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UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES IZTACALA EFECTO DE Buddleja cordata (TEPOZÁN) SOBRE EL FACTOR NUCLEAR (NFκB) Y EL RECEPTOR ACTIVADO POR PROLIFERADORES PEROXISOMALES (PPARγ) EN LA NEFROPATÍA DIABÉTICA T E S I S QUE PARA OBTENER EL TÍTULO DE BIÓLOGA P R E S E N T A ADRIANA MIRANDA OCAÑA DIRECTORA DE TESIS DRA. BEATRIZ VÁZQUEZ CRUZ LOS REYES IZTACALA, TLALNEPANTLA, ESTADO DE MÉXICO 2018 UNAM – Dirección General de Bibliotecas Tesis Digitales Restricciones de uso DERECHOS RESERVADOS © PROHIBIDA SU REPRODUCCIÓN TOTAL O PARCIAL Todo el material contenido en esta tesis esta protegido por la Ley Federal del Derecho de Autor (LFDA) de los Estados Unidos Mexicanos (México). El uso de imágenes, fragmentos de videos, y demás material que sea objeto de protección de los derechos de autor, será exclusivamente para fines educativos e informativos y deberá citar la fuente donde la obtuvo mencionando el autor o autores. Cualquier uso distinto como el lucro, reproducción, edición o modificación, será perseguido y sancionado por el respectivo titular de los Derechos de Autor. En dos palabras puedo resumir cuanto he aprendido acerca de la vida… ¡Sigue adelante! Robert Frost AGRADECIMIENTOS Hoy me permito brindar toda mi admiración y reconocimiento a aquellas personas que estuvieron pendiente de mí, mientras yo me embarcaba en este viaje llamado BIOLOGÍA. Primero quiero agradecer a mis padres Elvira Ocaña y Juan Miranda por todo el apoyo que me brindaron. Siempre serán un gran ejemplo de tenacidad e inteligencia para mí. Gracias por dejarme zarpar e izar las velas de mi propio barco para navegar a un rumbo desconocido. A mis hermanas Faby y Aby por ser la brújula en mi camino de regreso a casa. Llenas de consejos alegraron mis días tristes o estresados. Gracias por creer en mí todo el tiempo y ayudarme a impulsar el vuelo cuando mis alas estaban cansadas. Agradezco también a la Dra. Bety y al M. en C. David, que con su sabiduría, paciencia y grandes consejos, me ayudaron a crecer personal y profesionalmente. Fue un honor trabajar en el laboratorio de Farmacología de la UIICSE. A mis sinodales la Dra. Rocio, al Dr. Maximiliano y al Dr. Martín por haber dedicado su tiempo a revisar este trabajo. Por sus aportes, sugerencias y comentarios que contribuyeron en el término del mismo. Al Biólogo Manuel, quien en su momento me apoyó a realizar parte de este trabajo mientras yo salía a trabajar. Gracias por tus consejos y por tan buenos deseos para mi futuro. A mis amigos Peter, Dany y Sami, ya que sin ellos yo hubiera tropezado y hasta abandonado este barco antes de lo esperado. A mi compañero y amigo de laboratorio Omar, por rescatarme de las tormentas y uno que otro chubasco ocurrido durante este año. A todos ustedes porque de no haberse cruzado en mi rumbo, todo este viaje no hubiera sido tan divertido como lo fue. Por último, pero no menos importante, doy gracias a la Facultad de Estudios Superiores Iztacala en especial a la carrera de Biología por abrirme las puertas del conocimiento. Pero mi más grande reconocimiento es para la máxima casa de estudios, Universidad Nacional Autónoma de México, por darme una segunda oportunidad para disfrutar de esta gran experiencia educativa. ÍNDICE GENERAL RESUMEN………………………………………………………………………………... 1 1. INTRODUCCIÓN……………………………………………………………………… 3 1.1Diabetes Mellitus (DM)…………………………….….…………………...…... 3 1.2 Clasificación…………………………………………..……………..…………. 4 1.2.1 Diabetes Mellitus Tipo 1………………………..……………..…………. 4 1.2.2 Diabetes Mellitus Tipo 2…………………………………………….…… 4 1.2.3 Diabetes Gestacional...…………………………..……………...….…… 4 1.3 Complicaciones de la Diabetes Mellitus……………….…..………..………. 5 1.4 Nefropatía Diabética (ND)..……………………………..…………..…...…… 6 1.4.1 Estadios de la ND….....…………………………………………….……. 8 1.5 Mecanismos involucrados en el desarrollo de la ND………………….....….9 1.5.1 Vía del sorbitol………………………………………………...…..... 10 1.5.2 Vías de las hexosaminas…………………….….…..……….....… 11 1.5.3 Vía de las proteínas Cinasa C (PKC)…………………………..… 11 1.5.4 Productos finales de glucosilación avanzada………..…............ 12 1.5.5 Sistema Renina Angiotensina (SRA)………….……….…........... 13 1.5.6 Estrés oxidativo…………………………………………….……….. 14 1.5.6.1 Especies reactivas y radicales libres……………….….….… 14 1.5.6.2 Antioxidantes………………………….…………………….…. 15 1.6 ND y proceso inflamatorio..……………………………………………...…. 18 1.6.1 Factor nuclear kappa B (NFκB).…..………………………….…….. 19 1.6.2 Receptores activados por proliferadores peroxisomales (PPARs)………………….…………………………………………….…….. 21 1.7 Buddleja cordata..…………………………………………………….……... 23 1.7.1 Características botánicas……………………..…………….……… 23 1.7.2 Distribución geográfica……….………………...…………….……. 24 1.7.3 Composición química……………………………...………....……. 25 2. ANTECEDENTES……..……………………………………………...…….……….. 26 3. JUSTIFICACIÓN.….……………………………………………………….………... 27 4. HIPÓTESIS……………………………………………………………………………. 27 5. OBJETIVO GENERAL……………………………………………………………….. 28 5.1 Objetivos particulares…………………………………………………….…. 28 6. MATERIAL Y MÉTODOS………………………………………….……………….... 29 6.1 Material biológico…………………………………………………...……..… 29 6.1.1 Material vegetal………………………………………………………... 29 6.1.1.1 Preparación del extracto metanólico de B. cordata (EMBC).. 29 6.1.1.2 Cuantificación de fenoles totales en el EMBC…….……….… 30 6.1.1.3 Determinación de la capacidad antioxidante del EMBC.….… 30 6.1.2 Experimentos in vivo…………....………………...…….….………… 30 6.2 Inducción a DM………………………………..……………….….…………. 31 6.3 Determinación de hipertrofia renal………………………….….………..… 33 6.3.1 Relación peso renal/peso corporal…………………………………...33 6.3.2 Cociente proteínas/ DNA……………………………..…………..….. 33 6.4 Determinación de la función renal………………….……..…………………34 6.4.1 Proteinuria……………………………………..………………………..34 6.4.2 Depuración de creatinina…………………..………….………………34 6.5 Determinación del NFκB y PPARγ………..……...………………………....35 6.6 Western Blot (Electroforesis y Transferencia)……….………………….....36 6.7 Análisis estadístico……………………………...…………………………....37 7. RESULTADOS……………………………………..……………………………….….38 7.1 Identificación de Buddleja cordata y obtención del EMBC…………….…38 7.1.1 Fenoles totales y actividad antioxidante “in vitro” de EMBC…...38 7.2 Modelo de DM…..………………………..….……………………………..…39 7.3 Efecto del EMBC sobre la DM…………….…….………………………...…41 7.4 Efecto del EMBC sobre la hipertrofia renal……………….……………......45 7.5 Efecto del EMBC sobre la función renal……………….………………..….47 7.6 Efecto del EMBC sobre la expresión del NFκB.……...…………….…...….49 7.7 Efecto del EMBC sobre la expresión del PPARγ..………..………..………52 8. DISCUSIÓN…...………………………………………………………………………..53 9. CONCLUSIÓN……...………………………………………………………………….61 10. REFERENCIAS……………………………………………….……………………...62 11. APÉNDICES……………………………………………………………………..……72 ÍNDICE DE TABLAS Tabla 1. Clasificación de la DM…………………………………………………….……...5 Tabla 2. Estadios de la ND según Mogensen 1985……………………………………..9 Tabla 3. Clasificación y abreviaturas de los radicales libres y especies reactivas….15 Tabla 4. Clasificación de los diferentes antioxidantes…………………………………16 Tabla 5. Acciones y mecanismos de diversas sustancias antioxidantes…………….17 Tabla 6. Grupos experimentales y tratamientos………………………………………. 31 Tabla 7. Efecto de la estreptozotocina (STZ) sobre la concentración de glucosa sanguínea, duranteseis semanas….……………………………………….…………..40 Tabla 5. Efecto de la STZ sobre los síntomas clínicos de la DM………………………40 ÍNDICE DE FIGURAS Figura 1. Mapa de incidencia de diabetes en el mundo…………………………………3 Figura 2. Mecanismos en el desarrollo de la ND…………….………..………………..10 Figura 3. Papel del NFκB en la progresión de la ND…………………………………. 19 Figura 4. Regulación y activación del NFκB…………………………….…………….. 20 Figura 5. Mecanismo de transcripción génica de los PPARs………….….……….… 21 Figura 6. B. cordata……….…………………………………...……………………….... 23 Figura 7. Imágenes de B.cordata………...…………………………………………….. 24 Figura 8. Distribución Geográfica de B. cordata………..…………………….……….. 25 Figura 9. Procedimiento de extracción con Soxhlet…………….……………..……... 29 Figura 10. Curva patrón de ácido gálico obtenida con la prueba Folin-Ciocalteu…...38 Figura 11. Efecto antioxidante del EMBC in vitro……………………………………….39 Figura 12. Efecto del EMBC sobre la concentración de glucosa sanguínea durante seis semanas…………………………………………………………………………..….41 Figura 13. Efecto del EMBC sobre el consumo de alimento…..………………….......42 Figura 14. Efecto del EMBC sobre el consumo de agua en 24h………………………43 Figura 15. Efecto del EMBC sobre la excreción de orina colectada en 24h….………44 Figura 16. Efecto del EMBC sobre el peso corporal (P.C.)……………………………45 Figura 17. Efecto del EMBC sobre la relación peso renal (mg) entre el peso corporal (g)…………………………………………………………………………………………...46 Figura 18. Efecto del EMBC sobre el cociente proteínas/DNA en corteza renal..…..46 Figura 19. Efecto del EMBC sobre la excreción de proteínas en orina……………. 47 Figura 20. Efecto de EMBC sobre la depuración de creatinina…………….………. 48 Figura 21. Efecto de EMBC en la expresión del NF-κB en núcleo en corteza renal………………………………………………………………………………………...49 Figura 22. Efecto de EMBC en la expresión de NF-κB en citoplasma en corteza renal…………………………………………………………………………………….…. 50 Figura 23. Expresión de NF-κB en citoplasma (C) y núcleo (N) en riñón de ratas con distintos tratamientos………………………………………………………………....…. 51 Figura 24. Expresión de PPARγ en riñón de ratas diabéticas con diferentes tratamientos…………………………………………………………………………..…... 