8/3/2016 Carátula de Trabajo

CARÁTULA DE TRABAJO

EFECTO DEL EJERCICIO DE RESISTENCIA EN RATONES CD1 PARA INHIBIR A LAS

ENFERMEDADES DEL COLESTEROL

Título del trabajo

ABDL2016 Pseudónimo de integrantes

CIENCIAS DE LA SALUD

ÁREA

EXTERNA

CATEGORÍA

INVESTIGACIÓN EXPERIMENTAL

MODALIDAD

8922290 Folio de Inscripción

© 2016 Escuela Nacional Colegio de Ciencias y Humanidades | Hecho en México | Dudas e información:

feriadelasciencias@cch.unam.mx

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2. Título

Efecto del ejercicio de resistencia en ratones CD1 para inhibir a las enfermedades

del colesterol

3. Resumen

Las enfermedades del colesterol, como la hipercolesterolemia y los cálculos

biliares, prevalecen en muchos países industrializados, como en el caso de

México. Estas enfermedades causan en el ser humano un gran impacto

económico y en los servicios de salud, pudiendo ocasionar la muerte. Uno de los

factores más importantes que contribuyen con el desarrollo de enfermedades

metabólicas es la alimentación rica en grasas y la falta de actividad física

(sedentarismo), por lo que una adecuada estrategia para cuidar nuestra salud lo

representa el ejercicio físico. El objetivo de este proyecto experimental fue evaluar

el ejercicio de resistencia en ratones CD1 para contrarrestar el desarrollo de

enfermedades del colesterol. Se utilizaron ratones macho CD1 que tuvieron libre

acceso a una dieta rica en grasas, algunos ratones no fueron tratados para usarlos

como referencias de la enfermedad, mientras que otros fueron sometidos a

intensas rutinas de ejercicio de resistencia en una rueda giratoria. Nuestros

resultados demostraron que los ratones sometidos al ejercicio de resistencia,

pueden contrarrestar la alta concentración de colesterol y triglicéridos en la

sangre, provocada por una dieta rica en grasas. Con este experimento

demostramos que la actividad física es muy eficaz para mejorar la salud y para

evitar la prevalencia de las enfermedades del colesterol, que hoy en día son un

problema de salud pública en México.

4. Introducción

4.1. Marco teórico

La concentración elevada de colesterol, técnicamente denominada

hipercolesterolemia, es un problema de salud pública en México y constituye uno

de los principales factores de riesgo para el desarrollo de problemas

cardiovasculares y de la enfermedad por cálculos biliares (Aguilar-Salinas et al.,

2007). Existen muchos factores para desarrollar hipercolesterolemia, dentro de los

más frecuentes se encuentra la alimentación rica en grasas, que es característica

en las sociedades industrializadas (Zárate et al., 2016). Muchas enfermedades

metabólicas pueden alterar la concentración de colesterol en la sangre, por

ejemplo la Diabetes Mellitus, obesidad y síndrome metabólico (Aguilar-Salinas et

al., 2007). Otra enfermedad muy prevalente en México y que es ocasionada por

alteraciones en la concentración de colesterol, son los cálculos biliares, cuyo

tratamiento farmacológico es verdaderamente limitado y sólo una extirpación de

vesícula biliar es utilizada para contrarrestar esta enfermedad (Castro-Torres et

al., 2015). La concentración de colesterol total considerada como adecuada, no

debe de incrementarse por arriba de los 200 mg/dL, de acuerdo con la Asociación

Americana para el Estudio del Corazón (Gidding et al., 2015). El tratamiento

farmacológico utiliza en su mayoría a las estatinas, quienes se encargan de

disminuir la concentración de colesterol en el hígado; sin embargo, estas

sustancias son muy tóxicas para el músculo y para el mismo hígado (Kei et al.,

2016). Existen otros fármacos utilizados con menor frecuencia, como es el caso de

ezetimiba, colestiramina y algunos bezafibratos, que actúan en el intestino

delgado, sitio donde se absorbe el colesterol (Kei et al., 2016). Otro tipo de

tratamiento involucra a los agentes naturales y a la misma actividad física, pues

otro factor de riesgo importante para las enfermedades en estudio es el

sedentarismo de las personas (Chiuve et al., 2014). En la investigación científica

se utilizan modelos experimentales para simular las enfermedades del colesterol

que aquejan al ser humano (Priyadharsini, 2015). Uno de los modelos más utiliza

a los ratones, quienes comparten con el ser humano muchas características

genéticas que regulan la concentración del colesterol en la sangre.

