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Revista de Investigaciones Veterinarias del Perú

versión impresa ISSN 1609-9117

Rev. investig. vet. Perú vol.27 no.1 Lima ene. 2016

http://dx.doi.org/10.15381/rivep.v27i1.11463 

http://dx.doi.org/10.15381/rivep.v27i1.11463

ARTÍCULOS PRIMARIOS

Relación entre la glucemia maternal y fetal y el páncreas endocrino fetal en alpacas

Relationship between maternal and foetal glycemia and foetal endocrine pancreas in alpacas

 

Johan Huaynates O.1, Juan Espinoza B.1, Bernardo López-Torres3, Alejandro Rodríguez G.3,5, César Caro M.4, José Rodríguez G.2,6

1 Laboratorio de Farmacología y Toxicología, Facultad de Medicina Veterinaria Universidad Nacional Mayor de San Marcos, Lima, Perú

2 Estación Experimental del Centro de Investigación IVITA–El Mantaro, Universidad Nacional Mayor de San Marcos, Huancayo, Perú

3 SENASA Región Junín, Perú

4 Laboratorio de Patología, SENASA, Lima, Perú

5 E-mail: alexpolrodriguez@gmail.com

6 E-mail: joserodriguezmv@gmail.com

Recibido: 29 de mayo de 2015

Aceptado para publicación: 6 de setiembre de 2015


RESUMEN

El presente trabajo tuvo por objetivo relacionar la glucemia maternal gestacional con la glucemia fetal y el desarrollo del páncreas endocrino fetal. Se utilizaron 18 alpacas gestantes y sus respectivos fetos. Lo animales y los fetos se distribuyeron en los tres tercios del periodo de gestación (n = 3, 4 y 11 para el primer, segundo y tercer tercio, respectivamente). La relación entre los niveles de glucosa maternal y los niveles de glucosa fetal, número de islotes de Langerhans (IL) por área (N°IL/mm2 fetal y diámetro de los IL fetal fue de r: 0.98, 0.99, 0.93, respectivamente. Los niveles de glucosa fetalmaternal, N° IL/mm2 y diámetro de los IL fueron significativamente mayores en el último tercio de gestación (p<0.001). Los resultados indicarían que hay una influencia de la glucosa maternal en el desarrollo del páncreas endocrino fetal.

Palabras clave: glucemia materno-fetal, páncreas endocrino fetal


ABSTRACT

The aim of this study was determine the relationship between maternal glycemia with foetal glycemia and development of foetal endocrine pancreas. Eighteen pregnant alpacas and their respective foetus were grouped in the three thirds of the gestation period (n = 3, 4 and 11 for first, second and third third respectively). The relationship between levels of maternal glycemia and the levels of foetal glycemia, number of Langerhans islets (IL) per area (N°IL/mm2) and diameter of IL were of r: 0.98, 0.99, 0.93, respectively. Levels of maternal-foetal glucose, N°IL/mm2 and IL diameter were significantly higher (p<0.001) in the last third of gestation. The results would show that maternal glycemia affects the development of foetal endocrine pancreas.

Key words: maternal-foetal glycemia, foetal endocrine pancreas


INTRODUCCIÓN

Algunos estudios realizados en camélidos sobre el metabolismo de la glucosa reportan diferencias con otras especies. Es así que en contraste con los rumiantes, las llamas y las alpacas mantienen una alta concentración de glucosa en sangre (media: 7.0 mmol/l; rango: 4.6-8.9 mmol/l), semejante a un animal no rumiante (Lassen et al., 1986; Fowler y Zinkl, 1989; Kaneko, 1989). Las llamas y las alpacas también muestran respuestas hiperglicémicas extremas (concentraciones de glucosa en sangre de 11.1 a 16.6 mmol/l) en respuesta a situaciones de estrés (Fowler y Zinkl, 1989; Cebra et al., 2001a,b). El elevado nivel de glucosa en sangre podría ser explicado por una lenta y moderada resistencia a la insulina que se observa en estas especies, característica similar a una condición de diabetes en el humano (Cebra et al., 2001a,b).