52 ABREVIATURAS AGEs Productos de Glucosilación Avanzada Ang I Angiotensina I Ang II Angiotensina II AR Aldosa reductasa bFGF Factor de crecimiento de fibroblastos Cap Captopril CAT Catalasa CTGF Factor de crecimiento de tejido conectivo DAG Diacilglicerol DM Diabetes Mellitus DM DM1 Diabetes Mellitus Tipo 1 DM2 Diabetes Mellitus Tipo 2 DM-Cap Grupo tratado con Captopril DM-Vit E Grupo tratado con Vitamina E DM-EMBC Grupo tratado con extracto metanólico de B.cordata EAG Equivalentes de ácido gálico ECA Enzima convertidora de angiotensina EDTA Ácido etilendiaminotetraacético EMBC Extracto metanólico de Buddleja cordata EOx Estrés oxidativo ER Especies reactivas ERO Especies reactivas de oxígeno FG Filtrado glomerular GC Grupo Control G-DM Grupo de ratas diabéticas GR Glutatión reductasa HCl Ácido clorhídrico HFG Hiperfiltración glomerular ICAM-1 Moléculas de adhesión intercelular 1 IκB Proteína inhibidora de NFκB IL Interleucina IR Insuficiencia renal MB Membrana basal NaCl Cloruro de sodio NADH Nicotinamida adenina dinucleótido reducido NADPH Nicotinamida adenina dinucleótido fosfato reducido ND Nefropatía Diabética NFκB Factor nuclear kappa B NOS Óxido Nítrico sintetasa MBG Membrana basal glomerular OMS Organización Mundial de la Salud PA Presión arterial PAI-1 Inhibidor del activador del plasminógeno-1 PDGF Factor de crecimiento derivado de plaquetas PKC Proteína Cinasa C PPARs Receptor Activado por Proliferadores Peroxisomales RAGE Receptores de productos de glucosilación avanzada RL Radicales libres RIS Especies reactivas de hierro RCS Especies reactivas de cobre RNS Especies reactivas de nitrógeno ROS Especies reactivas de oxígeno SDH Sorbitol deshidrogenasa SDS Dodecil Sulfato de Sodio SRA Sistema Renina Angiotensina STZ Estreptozotocina TEMED Tetrametiletilendiamina TNFα Factor de necrosis tumoral alfa TGFβ-1 Factor de crecimiento transformante beta 1 TNFα Factor de necrosis tumoral alfa UIICSE Unidad de Investigación Interdisciplinaria en Ciencias de la Salud y la Educación VCAM -1 Molécula de adhesión celular vascular 1 1 RESUMEN La nefropatía diabética (ND) es una complicación de la diabetes mellitus (DM) y la primera causa de insuficiencia renal terminal. Los mecanismos fisiopatológicos de la ND no son del todo conocidos pero se sabe que intervienen factores hemodinámicos, metabólicos y genéticos, los cuales desencadenan una reacción inflamatoria que llevan a la ND. El proceso inflamatorio es una respuesta del organismo a un estímulo nocivo como el estrés oxidativo (EOx) generado por la hiperglucemia y en él está involucrada la activación del factor nuclear kappa B (NFκB), por su parte los receptores activados por proliferadores peroxisomales (PPARs) son activados por ligandos y ejercer un efecto antiinflamatorio al interferir con la regulación transcripcional de NFκB. Es por ello que se recomienda el consumo de productos naturales que actúen como ligandos de PPARs o como antioxidantes que eviten el EOx y la activación de NFκB. Buddleja cordata (Tepozán) es un árbol que posee compuestos fenólicos con capacidad antioxidante. Objetivo: Evaluar el efecto de Buddleja cordata (Tepozán) sobre la expresión de citocinas proinflamatorias en la nefropatía diabética. Método: Se obtuvo el extracto metanólico de las hojas de B. cordata (EMBC). Se utilizaron 30 ratas macho Wistar, separadas en seis grupos, durante seis semanas. Cinco grupos fueron inducidos a DM con estreptozotocina (STZ) y a las 48 h se inició el tratamiento con captopril (Cap) (25 mg/kg), vitamina E (250 mg/kg), y EMBC 50 y 100 mg/kg, vía oral. Cada tercer semana se cuantificó la glucosa y el peso. A la sexta semana se midió la ingesta de alimento, agua y excreción de orina. El último día los organismos fueron anestesiados, se tomaron muestras de sangre y se extrajeron los riñones. El índice de masa renal se determinó mediante la relación peso del riñón / peso corporal y la hipertrofia con el cociente de proteínas/DNA. La función renal se evaluó a través de la proteinuria y la depuración de creatinina. Se determinó la expresión del NFκB (en núcleo y citoplasma) y PPARγ, en corteza renal, por Western Blot. Finalmente se analizaron los datos por medio de ANOVA y se compararon las medias mediante los métodos de Tukey y Dunnet. Resultados: El EMBC tuvo un rendimiento de 37.43%. En la cuantificación de fenoles totales presentó 210 mg EAG/g. La CA50 2 del extracto frente al radical DPPH fue de 25.1 ± 0.1 g/mL. Se desarrolló un modelo de DM con STZ, ya que los niveles de glucosa del grupo DM fue significativamente mayor (500.8 mg/dL ± 14.2) al GC (100.8 mg/dL ± 2.6). Los síntomas como la polifagia, poliuria y polidipsia así como la pérdida de peso fueron evidentes en los grupos DM inducidos con STZ durante las seis semanas. El EMBC no presentó efecto contra la hipertrofia renal. Los grupos Cap, Vit E y ambas dosis de EMBC tuvieron un efecto nefroprotector, ya que disminuyeron la proteinuria (60%, 44% 31% y 40%, respectivamente) comparadas con G-DM. Los grupos Cap, Vit E y EMBC 100 mg/kg aumentaron significativamente la depuración de creatinina. La expresión de NFκB en el núcleo aumentó significativamente en el G-DM (1.134 01 ± 0.1 u.a.) en comparación con el GC (0.614 ± 0.01 u.a.) mientras que los grupos tratados con EMBC 50 y 100 mg/kg disminuyeron dicha expresión (0.704 ± 0.2, 0.291 ± 0.04 u.a.) en comparación con el G-DM. Respecto a la expresión de NFκB en citoplasma, el G-DM (0.29 ± 0.03 u.a) disminuyó su expresión en comparacióncon el GC (0.82 ± 0.1 u.a.). Mientras que los grupos Cap, Vit E, EMBC 50 mg/kg (0.782 ± 0.1 u.a.) y EMBC 100 mg/kg (0.745 ± 0.1 u.a) aumentaron la expresión en comparación con el G-DM. El extracto metanólico de B. cordata no tuvo efecto sobre la expresión de PPARγ. Conclusión: El EMBC tiene compuestos que retardan el daño renal, ya que disminuye la proteinuria, aumenta la depuración de creatinina y evita las translocación de NFκB al núcleo. Se sugiere que los compuestos responsables de estos efectos son los fenoles los cuales presentaron capacidad antioxidante in vitro. 3 1. INTRODUCCIÓN 1.1Diabetes mellitus (DM) La diabetes mellitus (DM) es una enfermedad crónica degenerativa con grados variables de disposición hereditaria. La DM se caracteriza por hiperglucemia crónica debido a la deficiencia en la secreción de insulina o resistencia de las células del tejido adiposo y muscular a la acción de esta hormona (Reinauer et al., 2005). Incluso causa alteraciones en el metabolismo de carbohidratos, lípidos y proteínas (Rosado-Pérez y Mendoza-Núñez, 2007), Figura 1. Mapa de incidencia de diabetes en el mundo. Tomado del Atlas de la Diabetes de la IDF (2015). 4 1.2 Clasificación de la DM En 2015, la Federación Internacional de Diabetes (IDF por sus siglas en inglés) clasificó esta enfermedad en: DM tipo 1 (DM1), DM tipo 2 (DM2) y Diabetes gestacional. No obstante también incluyó otros tipos de diabetes menos comunes. 1.2.1 Diabetes mellitus tipo 1 La DM1, también conocida como diabetes insulinodependiente o juvenil, es causada por una destrucción autoinmunitaria de las células β pancreáticas encargadas de la secreción de insulina. La falta de insulina reduce la eficacia en el transporte de glucosa hacía células del tejido adiposo, muscular y cardiaco. Además aumenta la producción de glucosa en el hígado (Warram y Krolewski, 2005). 1.2.2 Diabetes mellitus tipo 2 La DM2, conocida anteriormente como no insulinodependiente, se presenta con mayor frecuencia en la población adulta, no obstante en la actualidad hay más casos de niños y adolescentes que presentan este tipo de diabetes. La DM2 es causada por la resistencia de los tejidos periféricos (tejido muscular y adiposo) a la acción de la insulina y por deficiencia relativa de la hormona. De tal forma que tanto la resistencia, como la deficiencia de insulina producen hiperglucemia (Kumar et al., 2010) 1.2.3 Diabetes gestacional La DM gestacional se caracteriza por hiperglucemia en el transcurso del embarazo; ésta puede desaparecer al término del embarazo o persistir como intolerancia a la glucosa o diabetes clínica. A una mujer que se le detecta DM gestacional corre un mayor riesgo de desarrollar diabetes gestacional en otros embarazos, así como DM2 a lo largo de su vida. Por su parte los neonatos de madres con DM gestacional tienen una mayor probabilidad de desarrollar DM2 en su adolescencia o juventud (IDF, 2015). 5 CLASIFICACIÓN DE LA DIABETES MELLITUS Organización Mundial de la Salud (OMS) I. DIABETES MELLITUS TIPO 1 (DM1) a) Autoinmune b) Idiopática II. DIABETES MELLITUS TIPO 2 (DM2) III. DIABETES GESTACIONAL IV. OTROS TIPOS ESPECÍFICOS DE DIABETES Defectos genéticos de la función de las células β pancreáticas Defectos genéticos del páncreas exocrino Endocrinopatías: acromegalia, hipotiroidismo, síndrome de Cushing etc. Diabetes inducida por fármacos o productos químicos: glucocorticoides, hormona tiroidea, agonistas beta adrenérgicos, tiacidas, interferón, etc. Infecciones: rubeola congénita, citomegalovirus, etc Formas infrecuentes de diabetes Otros síndromes genéticos a veces asociados a diabetes: síndrome de Down, porfiria, etc 1.3 Complicaciones de la diabetes mellitus Las complicaciones de la DM pueden ser agudas o crónicas (Mediavilla Bravo., 2001). Una complicación aguda puede surgir rápidamente como es el caso de la cetoacidosis, acidosis láctica o coma hiperosmolar. Por su parte, una complicación crónica se desarrolla a largo plazo debido a la hiperglucemia constante y a otros factores de riesgo cardiovascular como son la hipertensión arterial, dislipidemia y tabaquismo que determinan la aparición de dichas complicaciones (Díaz-Flores et al., 2004). La hiperglucemia causa alteraciones estructurales y funcionales en los vasos sanguíneos, las cuales pueden ser microvasculares y macrovasculares: las primeras, producen retinopatía que concluyen en ceguera; nefropatía que termina Tabla 1. Clasificación de la DM (Reinauer et al., 2005). 