GENERACIÓN DE UN MODELO DE OSTEOPENIA A TRAVÉS DE UNA DIETA PLURICARENCIAL EN RATAS WISTAR Cadena Estrada, A.; Pérez Torrero, E.; Hernández Urbiola, M.I. Facultad de Ciencias Naturales/ Facultad de Ingeniería Universidad Autónoma de Querétaro/ Instituto de Investigaciones Biomédicas-Universidad Nacional Autónoma de México RESUMEN La deficiencia de Ca en la dieta es un factor determinante de la osteoporosis, enfermedad caracterizada por presentar masa ósea baja, lo que produce deterioro microarquitetónico del hueso, en consecuencia un aumento de la fragilidad ósea asociada al riesgo de presentar fracturas. Uno de los problemas actuales a los que se enfrenta el profesional de la salud es realizar un diagnóstico correcto tanto para su determinación como para el seguimiento de la respuesta al tratamiento administrado. La OMS (World Health Organization 1994), ha categorizado el diagnóstico en base a la cuantificación de la Densidad Mineral Ósea. Con relación a la solución del problema se proponen cambios en los hábitos alimenticios en el caso de países desarrollados, en los países en desarrollo, donde la carencia de Ca se asocia con otras proteínas de origen animal, vitamina A, vitamina D, hierro, zinc, se investiga en la actualidad con el fin de proponer estrategias para eliminar las deficiencias en micronutrientes. En el siguiente trabajo se propone el uso de los rayos X como método alternativo para la evaluación de la densidad mineral ósea, en ratas wistar, usando un modelo de desnutrición. INTRODUCCIÓN Para el sostén de un índice de masa corporal adecuado la nutrición balanceada es de vital importancia en la prevención de patogénesis y tratamiento de la osteoporosis, la deficiencia de Ca en la dieta es un factor determinante de la osteoporosis, enfermedad caracterizada por presentar masa ósea baja, lo que produce deterioro microarquitetónico del hueso, en consecuencia un aumento de la fragilidad ósea asociada al riesgo de presentar fracturas. Actualmente la osteoporosis es un problema de salud, ya que la incidencia de osteoporosis es de 57% en la República Mexicana en mujeres mayores de 50 años; por lo que resulta de interés estudiar el almacenamiento de Ca durante el desarrollo y en la edad adulta. Cuando el hueso se ha perdido de manera importante su estructura, es difícil que pueda ser reemplazado y consecuentemente se hacen cada vez más frágiles y susceptibles de romperse. Uno de los problemas actuales a los que se enfrenta el profesional de la salud es realizar un diagnóstico correcto tanto para su determinación como para el seguimiento de la respuesta al tratamiento administrado. La OMS (World Health Organization 1994), ha categorizado el diagnóstico en base a la cuantificación de la Densidad Mineral Ósea Los productos que aportan Ca son recomendados desde las primeras etapas de la vida. En etapas tempranas del desarrollo del individuo, el Ca es empleado para desarrollo del esqueleto; en los adultos jóvenes es utilizado para el mantenimiento de la densidad mineral ósea. En los adultos mayores el equilibrio entre el Ca y la densidad mineral ósea se ve disminuido por factores propios de la edad, como los cambios hormonales, afectan principalmente a mujeres en estado posmenopáusico. El Ca además tienen otras funciones en el organismo debido a que su forma iónica puede actuar de diferentes maneras: cofactor de algunas enzimas; agente electroquímico, y de esta manera participar en la activación, permeabilidad y estabilidad de las membranas 1 celulares. Actúa también como segundo mensajero de las señales de transducción, en la contracción muscular y transmisión nerviosa, entre otras. Tener un equilibrio en el consumo de Ca es importante, ya que tanto el exceso como la carencia tienen repercusiones importantes a nivel funcional y metabólico, con efectos nocivos para la salud, ya que una disminución en el consumo de Ca puede producir alteraciones neurológicas como convulsiones y, cardiovasculares como taquicardia (Cashman y Flynn 1999). En tanto que la hipercalcemia puede manifestarse con depresión psicosis, cálculos renales, nausea anorexia entre otros (Bourges et al., 2005). De acuerdo a datos de la World Health Organization (OMS) 1994, la carencia de Ca en la alimentación es uno de las más importantes, junto con el hierro, vitaminas y otros micronutrientes esenciales. Con relación a la solución del problema se proponen cambios en los hábitos alimenticios en el caso de países desarrollados, en los países en desarrollo, donde la carencia de Ca se asocia con otras proteínas de origen animal, vitamina A, vitamina D, hierro, zinc, se investiga en la actualidad con el fin de proponer estrategias para eliminar las deficiencias en micronutrientes. Por ejemplo, se estudia cómo mejorar la biodisponibilidad de minerales en legumbres y otros vegetales y alimentos para animales en pastoreo (McDowell et al., 1984, Segura Correa y Castellanos Ruelas, 1999, Feugang et al., 2006, Gebremariam et al., 2006). Para el trabajo con ratas en el laboratorio es importante el uso de una dieta balanceada, para facilitar la interpretación de resultados entre laboratorios y experimentos. Tras varias pruebas con diferentes dietas, el resultado de las