No se disponen de estudios relacionados al metabolismo energético en la etapa fetal de los camélidos sudamericanos (CSA); sin embargo, se puede considerar que la morfogénesis y la diferenciación del páncreas y sus tipos celulares son muy conservados entre los vertebrados durante el desarrollo fetal (Noden y Lahunta, 1990). El páncreas se desarrolla como estructura de yemas simples en el tubo del intestino primitivo a un órgano muy ramificado con diversos tipos de células especializadas (Kim y MacDonald, 2002). El páncreas maduro es un órgano bifuncional constituido principalmente por tejido exocrino organizado en acinos que segregan zimógenos en la luz intestinal, en tanto que la otra porción pancreática, incorporada dentro del tejido exocrino, está conformada por los islotes de Langerhans, que albergan los distintos tipos de células endocrinas (Slack, 1995).

El páncreas fetal es un órgano activo al final del primer trimestre, momento en el que la placenta es una estructura en evolución hacia la placenta madura; por tanto, los factores histiotróficos que condicionan el desarrollo del embrión son clave para el crecimiento y maduración de la placenta y del páncreas (Kaung, 1994; Reusens y Remacle, 2006). Puede afirmarse que un ambiente anómalo alterará la disponibilidad de sustratos, la angiogénesis y la producción de factores hormonales maternos (Myatt, 2006), que a su vez afectará la producción de factores de transcripción, endocrinos y de variada índole, necesarios para el crecimiento y maduración normal del nuevo ser.

La reducción de la circulación materno- fetal y de la disponibilidad de nutrientes por insuficiencia histiotrófica o placentaria, o por alteraciones en la cantidad y calidad de la dieta, así como por la diabetes materna, alteran no solo el crecimiento del feto, sino, además, la capacidad de las células endocrinas pancreáticas, promoviendo a largo plazo ciertas «incapacidades» que predisponen entre otros aspectos a enfermedades degenerativas como la diabetes mellitus tipo 2 (TD2M) o el síndrome metabólico (Barker, 1995,1999; Serrano-Ríos et al., 2010, 2011).

Actualmente se viene estudiando la histomorfometría del páncreas endocrino durante su desarrollo posnatal en cuyes y alpacas (Rodríguez et al., 2012, 2015), a fin de lograr un mayor entendimiento de la fisiología del metabolismo energético en estas especies y de su posible relación con la mortalidad neonatal. Este tema no ha sido trabajado en fetos de alpacas, de allí que el presente estudio tuvo por objetivo determinar la relación que existe entre la glucemia fetal, el desarrollo del páncreas endocrino fetal y la glucemia maternal en alpacas.

MATERIALES Y MÉTODOS

Animales y Muestras

Se trabajó con 18 alpacas gestantes, clínicamente sanas de 3-5 años de edad, y sus respectivos fetos, que fueron colectados en el matadero municipal Ninacaca de la Región Pasco, Perú. Los animales fueron agrupados según el tercio de gestación: 3 fetos (F1) y 3 madres (M1) en el primer tercio, 4 fetos (F2) y 4 madres (M2) en el segundo tercio, y 11 fetos (F3) y 11 madres (M3) en el tercer tercio de gestación. La edad fetal fue calculada en base al diámetro biparietal fetal, según la fórmula propuesta por Gazitua et al. (2001).El feto de menor edad fue de 2.3 meses,

Las muestras de sangre fetal y materna se obtuvieron por punción intracardiaca y de la vena yugular, respectivamente. La sangre materna se obtuvo ante-mortem. La sangre fue colectada en tubos de ensayo sin anticoagulante y centrifugada a 3000 g por 30 min. El suero resultante se almacenó a -196 °C en tanque de nitrógeno líquido.

Se recolectaron muestras de páncreas fetal, se diseccionaron en porciones de 1.5- 2.0 cm2 y se conservaron en frascos plásticos conteniendo formol tamponado al 15% y, posteriormente, embebidos en parafina.

Análisis Bioquímico Sanguíneo

Mediante análisis bioquímico del suero sanguíneo se determinaron los niveles de glucosa en mg/dL. Se utilizaron kits comerciales (FAR Diagnostics, Italia) y se siguieron las especificaciones del fabricante. La lectura se hizo en un analizador bioquímico semiautomático (Sinowa, China).

Análisis Histológico

Las muestras de páncreas en parafina fueron teñidas con Hematoxilina-Eosina (HE). Los islotes de Langerhans (IL) se observaron por microscopía óptica (Carl Zeiss, Alemania), y mediante una cámara digital incorporada AxionCam ERc5s (Carl Zeiss, Alemania) se obtuvieron fotografías a 10X. Se determinó el número de IL/mm2 de páncreas (N°IL/mm2) y su diámetro (μm) con el software de medición ZEN 2012 SP1 (Blue Edition, Carl Zeiss, Alemania).