6 en insuficiencia renal así como lesiones en los nervios periféricos que ocasionan impotencia sexual y pie diabético (Zorrilla-García y Fernández-Argones, 1999). Por su parte, las complicaciones macrovasculares producen enfermedades cardiovasculares, como los ataques cardiacos, accidentes cerebrovasculares e insuficiencia circulatoria en las extremidades inferiores (Díaz-Flores et al., 2004). 1.4 Nefropatía Diabética La nefropatía diabética (ND) es una complicación vascular crónica, en la que se afecta la microcirculación renal originando una serie de alteraciones funcionales y estructurales principalmente a nivel glomerular (Breyer, 1992). Este padecimiento afecta a alrededor del 15 al 25% de los pacientes con DM1 y de un 30 a un 40% de los pacientes con DM2, además es la causa principal de insuficiencia renal terminal (Mediavilla, 2001). Se desconocen los mecanismos en la fisiopatología de la ND pero se tiene certeza de la intervención de factores hemodinámicos, metabólicos y genéticos que confluyen para iniciar los cambios funcionales y estructurales a nivel renal (Torres y Zacarías, 2002). Las primeras alteraciones, sin manifestación clínica, que presentan un paciente con ND son la hipertrofia e hiperfiltración glomerular. La hipertrofia renal es el aumento del tamaño de las células renales debido a la síntesis de más componentes estructurales de las mismas. Al haber una afectación progresiva del riñón, el número de nefronas disminuye, por lo que las que quedan se ven sometidas a una sobrecarga en sus funciones y aumentan de tamaño para compensarlo. La hipertrofia renal se puede inducir por las acciones coordinadas de los sensores mecánicos (aumento de la carga de trabajo) como los factores de crecimiento transformante beta (TGF- β), el factor de crecimiento parecido a la insulina (IGF-1), el factor de crecimiento fibroblástico y los agentes vasoactivos como la endotelina 1 y angiotensina II (Cusumano, 2003). 7 Por su parte la hiperfiltración glomerular (HFG) es un fenómeno hemodinámico complejo que se caracteriza por aumentar la filtración a más de 150 mL/min de plasma, ya que normalmente solo se filtran de 80 a 120 mL/min (Torres y Zacarías, 2002). La HFG se presenta en un 25 a 75% de los pacientes con DM1 y en 63% de los pacientes con DM2 (Mascheroni, 2014). Otro cambio es el engrosamiento de la membrana basal glomerular (MBG), cuya función principal es actuar como barrera para las proteínas que penetran el ultrafiltrado. Su engrosamiento se debe a los depósitos de fibrina y otros agregados que estimularán la formación de matriz mesangial, lo que hace que la membrana sea más permeable a proteínas y otras macromoléculas (Torres y Zacarías, 2002). Las alteraciones antes descritas no presentan ningún síntoma clínico por lo que es difícil detectar la ND, no obstante una manifestación clínica es la microalbuminuria, la cual consiste en la excreción urinaria de albúmina entre 30-300 mg/min. El factor clave de su origen se relaciona con alteraciones en la síntesis de la matriz glomerular extracelular, es decir mesangio y membrana basal. Estos cambios son secundarios a una disminución de las síntesis de proteoglicanos que originan una pérdida de la carga negativa en lamembrana y, en consecuencia, escape de proteínas principalmente albúmina (Torres y Zacarías, 2002). Si la enfermedad sigue su curso debido a un mal control de la hiperglucemia crónica y la presión arterial, se hace presente la macroalbuminuria o proteinuria que es la excreción urinaria de proteínas mayor de 200 mg/min, que equivale a 0.5 g de proteína/día. Si la proteinuria persistente señala el deterioro progresivo de la función renal (Cusumano, 2003). Por último, se observa glomeruloesclerosis y enfermedad renal terminal, la cual se clasifica en dos: difusa y nodular. La primera se caracteriza por el engrosamiento difuso de la pared capilar y del mesangio. Este tipo de lesión se generaliza a todo el glomérulo y luego a todo el riñón. Por su parte la glomeruloesclerosis nodular es 8 la más típica en la ND, en ella el glomérulo puede estar normal o aumentado y en el centro de los lóbulos periféricos se aprecian nódulos aislados o múltiples. Finalmente, cada uno de estos eventos generan daño renal permanente o insuficiencia renal terminal (Torres y Zacarías, 2002). 1.4.1 Estadios de la ND Una de las clasificaciones que se utilizan para explicar el progreso de la ND es la propuesta por Mogensen y Schmitz (1988), el cual la divide en cinco estadios (Tabla 2): Estadio I: Se caracteriza porque la ND se desarrolla de forma asintomática. Se presenta hipertrofia renal e hiperfiltración glomerular (HFG) que son reversibles con el control de la hiperglucemia, además de que no hay evidencia de cambios estructurales. Estadio II: Hay engrosamiento de la MBG y la expansión del mesangio. No presenta síntomas clínicos y es reversible con el control de la HFG y la hiperglucemia. Estadio III: Presencia de microalbuminuria persistente (30 a 300 mg/día), HFG conservada, por lo que un paciente con estos síntomas se le detecta una nefropatía incipiente que puede ser reversible si se tiene un control de la hiperglucemia, de la presión arterial y del metabolismo. Estadio IV: La ND sigue progresando y se presentan síntomas como la proteinuria persistente y creciente (más de 300 mg/día), hipertensión intraglomerular y sistémica, disminución del filtrado glomerular (FG) y engrosamiento de la MBG. Un paciente con estos síntomas tendrá una nefropatía diabética establecida y, a diferencia de los estadios anteriores, no es reversible. 9 Estadio V: La ND se caracteriza por la caída del FG, hipertensión, proteinuria en rangos nefróticos (mayor a 3.5 g en 24 h) y deterioro progresivo de la función renal hasta la insuficiencia renal terminal (IR) (Torres y Zacarías, 2002). Tabla 2. Estadios de la ND según Mogensen (Mogensen y Schmitz,1988). Estadio Característica Estimado de Filtrado Glomerular Albuminuria Presión arterial Estadio 1 Presente al momento del diagnóstico de DM Hiperfiltración glomerular Incrementada en DM 1 y 2 Puede estar presente en forma episódica y reversible con control glucémico. DM1: normal DM2: normal o incrementada Estadio 2 Primeros 5 años Engrosamiento de la membrana basal y expansión del mesangio Normal Puede estar presente en forma episódica y reversible con control glucémico DM1: normal DM2: normal o incrementada Estadio 3 6 a 15 años Microalbuminuria Normal o disminuido en relación a su basal 30 a 300 mg/día DM1: incrementada DM2: normal o incrementada Estadio 4 15 a 25 años Macroalbuminuria Normal o disminuido y en descenso progresivo >300 mg/día Hipertensión Estadio 5 25 a 30 años Insuficiencia renal terminal 0 a 10 mL/min Disminuyendo Hipertensión 1.5 Mecanismos involucrados en el desarrollo de la ND La DM activa vías metabólicas que generan incremento en la concentración de radicales libres (RL) y aumento en la concentración de metabolitos, tales como, fructosa, sorbitol y las triosas fosfatos, estos últimos pueden provocar productos de glucosilación avanzada, así como un incremento en la síntesis de diacilglicerol, los cuales activan a la proteína cinasa C (Pérez-Gallardo et al., 2009). 10 1.5.1 Vía del sorbitol Existen distintas vías metabólicas en las que participa la glucosa intracelular dependiendo de los requerimientos de la célula, sin embargo, la ruta preferencial es la vía del sorbitol o vía de los polioles. En dicha vía, la glucosa es transformada por la acción de la aldosa reductasa (AR) y la sorbitol deshidrogenasa (SDH), en sorbitol y éste a su vez en fructosa. La AR se activa debido a la hiperglucemia y requiere de la nicotinamida adenina dinucleótido fosfato reducido (NADPH) como coenzima. Por su parte, la enzima SDH cataliza la oxidación del sorbitol en fructosa y da paso a la formación de nicotinamida adenina dinucleótido reducido (NADH). Figura 2. Mecanismos en el desarrollo de la ND ( modificado de Mora-Fernández et al., 2008). 11 Un incremento en la vía del sorbitol conlleva a desórdenes en la hemodinámica renal y se ha encontrado una relación directa entre los componentes de esta vía y la microalbuminuria (Triana, 2001). Además, el incremento intracelular de sorbitol y la fructosa genera el descenso en la concentración de NADPH, lo que afecta la actividad de las enzimas antioxidantes como la catalasa (CAT) y la glutatión reductasa (GR) promoviendo EOx (Díaz-Flores et al., 2004). 1.5.2 Vía de las hexosaminas La elevación de las concentraciones intracelulares de glucosa modifica la vía de las hexosaminas. La fructosa intracelular, metabolito de la vía del sorbitol, se convierte en fructosa-6-fosfato por acción de una hexoquinasa específica, y ésta se une a un grupo amino procedente de la glutamina (reacción irreversible catalizada por la enzima fructosa-6-fosfato aminotransferasa), formándose así la glucosamina- 6-fosfato. Después de una serie de reacciones, la glucosamina-6-fosfato se transforma en UDP-N-acetilglucosamina y en UDP-N-acetilgalactosamina, las cuales son utilizadas en la formación de glucoproteínas y proteoglicanos (Al-Dallen et al., 2004). La activación de esta vía ha sido relacionada con la estimulación de la expresión de genes como el factor de crecimiento transformante beta-1 (TGFβ1) y el inhibidor del activador del plasminógeno-1 (PAI-1), además de la aparición de resistencia a la insulina. En la ND, esta vía produce una variación en la transcripción proteica que se refleja en una alteración en la proliferación de las células mesangiales y endoteliales (Triana, 2001). 