4.2. Objetivo de la investigación

Evaluar el efecto del ejercicio de resistencia para contrarrestar la

hipercolesterolemia y el desarrollo de cálculos biliares en ratones CD1.

4.3. Problema

La hipercolesterolemia es una enfermedad que puede producir muchas

alteraciones metabólicas, el tratamiento farmacológico es reducido y produce

muchos efectos adversos. Uno de los tratamientos que toda persona podría

realizar consiste en la actividad física, pudiéndose desarrollar en espacios

limitados en cuanto a tiempo y área, si se establece un criterio de disciplina. El

ejercicio físico no sólo es benéfico para contrarrestar enfermedades metabólicas,

sino para desintoxicar al cuerpo cuando es sometido a una inadecuada

alimentación, contaminación atmosférica, estrés, etcétera, que pueden conllevar al

desarrollo de enfermedades crónico-degenerativas.

Por tal motivo, en nuestro trabajo diseñamos un modelo experimental en donde los

ratones que tienen una alimentación rica en grasas, son sometidos a rutinas de

ejercicio de resistencia para generar efectos saludables y no perjudiciales. Nuestro

estudio nos permitirá contribuir con resultados experimentales que demuestren a

las personas que la actividad física es necesaria para evitar el desarrollo de

enfermedades del colesterol.

4.4. Hipótesis

El ejercicio de resistencia en ratones contrarresta el desarrollo de una alta

concentración de colesterol en la sangre y el desarrollo de cálculos biliares.

5. Desarrollo

5.1 Animales de experimentación y tratamientos

Se utilizaron 20 ratones macho CD1 con peso entre 30±2 gramos y edad entre 7-

10 semanas. Los ratones fueron divididos al azar en 5 grupos experimentales,

cada uno de ellos integrado por 4 ratones. Los tratamientos se ejemplifican en la

tabla 1 y todos los ratones tuvieron libre acceso a agua. El diseño experimental se

apegó con protocolos éticos para el uso y cuidado de animales de laboratorio

(NOM-062-ZOO-1999).

N° Grupo experimental Tratamiento

1 Control Ratones sanos, sin tratamientos.

2 Colesterol elevado

Ratones que tuvieron libre acceso a una dieta rica en

colesterol (enriquecida con 1% del lípido) durante 1

mes y no fueron tratados.

3 Tratamiento

farmacológico

Ratones que también tuvieron la dieta rica en

colesterol (1 mes), pero fueron tratados con

atorvastatina a dosis de 10 mg/kg durante 1 mes.

4 Grupo ejercitado 1

Ratones con dieta rica en colesterol y sometidos a

ejercicio de resistencia en una rueda giratoria

durante 15 minutos diarios durante un mes (3

sesiones de 5 minutos por 5 de descanso).

5 Grupo ejercitado 2

Ratones con dieta rica en colesterol y sometidos a

ejercicio de resistencia en una rueda giratoria

durante 30 minutos diarios durante un mes (3

sesiones de 10 minutos por 5 de descanso).

Tabla 1. Tratamientos evaluados en los ratones.

La dieta rica en colesterol fue adquirida en Harlan Laboratories y es una dieta

estandarizada para roedores. En la figura 1 se observa la rueda giratoria en la que

los ratones se ejercitaron, junto con la dieta experimental.

Figura 1. Los ratones CD1 fueron sometidos a ejercicio a rutinas de ejercicio den

una rueda giratoria, y tuvieron libre acceso a una dieta rica en colesterol.

5.2 Análisis bioquímicos

Los ratones fueron anestesiados con pentobarbital sódico (80 mg/kg) y su sangre

fue colectada a través del seno venoso retro-orbital. La sangre fue colectada,

centrifugada y el suero se analizó. Se determinó la concentración de colesterol

total, triglicéridos y glucosa en el suero, utilizando un fotocolorímetro. También se

observaron las vesículas biliares de los ratones que tuvieron libre acceso a la dieta

rica en grasa, para compararlos con los ratones ejercitados.

5.3 Presentación de resultados

Se reportaron las concentraciones de los parámetros bioquímicos en forma de

gráficos y tablas para comparar los resultados entre los grupos experimentales,

algunos descriptores estadísticos fueron calculados.