deliberaciones del American Institute of Nutrition Ad Hoc Writing Committee es la dieta AIN-93, utilizada en este trabajo. MATERIALES Y MÉTODOS Condiciones generales Se utilizaron 220 ratas (Rattus norvegicus) de la cepa Wistar de ambos géneros y diferentes edades (3- 24 semanas), registrando peso y edad de cada animal. Los animales fueron mantenidos en condiciones de bioterio, siguiendo los lineamientos para el manejo de animales de la National Research Council (2003), ciclo de LO 12:12 (luces encendidas a las 07:00 h) y humedad aproximada de 40-50%). Para los experimentos se utilizaron camadas (n=8) de ratas control (n=5 por edad), mantenidas con agua y alimento (Purina Chow, AIN-96) ad libitum. De las cuales se formaron 24 grupos para cada grupo de edad y condición nutricional. Restricción de nutrimentos Grupo1. Las dietas deficientes en nutrimentos, se formularon por medio de reducción la ingesta una dieta control (Purina Chow, AIN-96) al 40%. Se utilizaron animales recién destetados y hasta las 24 semanas, para provocar una disminución en la densidad mineral ósea de los animales privados de alimento. Las dietas fueron suplementadas con material no nutritivo (Alphacel Non nutritive bulk MP Biomedicals LLC). Grupo 2. Ratas control (n=5 por edad), mantenidas con agua y alimento (Purina Chow, AIN-96) ad libitum. De las cuales se formarán 12 grupos para cada grupo de edad. 2 Registro de densidad óptica La transmisión de rayos X, es la herramienta principal del sistema de densitometría ósea DEXA y está basado básicamente en la ley de Beer. Actualmente en la bibliografía no se cuenta con éstas curvas de comportamiento normal de la densidad mineral ósea de huesos en ratas (hidroxiapatita) Wistar, de ahí la importancia de poder contar con esta información, ya que a partir de ella, se podrá determinar el comportamiento de la misma en animales de experimentación nutrimental. El uso de un equipo dental de difracción y el acople de un sensor digital, podemos mediante calibración con hueso plano de res, cerdo y pollo establecer curvas de calibración para obtener las densidades minerales óseas de huesos de rata en función de la edad, tanto para obtener la curva normal equivalente a la obtenida por DEXA en humanos como para estudiar los procesos de calcificación o descalcificación producidos en los ensayos con diferentes dietas. Posterior al establecimiento de la curva normal de densidad mineral ósea utilizando el sistema radiológico, se está estudiando in vivo la densidad mineral ósea de ratas y se podrá establecer si existen niveles por debajo de la curva normal para determinar los limites de osteopenia en ratas con mal nutrición, las cuales posteriormente, serán alimentadas con una dieta equivalente a la normal pero con los minerales (principalmente calcio) provenientes del nopal y de una dieta normal para rata. RESULTADOS Los hallazgos mostraron disminución significativa asociada con la carencia de nutrimentos (Fig. 1). La disminución se observa a partir de la semana 6 de edad y se acentúa la disminución la semana 8. El estudio continuará hasta la edad hasta (semana 14) de las ratas alcancen la edad adulta. 200 Control Desnutrido Densidad óptica (Pixel) 180 160 140 120 100 0 2 4 6 8 10 Edad (Semanas) Fig.1. Curva de absorción normal y con dieta de las ratas hembras (n=15). 3 DISCUSIÓN Y CONCLUSIONES Esta parte del estudio incluye la calibración del equipo de rayos X para la evaluación de la densidad mineral ósea por el de transmisión de rayos x. Los resultados mostraron disminución de la densidad óptica debida a la carencia de nutrientes en las primeras semanas de vida que es cuando ocurre el crecimiento rápido (Tamaki y Uchiyama, 1995). La disminución de la densidad se observa a partir de la sexta semana, el estudio se continuará hasta la semana 14, con la finalidad de obtener un modelo de osteopenia para el estudio experimental de la osteoporosis. Falta hacer el análisis para obtener valores equiparables a los obtenidos con el DEXA que permita determinar el nivel de porosidad del hueso asociado con la densidad mineral ósea. Finalmente validar y promover el uso del método para el diagnóstico y prevención de osteoporosis. Se plantea realizar la captura de imágenes en estos mismos animales y llevarlos hasta la edad de 24 meses; considerada la vida promedio de éstos animales. AGRADECIMIENTOS: CONACyT Proyecto no. 91211 REFERENCIAS Bourges-Rodríguez H, Casanueva E y Rosado JL (eds.). Recomendaciones de ingestión de nutrimentos para la población mexicana. Bases fisiológicas Tomo I. Editorial Médica Panamericana, México 391 pp, 2005. Cashman KD, Flynn A: Optimal nutrition: calcium, magnesium and phosphorus. Proc Nut Soc, 58:477-487, 1999. Feugang JM, Konarski P, Zou D, Stintzing FC, Zou C. Nutritional and medicinal use of Cactus pear (Opuntia spp.) cladodes and fruits. Front Biosci 11: 2574-2589, 2006. Gebremariam T, Melaku S, Yami A. Effect of different levels of cactus (Opuntia ficus-indica) inclusion on feed intake, digestibility and body weight gain in tef (Eragrostis tef) straw-based feeding of sheep. An Feed sci Tech, 131: 42-51, 2006. McDowell LR, Conrad JH, Ellis GL and Loosli JK. 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