1.5.3 Vía de la proteína cinasa C (PKC) La proteína cinasa C, (PKC) perteneciente a la familia de las serina-treonina cinasas, participa en la fosforilación de las proteínas encargadas de la transducción de señales intracelulares y en la regulación de las funciones vasculares (Díaz-Flores et al., 2004). La hiperglucemia estimula la liberación del diacilglicerol (DAG), el cual es un activador natural de la PKC. La activación de PKC, estimula los genes que 12 expresan las proteínas de la matriz mesangial lo que contribuye al acúmulo de matriz mesangial, así como del gen que expresa al factor transformante de crecimiento beta-1 (TGFβ1) lo que produce la hipertrofia renal y disminución de la luz de los capilares capilares glomerulares, que posteriormente producirá disminución de la filtración glomerular y aumento de la presión intraglomerular. Por otro lado, la activación de PKC aumenta la síntesis de prostaglandina E2 (PGE2) y prostaciclina (PGI2) sustancias vasodilatadoras involucradas en la hiperfiltración glomerular (Behl et al., 2008). 1.5.4 Productos finales de glucosilación avanzada Los productos finales de glucosilación avanzada, se forman por la unión no enzimática de la glucosa con las proteínas, son conocidos como AGE o AGEs (por sus siglas en inglés), la primera reacciónse conoce como reacción de Maillard y ésta se da entre el grupo carbonilo de la glucosa y el grupo amino libre de una proteína que lleva a la formación de una base de Schiff, enseguida por medio de un reordenamiento intramolecular lento se transforman en compuestos más estables llamados productos de Amadori (Díaz-Flores et al., 2004). Los productos de Amadori, a través de otras reacciones irreversibles (oxidación, deshidratación y degradación) originan los AGEs, que son compuestos altamente estables. Además de la reacción de Maillard, otras vías pueden originar los AGE como, por ejemplo, la autooxidación de la glucosa y la peroxidación de los lípidos que originan derivados dicarbonílicos a partir de un incremento del estrés oxidativo (Hegab et al., 2012). Algunos de los efectos de los AGEs son debidos a su interacción con sus receptores específicos (RAGE). Los RAGEs son receptores multi-ligandos que median muchos de los efectos de los AGEs y son expresados en varios tejidos a nivel de la superficie celular de células endoteliales, fagocitos mononucleares, monocitos, macrófagos, hepatocitos, microglia, células de músculo liso, astrocitos, ciertas neuronas, células mesangiales y podocitos, entre otras. Bajo condiciones normales la expresión de los RAGEs es baja, mientras que en condiciones patológicas, como la diabetes, su expresión es mayor, coincidente con un mayor nivel de AGEs (Hegab et al., 2012). 13 Al unirse los AGEs con sus receptores desencadenan diversos efectos con la subsiguiente generación de especies reactivas de oxigeno (ERO), los AGEs activan factores de transcripción como el factor nuclear kappa B (NFκB), así como la activación de diversos péptidos y proteínas, incluyendo factores de crecimiento, citocinas, proteínas de matriz extracelular y el inhibidor del activador del plasminógeno (PAI-1). En los macrófagos inducen la producción de la interleucina - 1 (IL-1) y el factor de necrosis tumoral alfa (TNF- alfa). En los glomérulos inducen aumento de la síntesis del colágeno IV (Sugimoto et al., 2008). 1.5.5 Sistema Renina Angiotensina (SRA) El sistema renina angiotensina (SRA) a través de su molécula efectora, la angiotensina II (Ang II) controla la presión arterial (PA) y el balance hidroelectrolítico. Sin embargo, también está implicado en la fisiopatología de la ND. La Ang II, tiene un potente efecto vasoconstrictor sobre las arteriolas eferentes, produciendo un aumento de la presión capilar glomerular y por ende hiperfiltración fenómeno relevante en la progresión de la ND (Luño, 2005). La Ang II estimula la síntesis de factores de crecimiento como TGF-β1, el factor de crecimiento derivado de las plaquetas (PDGF), el factor de crecimiento del tejido conectivo (CTGF) y el factor de crecimiento de fibroblastos (bFGF). También estimula la síntesis de fibronectina, laminina, colágenos I y IV en la matriz extracelular, promoviendo la fibrosis glomerular (Luño, 2005). Otro papel que se le ha atribuido a la Ang II es de actuar como una citocina que induce el crecimiento celular, la inflamación y la fibrosis. Ya que estimula la activación del factor nuclear kappa B (NFκB), que está presente prácticamente en todo tipo de células y juega un papel crucial en el proceso inflamatorio y en la apoptosis. Finalmente, la Ang II estimula la producción de la hormona retenedora de sodio, la aldosterona que además ejerce efectos deletéreos y profibróticos renales (Meza et al., 2017). 14 1.5.6 Estrés oxidativo La hiperglucemia aumenta la producción de especies reactivas de oxígeno y radicales libres, lo que genera estrés oxidativo (EOx), el EOx juega un papel relevante en la fisiopatología de la ND (Cuerda et al., 2011). En condiciones normales, el organismo mantiene un equilibrio entre la producción de pro-oxidantes que se generan en el metabolismo celular y los sistemas de defensa antioxidantes (Dorado et al., 2003). El EOx se define como el desequilibrio bioquímico debido a la producción excesiva de especies reactivas (ER) y radicales libres (RL), que no puede ser contrarrestado por los sistemas antioxidantes del organismo, causando daño y muerte celular (Ramos Ibarra et al., 2006). El EOx puede ser reversible o irreversible dependiendo de factores como: el tiempo que dure el estrés, la efectividad de las defensas antioxidantes, la edad del organismo y el estado nutricional (Dorado et al., 2003). 1.5.6.1 Especies reactivas y radicales libres Las especies reactivas (ER) son moléculas oxidantes que se transforman fácilmente en radicales libres, lo que les confiere la característica de ser compuestos muy dañinos para las células. Entre ellas se considera a las especies reactivas de oxígeno (ROS), de hierro (RIS),de cobre (RCS) y de nitrógeno (RNS) (Viada et al., 2017). Los radicales libres (RL) son átomos o moléculas con un electrón no apareado en su último orbital, característica que los vuelve altamente inestables, reactivos y capaces de dañar a otras moléculas. Aunque un RL tiene una vida media corta, cada que reacciona con otro átomo o molécula puede generar nuevas formas con diferente nivel de estabilidad y toxicidad (Tabla 3). 15 Tabla 3. Clasificación y abreviaturas de los radicales libres y especies reactivas (Fernández et al., 2011). En condiciones normales, los RL se producen durante el metabolismo, la respiración celular, la fagocitosis, la respuesta a la exposición a agentes exógenos (rayos UV, contaminación ambiental, humo de tabaco, ejercicio excesivo, etc.) o simplemente por la acción enzimática de las NADPH oxidasas que producen el anión superóxido (Rosado-Pérez y Mendoza-Núñez, 2007). Los RL y las ERO son nocivas cuando se producen en grandes cantidades, dañando la fisiología de las células al oxidar a los lípidos de la membrana, a los carbohidratos, proteínas y al ADN, lo que induce la muerte celular. Así, el EOx está asociado al desarrollo y progresión de la ND (Rosado-Pérez y Mendoza-Núñez, 2007). 1.5.6.2 Antioxidantes Fisiológicamente existe un equilibrio entre la generación y degradación de RL y ER, para ello el organismo dispone de antioxidantes como sistema de defensa capaz de eliminarlos (Cuerda et al., 2011). Un antioxidante se define como aquella sustancia que se encuentra en bajas concentraciones con respecto a la concentración del substrato oxidable (biomolécula), y tiene la capacidad de retardar o evitar su oxidación a través de diversos mecanismos, por ejemplo: 16 1. Disminuyendo la concentración de oxidantes. 2. Evitando la iniciación de la reacción en cadena, al “barrer” (cubrir o detener una reactividad química muy alta) los primeros RL que se forman. 3. Uniéndose a iones metálicos para evitar la formación de ERO. 4. Transformando los peróxidos en productos menos reactivos. 5. Deteniendo la propagación y el aumento de RL. Los antioxidantes se pueden clasificar en primarios y secundarios (Tabla 4). Los primarios previenen la formación de RL y actúan en la captura de compuestos que propician su transformación en radicales más dañinos. Mientras que los antioxidantes secundarios actúan una vez formado el radical, evitan su propagación al ceder electrones y convertirse así mismos en un radical menos reactivo y más fácil de eliminar, entre estos están los endógenos y exógenos (Cuerda et al., 2011). Tabla 4. Clasificación de los antioxidantes (Rosado-Pérez y Mendoza-Núñez, 2007). ANTIOXIDANTES PRIMARIOS ANTIOXIDANTES SECUNDARIOS Enzimas Proteínas Vitamina C Vitamina E Vitamina A y carotenos Bilirrubinas Albúmina Melatonina Estrógenos Superóxido dismutasa (SOD) Glutatión peroxidasa (GPx) Catalasa (CAT) Transferrina Ceruloplasmina Albúmina Metalotioneínas Los antioxidantes endógenos son aquellos producidos por el organismo y entreéstos se incluyen los sistemas enzimáticos como el sistema citocromo-oxidasa, la superóxido dismutasa, las glutatión peroxidasas, la glutatión reductasa, la catalasa, las fosfolipasas y la poliADPribosa sintetasa. 