6. Resultados

6.1 Concentración de colesterol, triglicéridos y glucosa

Se observó que la dieta rica en colesterol, incrementó la concentración de este

lípido y también la de triglicéridos en los ratones, en comparación con nuestro

grupo control, en donde tuvimos ratones sanos con valores normales de colesterol

y triglicéridos. La dieta no modificó los valores de glucosa. El fármaco

atorvastatina logró disminuir la concentración de colesterol pero sus efectos sobre

los triglicéridos y glucosa no fueron tan significativos.

Las rutinas de ejercicio fueron muy eficaces para disminuir la concentración de

colesterol, triglicéridos y glucosa, particularmente los ratones que realizaron 30

minutos de ejercicio durante un mes. Aquéllos que realizaron 15 minutos diarios

de ejercicio también disminuyeron la concentración de los anteriores parámetros

bioquímicos, sin embargo con menor eficacia que quienes realizaron 30 minutos

de ejercicio. Los resultados pueden observarse en la tabla 2 y la figura 2.

N° Grupo experimental [ ] Parámetro bioquímico (mg/dL)

Colesterol Triglicéridos Glucosa

1 Control 144.0 ± 4.9 192.6 ± 1.2 166.9 ± 2.2

2 Colesterol elevado 221.5 ± 3.5 267.0 ± 4.5 179.1 ± 1.7

3 Tratamiento farmacológico 129.7 ± 2.2 205.4 ± 0.9 171.8 ± 1.1

4 Grupo ejercitado 1 139.3 ± 1.0 199.7 ± 1.3 168.5 ± 1.3

5 Grupo ejercitado 2 127.9 ± 3.1 191.8 ± 1.2 170.4 ± 0.8

Tabla 2. Resultados del análisis bioquímico en ratones.

Grupo experimental

1 2 3 4 5

Conce

ntr

aci

ón d

e c

ole

stero

l (

mg/d

L)

0

50

100

150

200

250

1. Control

2. Colesterol elevado

3. Tratamiento farmacológico

4. Grupo ejercitado 1

5. Grupo ejercitado 2

**

Grupo experimental

1 2 3 4 5

Co

nce

ntr

aci

ón d

e c

ole

stero

l (

mg

/dL

)

0

50

100

150

200

250

1. Control

2. Colesterol elevado

3. Tratamiento farmacológico

4. Grupo ejercitado 1

5. Grupo ejercitado 2

**

1 2 3 4 50

50

100

150

200

250

300

Co

ncentr

ació

n d

e t

rig

licéri

do

s

(mg

/dL

)

Grupo experimental

*

1 2 3 4 50

50

100

150

200

Co

nce

ntr

aci

ón d

e g

luco

sa

(mg

/dL

)

Grupo experimental

Figura 2. Gráficos que

representan la concentración de

colesterol, triglicéridos y glucosa

en los diferentes grupos

experimentales. El asterisco en

las barras de las gráficas (*) nos

indica que existe una diferencia

significativa entre los efectos de

los ratones que hicieron

ejercicio, contra los que no lo

hicieron y que aparte recibieron

una dieta rica en grasas.

6.2 Efecto sobre la enfermedad por cálculos biliares

En este apartado realizamos un estudio cualitativo, que consistió en observar las

vesículas biliares de los ratones que fueron sometidos al ejercicio, para comparar

con los ratones sedentarios y alimentados con la dieta rica en grasas. Los ratones

ejercitados disminuyeron la incidencia al desarrollo de esta enfermedad biliar;

mientras que los sedentarios la desarrollaron significativamente. Estos resultados

pueden observarse en la figura 3.

Figura 3. El ejercicio de resistencia contrarresta el desarrollo de cálculos biliares

en los ratones.

Grupo 1

Grupo 2 Grupo 4 Grupo 5

Grupo 1. Control

Grupo 2. Colesterol elevado

Grupo 4. Grupo ejercitado 1

Grupo 5. Grupo ejercitado 2

Cálculos biliares observados en

la vesícula biliar de un ratón.

