tación. Transportador embriónico. Glut 8 (SLC2A8)
- 13. Insulina Facilita la entrada de glucosa a la célula Aumenta la cantidad de glucógeno Aumenta la síntesis de proteínas Estimula la piruvato deshidrogenasa, protegiendo al tejido en isquemia Baja los niveles de calcio intracelular, activando la ATPasa de calcio Tiene efectos antiinflamatorios.
- 14. Ratas sometidas a ingesta crónica de sacarosa (SM) o Hipertensión moderada o Hipertrigliceridémia o Alteraciones en el tejido vascular (daño endotelial) – hipercontractilidad a vasoconstrictores – hiporelajación a vasodilatadores, dependientes de óxido nítrico o Hiperinsulinémia y resistencia a la insulina o Aumento de grasa visceral o Daño renal o Sin hiperglucémia o Stress oxidativo (bajas defensas antioxidantes)
- 15. Metodología Corazón Digestión Enzimática Miocitos Captación de glucosa Tyr, GIK Bloqueo de captación de glucosa (Ab Glut 1 y 4) O2 N2 Ratas adultas SM Ratas adultas Control Tyr, GIK suero Western Blot
- 16. Valores Fisiológicos de las ratas SM Controles SM Peso corporal (g) 513 ± 7.6 535.9 ± 5.9 Grasa retroperitoneal (g) 5.7 ± 1.4 13.6 ± 1.2* Presión arterial (mmHg) 101.9 ± 1.4 146 ± 1.2* Triglicéridos (mg/dL) 55.6 ± 4.7 109.1 ± 12.8* Glucosa (mmol/L) 5.9 ± 0.3 4.8 ± 0.7 Insulina (uU/mL) 6.5 ± 0.9 24.2 ± 5.7* HOMA 1.6 ± 0.5 6.2 ± 2.1* Leptin (ng/mL) 1.6 ± 0.0 6.2 ± 0.9*
- 17. Efecto de la GIK en la entrada de glucosa de los cardiomiocitos controles y con SM 4.5 4 3.5 3 2.5 2 1.5 1 0.5 0 * * TO TN GIK GIKN TO TN GIK GIKN Control SM * μg de glucosa / gr tejido fresco/ hr
- 18. Participación de los Gluts en la entrada de glucosa de cardiomiocitos controles en la TO G-1 G-4 TN G-1 G-4 GIK G-1 G-4 GIKN G-1 G-4 3.5 3 2.5 2 1.5 1 0.5 0 * hipoxia μg de glucosa / gr tejido fresco/ hr
- 19. Participación de los Gluts en la entrada de glucosa de cardiomiocitos con SM en la μg de glucosa / gr tejido fresco/ hr 4.5 4 3.5 3 2.5 2 1.5 1 0.5 0 hipoxia * TO G-1 G-4 TN G-1 G-4 * GIK G-1 G-4 GIKN G-1 G-4
- 20. Km= 2 mM kDa= 55 mM GLUT 1 TO TN GIK GIKN TO TN GIK GIKN GLUT 1 /actina actina GIK GIKN TO TN GIK GIKN * *
- 21. GLUT 4 actina TO TN PN GLUT 4 /actina kDa= 55 mM TO TN GIK GIKN GIK GIKN GIK GIKN TO TN GIK GIKN Km= 5 mM * *
- 22. CONCLUSIONES • El modelo creado cumple con las características del padecimiento. • Los cardiomiocitos sin la GIK tienen una muy buena respuesta a la hipoxia y con la GIK aún mejor. • La captura basal de estas células está dada por los dos transportadores desde la oxigenación, habiendo la expresión del GLUT 4 en esta condición. • La GIK promueve la expresión del GLUT 1 preferencialmente y protagoniza la captura de glucosa. • Los animales con síndrome metabólico tienen una buena respuesta a la GIK, por lo que los cardioprotege en el caso de la hipoxia y tienen una mayor dinámica de utilización de los transportadores GLUT 1 Y GLUT 4 que los animales sanos, quizás como respuesta adaptativa a la sacarosa de manera crónica.