17 Los antioxidantes exógenos son aquellos que se consumen a través de los alimentos, tales como: las cerezas, tomate fresas o uvas con polifenoles y flavonoides; el brócoli, espárragos, espinacas o nueces con glutatión; la carne, el huevo y la leche con taurina; la naranja, pomelo, brócoli y tomate con vitamina C y aceites vegetales, zanahoria, almendra y avellana con vitamina E y carotenoides (Dorado et al., 2003). Tabla 5. Acciones y mecanismos de diversas sustancias antioxidantes (Rodrigo et al., 2007) ANTIOXIDANTES ACCIÓN No enzimático (de origen dietético) Vitamina A (β-caroteno) Vitamina C (ácido ascórbico) Vitamina E (α-tocoferol) Cu, Zn, Mn, Se Otros carotenoides (licopeno) Fitoquímicos (resveratrol, catequinas, quercetinas, ácidos fenólicos y otros) Protección contra la oxidación de lípidos y ADN Inhibición de las ERO (agente reductor). Estimula el poder antioxidante de la vitamina E y selenio. Protección contra los daños causados por la LDL-ox. Protección contra la peroxidación de los ácidos grasos insaturados de la membrana celular y de las LDL. Convierte O2 y H2O2 en formas menos reactivas. Cofactores de las enzimas antioxidantes SOD-Cu/Zn, SOD-Mn y GSH-Pox. Protección contra la oxidación de lípidos, LDL, proteínas y ADN. Secuestro e inactivación de radicales libres. Protección contra la oxidación de lípidos y ADN Enzimáticos SOD Cat GSH-Pox SOD-Cu/Zn (citosol), SOD-Mn (mitocondria), Catálisis de la conversión de O2- en H2O2 Catálisis de la conversión de H2O2 en O2- y H2O Catálisis de la reducción de H2O2 a H2O ADN= Ácido Desoxiribonucleico; Cat= Catalasa; CSH-Pox= Glutatión Peroxidasa; Cu= Cobre; ERO= Especies Reactivas de Oxígeno; H2O2= Peróxido de Hidrógeno; LDL= Lipoproteínas de Baja Densidad; LDL-ox= Lipoproteínas de Baja Densidad Oxidada; Mn= Manganeso; O2-= Radical Superóxido; Se= Selenio; SOD= Superóxido Dismutasa; Zn= Zinc 18 1.6 ND y proceso inflamatorio La interacción entre los factores metabólicos, hemodinámicos y genéticos genera la activación de moléculas como el factor nuclear NFκB que posteriormente activa otras moléculas como las citocinas, entre ellas el factor de necrosis tumoral alfa (TNF-α) e interleucinas que llevan al proceso inflamatorio, el cual termina siendo el principal efector del daño renal (Navarro, 2003). El proceso inflamatorio es una respuesta del organismo ante un estímulo nocivo e involucra a los sistemas nervioso, vascular e inmunológico del organismo. En este proceso participan las células endoteliales del tejido dañado o próximo a la lesión, leucocitos, cuya actividad es coordinada y regulada por citocinas y otros mediadores que son liberados por células del sistema inmunitario y por sustancias producidas por los sistemas enzimáticos del plasma (Punchard et al., 2004). Entre las citocinas que participa en la progresión de la ND esta la interleucina 1 (IL- 1), la cual estimula la síntesis de proteínas y colágeno, en las células mesangiales, lo que genera un engrosamiento de la membrana basal y la expansión del mesangio, la interleucina 6 (IL-6) se expresa en las células glomerulares e intersticiales (Navarro, 2003). Otro factor involucrado en el proceso inflamatorio es el factor de necrosis tumoral alfa (TNFα), el cual se ha encontrado en concentraciones séricas elevadas en pacientes con ND. Este factor se ha relacionado con el desarrollo de la hipertrofia renal y con la estimulación de otros mediadores inflamatorios. También se ha señalado que la unión de los AGEs a sus receptores estimula la liberación de factores de crecimiento, síntesis de proteasas, de óxido nítrico (NO) y la liberación del TNFα así como la sobrerregulación del factor nuclear kappa B (NFκB) (Navarro, 2003). La hiperglucemia estimula la producción de la Ang II a través de la activación del SRA local, estimula la síntesis de citocinas y se ha asociado con la sobreexpresión 19 del NFκB (Leyva-Jiménez et al., 2009). Por lo que la Ang II tiene una importante participación en el componente inflamatorio de la lesión renal. 1.6.1 Factor nuclear kappa B (NFκB) El NFκB se ha propuesto como el punto de unión entre el estrés oxidativo y la inflamación, ya que tiene un papel central en la expresión de muchos genes clave en la respuesta inflamatoria que predisponen al desarrollo de la nefropatía diabética (Figura 3.) (Williams y Nadler, 2007). Figura 3. Papel del NFκB en la progresión de la ND (modificado de Marín, Álvarez- Navascués, y Fernández-Vega, 2008). 20 El NFκB pertenece a la familia de factores de transcripción que reconocen secuencias específicas de ADN. Dicho factor está conformado por dos subunidades p50 y p65 y se encuentra en el citoplasma celular de forma inactiva unido a una proteína inhibidora IκB. La traslocación de NFκB al núcleo es debido a la fosforilación, ubiquitinación y degradación en el proteosoma de la proteína inhibidora IκB (Sanz et al., 2010). La mayoría de los agentes que activan la traslocación del NFκB son modulados por las ERO, por lo que este factor es extremadamente sensible al EOx (Figura 4). En el núcleo, el factor se une a secuencias específicas del ADN y regula la transcripción de citocinas proinflamatorias (IL-1β, la IL-6, IL-2 y el TNF-α), quimiocinas (IL-8), moléculas de adhesión (ICAM-1, VCAM) y enzimas como la óxido nítrico sintasa (NOS) inducible y la ciclooxigenasa (Bierhaus et al., 2001). Figura 4. Regulación y activación del NFκB (López-Bojorquez, 2004) 21 1.6.2 Receptores activados por proliferadores peroxisomales (PPARs) Los PPARs son factores de transcripción activados por ligandos específicos (naturales o sintéticos) y pertenecen a la familia de receptores nucleares. Regulan la expresión de genes involucrados en el metabolismo de los lípidos y de la glucosa, formando así una conexión directa entre las señales extracelulares y la expresión de genes. Existen tres subtipos de PPARs: los PPARα, PPARβ/δ y PPARγ, cuya expresión es tejido-específica (Carvajal et al., 2007). La activación de los receptores PPARs, por diversos ligandos, permite su participación en la diferenciación celular, en la homeostasis y el metabolismo de la glucosa además de su actividad anti-inflamatoria (Figura 5.) (Kota et al., 2005). Figura 5. Mecanismo de transcripción génica de los PPARs. Los PPARs inactivos están unidos a un complejo represor. Una vez que hay unión de un ligando, éstos se heterodimerizan con los RXR y se unen a elementos de respuesta a PPAR (PPRE) iniciando la transcripción de dicho gen (Kota et al., 2005). 22 El estudio de la actividad antiinflamatoria de los PPARs ha demostrado que los receptores actúan directamente sobre los genes que codifican para las proteínas pro-inflamatorias. Para reprimir la transcripción de dichos genes, los PPARs se unen a ciertos factores represores de vías de transcripción como la de NFκB. Al inhibir estas vías de la inflamación, los PPARs pueden reprimir la expresión de los mediadores de la inflamación inducidos por un estímulo inflamatorio extracelular (Moraes et al., 2011). El PPARγ se expresa principalmente en el tejido adiposo y controla la diferenciación de adipocitos y la esterificación de ácidos grasos en los adipocitos maduros. Sin embargo, también puede expresarse en otros tejidos como hígado, músculo esquelético y riñones. En los riñones, se expresa en la médula renal, específicamente se ha reportado la expresión del PPARγ en cultivos de glomérulos y células mesangiales de conejo y rata (Guan y Breyer, 2001). Durante el proceso inflamatorio,el PPARγ regula dicha respuesta, especialmente en macrófagos, por medio de la interferencia del factor de transcripción NFκB. Incluso el PPARγ, actúa a nivel de regiones promotoras de genes responsables de la inflamación, inhibiendo su transcripción y manteniendo estos genes en un estado suprimido. Los PPARs inhiben la expresión de genes involucrados en la respuesta inflamatoria en macrófagos, inhibiendo vías de señalización del NFκB. Este mecanismo controla el estado inflamatorio, previniendo así el desarrollo de la ND (Stienstra et al., 2007). 23 1.7 Buddleja cordata 1.7.1 Características botánicas Buddleja cordata H.B.K. comúnmente llamada “Tepozán”, es una especie perteneciente a la familia de las Scrophulariaceae (Figura 6). Es un árbol o arbusto de 2 a 15 m de alto; su tronco llega a medir 10 a 45 cm de diámetro en la base; su corteza rugosa es de color café a negruzca; las hojas son de color claro en el haz y presenta pubescencia (formada de tricomas) que le brinda el color blanco en el envés, mientras que sus flores son amarillas y aromáticas (Norman, 2000). Figura 6. B. cordata a: Rama con inflorescencias. b: Flores (Romero Rangel et al., 2003). 24 Dependiendo de la zona en la que se ubique se le conoce como: marrubio, tepozán, tepuza, lengua de toro, sallolisca, tepozán grande, tezompanctle, topozán, xompantle, zompantle (Ocampo-Acosta, 2004). 