7. Análisis e interpretación de los resultados

Nuestros resultados demostraron que la actividad física de resistencia es muy

eficaz para disminuir la concentración de parámetros bioquímicos, los cuales son

importantes en el desarrollo de enfermedades metabólicas cuando se encuentran

alterados. En la vida cotidiana, realizar ejercicio de resistencia, que

frecuentemente es identificado con el adjetivo de “cardio” nos ayuda a disminuir la

concentración de carbohidratos y lípidos que nuestro cuerpo tenga en exceso, por

ejemplo, los lípidos acumulados en el tejido adiposo (principalmente triglicéridos) y

la glucosa que circula en nuestra sangre; sin embargo, en nuestro experimento

comprobamos que el ejercicio es un factor determinante para prevenir dos

enfermedades de alta prevalencia en nuestra población mexicana: la

hipercolesterolemia y la enfermedad por cálculos biliares. Estas dos enfermedades

representan altos costos en los sistemas de salud cada año y su tratamiento

farmacológico es limitado; por esto, tras nuestros resultados podemos sugerir que

la actividad física es una de las herramientas más idóneas para poder prevenir

estas enfermedades, sobre todo cuando estamos sujetos a una alimentación no

balanceada. Los resultados que obtuvimos en la concentración de colesterol y

triglicéridos, nos dejan en claro que el ejercicio es capaz de disminuir los altos

índices de estos parámetros, causados por una dieta rica en grasas, por lo que las

personas sedentarias con alimentación inadecuada, necesitarán hacer un esfuerzo

por practicar ejercicio, para que no se vean forzados a consumir fármacos, que

tarde o temprano dejarán una reacción adversa. Aunado a lo anterior, prevenir el

desarrollo de cálculos biliares a través del ejercicio físico también es importante,

porque como esta enfermedad no tiene tratamiento farmacológico eficaz, la

consecuencia es la cirugía para extirpar la vesícula biliar y con ello la pérdida de

un órgano importante para el sistema digestivo. Nuestros resultados obtenidos en

un animal de laboratorio, pueden exhortar a las personas a practicar rutinas de

ejercicio, no importando que sean por lapsos pequeños de tiempo, pero con

pequeños esfuerzos se pueden lograr grandes avances para la salud.

8. Conclusiones

El ejercicio de resistencia es eficaz para disminuir la incidencia de enfermedades

del colesterol, ocasionadas por una alimentación rica en grasas. Nuestro estudio

permitió proporcionar una evidencia experimental de que una actividad que todos

podemos realizar, representa grandes beneficios para nuestra salud.

9. Fuentes de información

Aguilar-Salinas CA, Canizales-Quinteros S, Rojas-Martínez R, García-

García E, Olaiz-Fernández G, Gómez-Pérez FJ, Tusié-Luna MT. Succesful

collaborations between three Mexican institutions for research on

dislipidemias, obesity and diabetes. Gac Med Mex 2007; 143(5): 355-64.

Chiuve SE, Cook NR, Shay CM, Rexrode KM, Albert CM, Manson JE,

Willett WC, Rimm EB. Lifestyle-based prediction model for the prevention of

CVD: the Healthy Heart Score. J Am Heart Assoc 2014; 3(6): e000954.

Gidding SS, Ann Champagne M, de Ferranti SD, Defesche J, Ito MK,

Knowles JW, McCrindle B, Raal F, Rader D, Santos RD, Lopes-Virella M,

Watts GF, Wierzbicki AS; American Heart Association Atherosclerosis,

Hypertension, and Obesity in the Young Committee of the Council on

Cardiovascular Disease in the Young, Council on Cardiovascular and Stroke

Nursing, Council on Functional Genomics and Translational Biology, and

Council on Lifestyle and Cardiometabolic Health. The Agenda for Familial

Hypercholesterolemia: A Scientific Statement From the American Heart

Association. Circulation 2015; 132(22): 2167-92.

Kei A, Filippatos TD, Elisaf MS. The safety of ezetimibe and simvastatin

combination for the treatment of hypercholesterolemia. Expert Opin Drug

Saf. 2016

NORMA Oficial Mexicana NOM-062-ZOO-1999, Especificaciones técnicas

para la producción, cuidado y uso de los animales de laboratorio.

Priyadharsini RP. Animal models to evaluate anti-atherosclerotic drugs.

Fundam Clin Pharmacol 2015; 29(4):329-40.

Zárate A, Manuel-Apolinar L, Basurto L, De la Chesnaye E, Saldívar I.

Cholesterol and atherosclerosis. Historical considerations and treatment.

Arch Cardiol Mex 2016.