1.7.2 Distribución geográfica El género Buddleja está ampliamente distribuido en el mundo y comprende alrededor de 100 especies arbóreas y arbustivas. En México existen aproximadamente 15 especies con algunos representantes de amplia distribución (Figura 8.) (Norman, 2000). B. cordata es una especie que se adapta a una gran variedad de hábitats, sobre todo en bosques, parcelas de cultivo, matorrales y ambientes ruderales (Ocampo- Acosta, 2004). Además es una especie de crecimiento rápido e incluso es muy resistente a la contaminación (Martínez y Chacalo, 1994). Figura 7. Imágenes de B. cordata. Nombre común: Tepozán 25 1.7.3 Composición química B. cordata se ha empleado en la medicina tradicional para tratar diversas enfermedades, ya que se le atribuyen propiedades bactericidas, diuréticas y antisépticas. Por ejemplo, ha sido empleado en el tratamiento de la cirrosis hepática, ayuda a sanar zonas afectadas por tumores y úlceras (Adedapo et al., 2009). Muchas de estas propiedades se deben a la presencia de compuestos fenólicos (sesquiterpenos, flavonoides, feniletanoides y fenilpropanoides) en hojas, corteza y raíz, que le brindan propiedades antioxidantes (Acevedo et al., 2000). En particular, los ácidos hidroxicinámicos y linarina, presentes en la planta, han mostrado propiedades diuréticas y anti-amebiáticas (Martínez-Vázquez et al., 1996), mientras que al verbascósido (acteósido) se le atribuyen propiedades antimicrobianas, citotóxicas, analgésicas e hipotensoras (Ávila et al., 1999). SIMBOLOGÍA B. cordata (Ubicación) Figura 8. Distribución Geográfica de B. cordata (Romero Rangel et al., 2003). 26 2. ANTECEDENTES Las primeras investigaciones sobre B. cordata permitieron conocer sus propiedades medicinales ya que es utilizada en comunidades indígenas para el tratamiento de lesiones en la piel, fiebre, afecciones renales y del estómago, diabetes, hemorragia nasal, calambres e hidropesía (Aguilar et al., 1994). En la década de los 90’s se analizaron los compuestos químicos presentes en B. cordata y se mostró la presencia de compuestos fenólicos como: ácidos hidroxicinámicos y flavonoides como la linarina (Martínez-Vázquez et al., 1996; 1998). Ávila y col. (2005) analizaron el efecto fotoprotector del extracto metanólico de B. scordioides y los compuestos aislados como el verbascósido, la linarina y acetato de linarina. Los resultados mostraron que el verbascósido y acetato de linarina tenían la mayor fotoprotección y al comparar ambos, el verbascósido mostró mayor protección a la radiación solar. Backhouse y col. (2008) validaron el efecto antiinflamatorio, analgésico y sus propiedades antioxidantes, in vivo e in vitro, de los extractos de B. globosa preparados con hexano, diclorometano y metanol. Los resultados mostraron que el extracto metanólico administrado por vía oral tenía efecto antiinflamatorio y analgésico, incluso se identificó al verbascósido como el principal componente del extracto metanólico. Ya que se conocía que el extracto metanólico de plantas del género Buddleja tenía propiedades antioxidantes in vitro e in vivo. Pérez-Barrón y col. (2014) evaluaron el efecto neuroprotector del extracto metanólico de B. cordata en el modelo de Parkinson en ratas. Dicho estudio mostró el efecto antioxidante y neuroprotector del extracto metanólico de B. cordata, atribuyendo dicho efecto a compuestos como los fenilpropanoides. En ese mismo año, Ávila y col. (2014) demostraron la presencia de verbascósido y linarina en el extracto metanólico de B. cordata. Así mismo, mostraron su capacidad fotoprotectora en el daño cutáneo inducido por luz UVB en ratones SKH-1 a nivel macroscópico e histológico. 27 3. JUSTIFICACIÓN En la actualidad la DM es un problema de salud mundial debido a su alta prevalencia e incidencia. En 2015, la Federación Internacional de Diabetes (IDF) reportó 415 millones de personas diabéticas en el mundo, y se calculó que para el 2040 la cifra aumentará a 642 millones de personas con DM. México ocupa el sexto lugar mundial con pacientes diabéticos entre 20 a 79 años de edad con un total de 13 millones, de los cuales solo el 25% lleva un control médico adecuado (IDF, 2015). La DM produce complicaciones crónicas como la ND, la cual es la primera causa de enfermedad renal terminal y muerte. Dicha complicación disminuye la calidad de vida de los pacientes diabéticos, generando altos costos en el sector salud. Se ha descrito que la principal causa del daño renal es la hiperglucemia, la cual produce EOx por la disminución de antioxidantes endógenos. El aumento de ERO y RL que activan factores de transcripción que codifican para la producción de citocinas proinflamatorias, las cuales inician un proceso inflamatorio, lo que causa el daño renal (Martínez, 2008). Es por ello que una de las indicaciones para el paciente diabético, no solo debe ser control de la glucemia sino también una dieta rica en compuestos antioxidantes. Una de las alternativas para obtención de dichos compuestos, es el uso de plantas medicinales, como es el caso de B. cordata, la cual es una planta que ha mostrado tener efectos terapéuticos atribuibles a la presencia de compuestos fenólicos, los cuales tienen capacidad antioxidante. Sin embargo no existe información sobre el efecto que puede tener B. cordata sobre la ND, ni el mecanismo de acción relacionado con la capacidad antioxidante y antiinflamatoria. 4. HIPÓTESIS El extracto metanólico de Buddleja cordata será capaz de disminuir la translocación del factor nuclear kappa B (NFκB) a través, de la acción de sus compuestos antioxidantes o como ligando natural del receptor activado por proliferadores peroxisomales (PPARγ), el cual, interfiere en la regulación transcripcional del factor nuclear kappa B. 28 5. OBJETIVO GENERAL Evaluar el efecto de Buddleja cordata (Tepozán) sobre el factor nuclear kappa B (NFκB) y el receptor activado por proliferadores peroxisomales (PPARγ) en la nefropatía diabética, en un modelo de DM en ratas Wistar. 5.1 Objetivos particulares Cuantificar los fenoles totales en el extracto metanólico de Buddleja cordata (EMBC). Determinar la capacidad antioxidante in vitro del extracto metanólico de B. cordata. Estudiar el efecto protector del EMBC contra la hipertrofia renal mediante la relación (peso renal/peso corporal) y el cociente de proteínas/DNA,en un modelo de DM en ratas Wistar. Determinar el efecto del EMBC sobre la función renal, a través de la proteinuria y la depuración de creatinina, en un modelo de DM en ratas Wistar. Examinar la acción del EMBC sobre la translocación del factor nuclear kappa B (NFκB) del citoplasma al núcleo en corteza renal, en un modelo de DM en ratas Wistar. Analizar el efecto del EMBC en la expresión del receptor activado por proliferadores peroxisomales (PPARγ) en corteza renal, en un modelo de DM en ratas Wistar. 29 6. MATERIAL Y MÉTODOS 6.1 Material biológico 6.1.1 Material Vegetal Se colectaron las partes aéreas de B. cordata en el año 2016, previo a este trabajo, en el Pedregal de San Ángel dentro del campus de Ciudad Universitaria. Un ejemplar fue llevado al Herbario Izta en la Facultad de Estudios Superiores Iztacala para su identificación. 6.1.1.1 Preparación del extracto metanólico de B. cordata Las hojas de B. cordata se secaron a temperatura ambiente durante dos semanas, se pulverizaron y se extrajo con metanol en el equipo Soxhlet (Figura 9). Se colocaron aproximadamente 20 g de hojas en un cartucho de papel filtro que se situó en la cámara de extracción, luego se colocaron 300 mL del solvente, en un matraz bola de fondo plano. En este caso se utilizaron dos tipos de solventes, primero hexano, para extraer la parte lipídica que no era necesaria en este experimento y después se repitió el proceso con metanol (Caldas, 2012). Figura 9. A) Procedimiento de extracción con Soxhlet (Caldas, 2012), B) Obtención del EMBC. A B 30 El matraz fue puesto en una parrilla para calentar el solvente y promover su evaporación, los gases llegaron al refrigerante y se condensaron hasta caer sobre la muestra. Al alcanzar la parte superior del sifón, el solvente con los compuestos extraídos, retornó al matraz de ebullición. Este proceso se repitió hasta que se completó la extracción. El solvente se recuperó por medio de destilación a presión reducida, en un rotavapor a una temperatura de 55ºC. 6.1.1.2 Cuantificación de fenoles totales en el EMBC La cuantificación de fenoles totales presentes en el EMBC se realizó por método de Folín-Ciocalteu (Singleton et al., 1965) y ácido gálico como estándar de referencia. El reactivo de Folin-Ciocalteu de coloración amarilla se tornó azul en presencia de los fenoles. La intensidad del color azul se midió en el espectrofotómetro (T80-UV-VIS Spectrophotometer PG-Instruments) a 760 nm y los resultados se expresaron en miligramos equivalentes de ácido gálico por gramo de extracto (mEAG/g) (Apéndice 1). 6.1.1.3 Determinación de la capacidad antioxidante del EMBC La actividad antioxidante se determinó por el método modificado del DPPH (Murillo, 2006). El método DPPH consiste en una reacción de óxido reducido, en la que el radical 2,2-difenil-picril-hidracilo es reducido por la transferencia de electrones de un compuesto o sustancia antioxidante. La reacción consiste en el desvanecimiento del color violeta intenso, característico de DPPH, hasta la formación de un tono amarillo claro. La reacción se midió en un espectrofotómetro (Multiskan™ FC Microplate Photometer - Thermo Fisher Scientific) a 515 nm y los resultados se reportaron como la capacidad media para reducir el radical DPPH (CA50) (Apéndice 2). 6.1.2 Experimentos in vivo Se utilizaron 30 ratas macho de la cepa Wistar con un peso corporal (P.C.) de 280 a 300 g. Los organismos se obtuvieron del Bioterio de la Facultad de Estudios Superiores Iztacala, UNAM y se mantuvieron en condiciones controladas 31 (temperatura y ciclos de 12 h luz/oscuridad), en el Laboratorio de Farmacología de la Unidad de Investigación Interdisciplinaria en Ciencias de la Salud y la Educación (UIICSE) durante seis semanas, con agua y alimento ad libitum. 6.2 Inducción de la DM Para evaluar el efecto del extracto EMBC se utilizaron seis grupos experimentales con cinco organismos, cada uno, elegidos al azar (Tabla 6). Los primeros dos grupos se dividieron en un grupo control de ratas normoglucémicas y un grupo control de ratas diabéticas. El resto de grupos se formó con organismos diabéticos y se les administraron tratamientos con captopril, vitamina E y EMBC administrados por vía oral, diariamente a través de una cánula gastroesofágica (Tabla 6). Tabla 6. Grupos experimentales y tratamientos GRUPO TRATAMIENTO Control Vehículo (Buffer de citratos, pH 4.5) Diabetes (STZ 65 mg/kg) Ninguno (Testigo) Diabetes Captopril (25mg/kg) P.C. Diabetes Vitamina E (250 mg/kg) P.C. Diabetes EMBC (50 mg/kg) P. C. Diabetes EMBC (100 mg/kg) P.C. Los animales fueron sometidos a un ayuno de 8 h y posteriormente se les midió la glucemia mediante punción de la vena caudal, de la cual se obtuvo una gota de sangre que se colocó en una tira reactiva (marca ACCU-CHEK Active) y ésta a su vez en un glucómetro (ACCU-CHEK Active, Roche). Después cada organismo fue 32 pesado para calcular los mg de STZ para cada rata, la cual se disolvió en un buffer de citratos 100 mM, pH 4.5 y se administró una dosis de 65 mg/kg de peso, vía intraperitoneal (i.p). Al grupo control solo se le administro un volumen equivalente del buffer de citratos para verificar que no causara ninguna alteración. A las 48 horas de la administración de STZ, los animales fueron puestos nuevamente en ayuno por 8 h para medir la glucemia. Se consideró el día uno de DM, si los niveles de glucemia eran igual o mayor a los 200 mg/dL. Habiendo comprobado los niveles de glucosa elevados, se determinó que los organismos eran diabéticos y se iniciaron los tratamientos, vía oral, con captopril 25 mg/kg, vitamina E 250 mg/kg, EMBC 50 mg/kg y 100 mg/kg además de la administración subcutánea de dos unidades de insulina de acción intermedia NP, dosis utilizada en experimentos previos (Insulex N). La cuantificación de glucemia y del peso corporal se realizó cada tercera semana. Un día antes de finalizar la sexta semana, las ratas, fueron colocadas en jaulas metabólicas para medir el volumen de orina, volumen de agua consumida y el peso del alimento ingerido en 24 horas. A la sexta semana, las ratas se anestesiaron con pentobarbital sódico (45 mg/kg). Posteriormente, cada organismo fue colocado en una tabla de disección y se les realizó una laparotomía (incisión en la región abdominal) y se obtuvieron muestras de sangre de la aorta abdominal y fueron colocadas en un tubo con anticoagulante (citrato de sodio 3.2%). Las muestras fueron centrifugadas a 3500 rpm durante 15 min, para la obtención del plasma, al cual se le colocó 2 mg de Timol para evitar su contaminación y se almacenaron a 4° C. Se extrajeron ambos riñones, los cuales fueron colocados en PBS (pH 7.4, en frío). El riñón derecho fue descapsulado y pesado en la balanza analítica, en seguida se separaron la médula y la corteza, las cuales se almacenaron en ultra congelación a 33 -80°C. El riñón izquierdo también fue descapsulado y dividido en tres porciones que fueron colocadas en p-formaldehido al 4% para posteriores estudios histológicos. 6.3 Determinación de la hipertrofia renal 6.3.1 Relación peso renal/ peso corporal Para determinar la presencia de hipertrofia renal se obtuvo el riñón derecho, el cual fue descapsulado y pesado. Luego se obtuvo el cociente del peso renal, en miligramos, y del peso corporal, en gramos. 6.3.2 Cociente proteínas/ DNA Se utilizó el método de TRIZOL para el aislamiento de DNA. Para ello se homogeneizaron 100 mg de corteza renal en 1 mL de TRIZOL Reagent C (Invitrogen 15596026). Después las muestras se incubaron a temperatura ambiente durante 5 min y se agregaron 0.2 mL de cloroformo, se agitó por 15 s y se incubó durante 3 min a temperatura ambiente. Posteriormente, secentrifugó a 12000 x g por 15 min a 4°C, se removió la fase acuosa y se precipitó el DNA por adición de 0.3 mL de etanol (100%), se mezcló por inversión y se incubó 3 min a temperatura ambiente, se centrifugó a 2000 x g por 5 min a 4°C y se removió el sobrenadante. La pastilla de DNA fue lavada con citrato de sodio 0.1 M en etanol al 10%, tres veces, durante 30 min, con agitación continua; se centrifugó durante 5 min a 2000 x g a 4°C entre cada lavado. Posteriormente, se resuspendió la pastilla en 1.5 mL de etanol al 75% por 15 min, se centrifugó a 2000 g x durante 5 min a 4°C, se removió el sobrenadante y se agregaron 400 µL de NaOH 8 mM y se resuspendió nuevamente y se centrifugó a 2000 x g durante 5 min a 4°C, se separó el sobrenadante y se leyó la absorbancia a 260 y 280 nm en el espectrofotómetro Ultrospec 3300 pro (Amersham Biosciences). 34 6.4 Determinación de la función renal 6.4.1 Proteinuria La cuantificación de las proteínas en orina se realizó con el método modificado de Bradford (1976). Se colocaron 5 µL de orina de cada uno de los organismo y 155 µL de PBS, en seguida se agregaron 40 µL de reactivo de Bradford, se mezclaron y se leyó la absorbancia a 595 nm en un lector de placa de ELISA (Thermo Labsystems Multiskan Ascent). La curva estandar se realizó con albúmina sérica de bovino (BSA) (0-10 µg) (Apéndice 1). La concentración de proteínas de las muestras se determinó por interpolación de las lecturas de las muestras en la curva estándar. 6.4.2 Depuración de creatinina Se realizó la cuantificación de creatinina en plasma y orina con el método cinético colorimétrico de tiempo fijo. En la cuantificación de creatinina en orina es necesario diluir las muestras del grupo control 1:10 En los pozos de una placa de ELISA se colocaron alícuotas de 15 µL de las diluciones de las muestras de orina, se agregaron 150 µL de solución de picrato alcalino y se dejó en agitación por 10 min a temperatura ambiente, transcurrido el tiempo se leyó la absorbancia a 490- 500 nm, posteriormente se agregaron 5 µL de ácido acético/ácido sulfúrico, se incubó por 10 min y se leyó la absorbancia a 490 - 500 nm (Apéndice 2) (Creatinine urinary Colorimetric 500701). Para la cuantificación de creatinina en plasma se tomó una alícuota de 15 µL de muestra y se depositó en los respectivos pozos de una placa de ELISA, se agregaron 100 µL de buffer de reacción, 100 µL de color reactivo (ácido pícrico) y transcurrido un minuto se leyó la absorbancia a 490- 500 nm, enseguida se incubó por siete minutos a temperatura ambiente y se volvió a leer la absorbancia a 490- 500 nm. Las absorbancias de las muestras experimentales se interpolaron en las respectivas curvas estándar (Apéndice 3) (Creatinine serum Colorimetric 700460). 35 6.5 Determinación del NFκB y PPARγ La determinación del NFκB en el citoplasma y en el núcleo se hizo mediante la técnica molecular de Western blot, utilizando un anticuerpo primario monoclonal de ratón (Santa Cruz Biotechnology) para el factor de transcripción nuclear (NFκB p65) (Martínez, 2008). Para la determinación de NFκB se colocaron 100 mg de corteza renal en 1 mL de Buffer Hipotónico (Apéndice 4) en tubos Eppendorf, luego se homogeneizó el tejido con un homogeneizador (IKA T10 basic Ultra-Turrax) a 4°C a una velocidad de 15,000 rpm, en tres repeticiones de 10 s cada una. Posteriormente las muestras se reposaron en frío por 30 minutos para luego centrifugarlas en la microcentrifuga (Eppendorf 5418) a 10,000 rpm por 10 min a 4°C. Se utilizó el sobrenadante, que correspondía a la fracción citoplasmática, con el cual se hicieron tres alícuotas de 200 µL; una se utilizó para la cuantificación de proteínas por el método modificado de Bradford (Apéndice 1), y a las otras dos alícuotas se les adicionaron 20 µL de buffer Laemli con β-mercaptoetanol al 10%, se agitaron y posteriormente se hirvieron en una placa térmica por 10 min para desnaturalizar las proteínas y se almacenaron a -80°C hasta su uso. La pastilla se utilizó para la determinación de la expresión del NFκB en núcleo, la cual se resuspendió en 500 µL de Buffer Nuclear de Lisis (Apéndice 4) por repipeteo. Posteriormente, las muestras se agitaron en Vortex vigorosamente y se incubaron durante 30 minutos a 4°C en una plataforma con rotación. Otra vez se agitaron vigorosamente para luego ser colocadas en la microcentrífuga a 14,000 rpm por 10 minutos a 4°C. Finalmente, con el sobrenadante o fracción nuclear se hicieron tres alícuotas de 200 µL. La primera alícuota se utilizó para la cuantificación de proteínas y a las otras dos se les adicionaron 20 µL de buffer Laemli con β-mercaptoetanol al 10%, se agitaron, posteriormente se hirvieron en una placa térmica por 10 min para desnaturalizar las proteínas y se almacenaron a -80°C hasta su uso. 36 Para la determinación de la expresión del PPARγ se utilizó un anticuerpo monoclonal de ratón para PPARγ de la marca Santa Cruz Biotechnology. Para ello se hicieron homogeneizados, de la misma forma que para la determinación de la expresión de NFκB, pero en este caso el tejido se homogeneizó en un Buffer de Lisis (Apéndice 8). 6.6 Western Blot (electroforesis y transferencia) Se determinó la concentración de proteínas y luego se llevó a cabo la separación de las proteínas por SDS-PAGE (Apéndice 6) (Martínez, 2008). Esta técnica fue similar tanto para la determinación de NFκB y PPARγ. Para ello se prepararon geles de poliacrilamida al 10 % y una vez gelificados se colocaron en la cámara de electroforesis (BioRad Mini-PROTEAN Tetra System) y se llenó con el Buffer de Corrida (Apéndice 7), se colocó una guía de inyección de muestras, para llenar los pozos, el primero con 5 µL de proteínas marcadoras de peso molecular (Biorad) y los demás con las muestras hervidas anteriormente (colocando el volumen correspondiente a 50 µg de proteína), se conectó la cámara de electroforesis a una fuente de poder Power PacTM HC BioRad y se corrió la electroforesis a 88 voltios por 120 min. Una vez terminada la electroforesis, se realizó una transferencia semi-seca, empleando una membrana (Amersham HybondTM-P GE Healthcare) de di-fluoruro de polivinidieno (PVDF). Para este procedimiento se lavaron las membranas con metanol absoluto por 5 min, y posteriormente en agua destilada; se sumergieron en solución de transferencia fría junto con los papeles filtro. Las membranas, el gel y los papeles se colocaron en forma de sándwich en la cámara de transferencia por 60 min, a 18 voltios. Finalizada la transferencia, los geles se desecharon y las membranas se bloquearon con leche descremada al 5% en TBS-Tween 0.1% (Apéndice 7) durante 2 h a temperatura ambiente con agitación constante. 37 Después se incubaron con el anticuerpo primario (anticuerpo monoclonal de ratón para el NFκBp65 o PPARγ) durante 15 h a 4°C a una dilución 1:1000. En seguida, las membranas fueron enjuagadas tres veces con TBS-Tween 0.1% a intervalos de 5 min, con agitación constante. Finalmente se incubaron con el anticuerpo secundario (IgG policlonal cabra-anticonejo) para NFκB p65 o PPARγ según sea el caso y β-Actina durante 2 h a temperatura ambiente a una dilución 1:1000, transcurrido el tiempo se volvieron a enjuagar con TBS-Tween 0.1% tres veces con agitación constante. La última fase es el revelado, el cual se realizó en un cuarto obscuro. Se colocó luminol (Immuno Cruz, Santa Cruz Biotecnology) sobre las membranas y luego se colocaron en un hyppercassette junto con una película (Amersham Hyperfilm TM- ECL GE Healthcare) encima de cada membrana, se cerró el cassette por 5 min, posteriormente se sacó la película y se sumergió en la solución reveladora Kodak durante 3 min, se enjuagó con agua desionizada y se sumergió en solución fijadora Kodak por 1 min; nuevamente se enjuagóy se dejó secar, después se comparó con el marcador de peso molecular para identificar la proteína de interés. La película con bandas se escaneó para obtener el área de píxeles por banda mediante el programa MultiGauge 2.2. Los resultados se reportaron como unidades arbitrarias, para ello se realizó el cociente entre la densitometría de NFκBp65, PPARγ y de la β-Actina. 6.7 Análisis estadístico Con los datos obtenidos se calculó la media aritmética y el error estándar de la media (±EEM) además se realizó un análisis de varianza de un factor (ANOVA), con un nivel de confianza de 95%. Finalmente se compararon las medias de cada tratamiento con el grupo control, empleando el método de Tukey y Dunnet. 38 7. RESULTADOS 7. 1 Identificación de Buddleja cordata y obtención del EMBC El ejemplar llevado al Herbario Izta en la Facultad de Estudios Superiores Iztacala fue identificado como B. cordata Kunth por la M. en C. Edith López Villafranco. Este ejemplar fue registrado con el número 2524IZTA para su resguardo en la colección institucional. El rendimiento del EMBC fue de 37.43% correspondiente a 37.4 g de EMBC. 7.1.1 Fenoles totales y actividad antioxidante “in vitro” del EMBC La cuantificación de los fenoles totales del EMBC por el método Folin-Ciocalteu dio como resultado 210 mg EAG/g (Figura 10). Figura 10. Curva patrón de ácido gálico obtenida con la prueba Folin-Ciocalteu. 39 Respecto a la actividad antioxidante, el EMBC mostró capacidad reductora del radical DPPH. El máximo efecto de reducción se observó en la concentración de 92.57 ± 0.3 µg/mL de EMBC, ya que tuvo una reducción del 80% (Figura 11). Con el análisis de regresión lineal se determinó que la capacidad antioxidante media (CA50) del EMBC es de 25.1± 0.1 g/mL, lo que indica una menor actividad reductora sobre el DPPH, comparada con la quercetina, ya que la CA50 de ésta fue de 7.09 µg/mL. 7.2 Modelo de DM Antes de la administración de STZ, todos los grupos experimentales presentaron un estado normo glucémico (ver tabla 7). y = 1.6469x R² = 0.9658 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 % d e R ed uc ci ón d e D PP H Concentración de EMBC (μg/mL) CA50 Figura 11. Efecto antioxidante del EMBC in vitro. Valores promedio de absorbancia ± EEM, n=3, p <0.05 40 A las 48 h después de la administración de STZ, el grupo de ratas diabéticas (G- DM) presentó un aumento significativo en la glucosa (500.8 ±14.2 mg/dL) respecto al grupo control (GC) (100.8 ± 2.6 mg/dL). Este aumento en el G-DM representa cinco veces más la concentración de glucosa en comparación con el GC. Durante las seis semanas que duró el experimento, la concentración de glucosa sanguínea en el grupo de ratas diabéticas se mantuvo en esos valores (495.8 mg/dL), mientras que el grupo control inyectado con el buffer de citratos no presentó cambios significativos en los niveles de glucosa sanguínea (Tabla 7). Tabla 7. Efecto de la estreptozotocina (STZ) sobre la concentración de glucosa sanguínea, durante seis semanas. En la Tabla 8 se observa que el consumo de alimento, ingesta de agua y excreción de orina en 24 h, fue significativamente mayor en el G-DM respecto al GC (p > 0.05). Además se muestra que el peso final corporal del G-DM fue menor con respecto al GC. Tabla 8. Efecto de la STZ sobre los síntomas clínicos de la DM. Los valores expresan la media ± EEM, n=3-5; * p <0.05 respecto al GC. Los valores expresan la media ± EEM, n=3-5; * p <0.05 respecto al GC. Los valores expresan la media ± EEM, n=3-5; * p <0.05 respecto al GC. 41 7.3 Efecto del EMBC sobre la DM Después de 48 h de la administración de STZ, los grupos diabéticos presentaron valores superiores a los 300 mg/dL de glucemia, con respecto al GC. Estos valores aumentaron a lo largo de las seis semanas, lo que nos indica una hiperglucemia crónica. Los grupos DM-Vit E 250 mg/kg (482.25 ± 25.7 mg/dL) y DM-EMBC 100 mg/kg (433 ± 9.53 mg/dL) se observó un disminución significativa del 13.19% y 22.06% respecto del G-DM (Figura 12). Se analizó el efecto de EMBC respecto al consumo de alimento. Los resultados muestran que el G-DM aumentó significativamente el consumo de alimento (32.5 ±4.8 g) respeto del GC (6.6 ± 0.9 g). El EMBC no modificó la ingesta de alimento respecto del G-DM. No obstante todo los grupos aumentaron significativamente este parámetro (p <0.05) con respecto al GC como se observa en la figura 13. Figura 12. Efecto del extracto metanólico de B. cordata (EMBC) sobre la glucemia durante seis semanas. Los valores expresan la media ± EEM, n=3-5; * p <0.05 respecto al GC; # p < 0.05 respecto al G-DM. 42 En la figura 14 se observa que el consumo de agua fue mayor en el G-DM (144.6 ± 9.1 mL), en comparación con el GC (34 ± 4.2 mL). Los grupos tratados con captopril y vitamina E consumieron (102.6 ± 2.2 mL y 109.6 ± 7.5 mL) lo que representa una disminución de 29 y 24% en relación al G-DM, mientras que el grupo DM-EMBC 100 mg/kg (182.6 ± 7.2 mL) mostró un aumento estadísticamente significativo del 26% en el consumo de este líquido, en comparación con el G-DM. Figura 13. Efecto del EMBC sobre el consumo de alimento. Los valores expresan la media ± EEM, n=3-5; *p<0.05 respecto al GC; # p< 0.05 respecto al G-DM. 43 En la figura 15 se observa que el volumen de orina excretado fue mayor en el grupo DM (101.03 ± 4.37 mL), respecto al GC (22.66 ± 2.25 mL). En los grupos DM-Cap el volumen fue de 63.6 ± 8.0 mL, para el DM- Vit E fue de 66.3 ± 8.3 mL y para el de DM-EMBC 50 mg/kg fue de 78 ± 5.1 mL; lo cual corresponde a una disminución del 37, 34 y 23% respectivamente, en comparación con el G-DM. El grupo DM- EMBC 100 mg/kg excretó un volumen de orina de 124 ± 3.46 mL, sin embargo no es significativo en comparación con el G-DM. Figura 14. Efecto del EMBC sobre el consumo de agua en 24h. Los valores expresan la media ± EEM, n=3-5; *p<0.05 respecto al GC; # p< 0.05 respecto al G-DM. 44 En la figura 16 se muestra el peso inicial de todos los grupos es alrededor de los 280g de peso corporal. A la sexta semana el peso de las ratas del GC (398.2 ± 7.7 g) aumentó mientras que las ratas del G-DM (319.2 ± 16.4 g) disminuyó significativamente en un 19. 83% en comparación con el GC. Esta disminución también se presentó en los grupos tratados con Cap, Vit E y EMBC. Es importante resaltar que el grupo DM-EMBC 50 mg/kg fue el que presentó una mayor disminución de peso (256.2 ± 3.7 g) respecto al GC y al G-DM (p < 0.05). Figura 15. Efecto del EMBC sobre la excreción de orina colectada en 24h. Los valores expresan la media ± EEM, n=3-5; *p<0.05 respecto al GC; # p< 0.05 respecto al G-DM. 45 Figura 16. Efecto del EMBC sobre el peso corporal (P.C.). Los valores expresan la media ± EEM, n=3-5; *p<0.05 respecto al GC; # p< 0.05 respecto al G-DM. 7.4 Efecto del EMBC sobre la hipertrofia renal Al inicio de la ND se produce un aumento de la masa renal, lo que se conoce como hipertrofia renal. Una forma sencilla de conocer la hipertrofia renal es calculando la relación del peso renal entre el peso corporal total (g). En la figura 18 se muestra que esta relación fue mayor para el G-DM (4.21 ± 0.1 mg/g), en relación con el GC (3.13 ± 0.08 mg/g). Por otro lado, en los grupos que recibieron los tratamientos con captopril (4.34 ± 0.2 mg/g), vitamina E (4.37 ± 0.1 mg/g), DM- EMBC 50 mg/kg (4.61 ± 0.1 mg/g) y DM-EMBC 100 mg/kg (4.76 ± 0.3 mg/g) no mostraron disminución del peso renal, ya que la relación peso renal/ peso corporal fue similar al G-DM (Figura 17). 46 El cociente proteínas/DNA para el grupo G-DM fue significativamente mayor (1.02 ± 0.05 u.a.) en relación al GC (0.33 ± 0.02 u.a.). Los grupos
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