Análisis de Datos

Los niveles de glucosa, N°IL/mm2 y el diámetro de los IL se presentan como promedios y desviaciones estándares. Los datos fueron analizados mediante un análisis de varianza y la determinación de diferencias entre promedios de los tres grupos (tercios) de gestación por la prueba post hoc de Duncan con un nivel de significación del 99.9%. Asimismo, se determinó la relación entre los valores de glucosa de la madre y los niveles de glucosa fetal, N°IL/mm2 fetal y el diámetro de los IL fetal mediante el Coeficiente de Correlación de Pearson.

RESULTADOS

El diámetro de los IL fue de 1.18 ± 0.01, 1.36 ± 0.11 y 1.56 ± 0.08 μm en fetos durante el primer, segundo y tercer tercio de la gestación, respectivamente (p<0.001; Figura 1). En forma similar, el N°IL/mm2 fetal fue de 2.36 ± 0.04, 4.85 ± 0.58, 7.28 ± 1.38 en el primer, segundo y tercer tercio de la gestación, respectivamente (p<0.001; Figura 1).

Los niveles de glucosa sanguínea (mg/dl) en los fetos y las madres fue de 208 ± 3.5 y 126.5 ± 2.2 en el primer tercio de la gestación, respectivamente; de 229 ± 14.6 y 126.5 ± 9.5 en el segundo tercio; y de 266 ± 16.2 y 163.2 ± 12.3 en el tercer tercio, respectivamente (p<0.001; Figura 2). Las correlaciones entre los niveles de glucosa de las madres con los niveles de glucosa fetal, el N°IL/mm2 fetal y el diámetro de los IL fetales fueron de 0.98, 0.99, 0.93, respectivamente, lo que indicaría una marcada influencia de la glucosa maternal en el desarrollo del páncreas endocrino fetal.

DISCUSIÓN

En el presente estudio se pudo determinar la presencia de páncreas endocrino fetal desde el primer tercio de gestación, pudiéndose identificar el número y diámetro de los IL (Figuras 1 y 2). Los valores de estas variables mostraron un incremento significativo durante la gestación, lo que indica que el proceso de diferenciación celular en el páncreas endocrino comienza en la etapa fetal. Este proceso se debe a la proteína PDX1, la cual genera la maduración de las células de los IL. Es conocido que PDX-1 se expresa en células precursoras que se encuentran en los compartimentos endocrinos y exocrinos del páncreas y es esencial para su desarrollo (Jonsson et al., 1993; Harrison et al., 1999), para la diferenciación de las células β (Ferber et al., 2000; Kojima et al., 2002; Imai et al., 2005) y para el mantenimiento de la madurez y función de las células β mediante la regulación de varios genes relacionados con estas células (Petersen et al., 1994; Holland et al., 2005).

Se encontró una alta correlación entre la glucemia maternal y la fetal, la cual aumentó significativamente (p<0.001) en el último tercio de gestación (Figura 2). La velocidad neta de captación de glucosa en mamíferos está en función directa, tanto de la glucemia materna como del gradiente de concentración de glucosa a través de la placenta (Kulhanek et al., 1974). En el feto de oveja, la utilización de glucosa depende de manera directa de las concentraciones de glucosa materna y fetal, así como de la concentración de insulina fetal (Wilkening y Meschia, 1983). El mecanismo no es a través de la regulación directa del transporte placentario de glucosa sino que es consecuencia de la hipoglucemia fetal que induce por incremento de la captación de glucosa en tejidos fetales, lo que aumenta el gradiente de concentración de glucosa entre la madre y el feto (Kennaugh y Hay, 1987). De esta forma, en el caso de hipoglucemia inducida por el ayuno se observa una caída en la captación umbilical de glucosa y de su utilización, mientras que en casos de hiperglucemia provocada por la infusión de glucosa y elevadas concentraciones de insulina se observa un aumento en la utilización de glucosa en tejidos fetales (Carver et al., 1995).

Los patrones de desarrollo pancreático en nuestro estudio son muy similares a los hallados en otras especies como las ovejas (Philipp et al., 1978), dado que los patrones de desarrollo fetal son similares y conservados en los mamíferos, desde los roedores hasta los humanos (McMillen y Robinson, 2005; Remacle et al., 2007; Green et al., 2010). Este desarrollo es de vital importancia y continúa durante la etapa posnatal en alpacas y otros mamíferos (Rodríguez et al., 2012, 2015). No obstante, se encontraron algunas diferencias con respecto a la oveja, donde se reportan niveles de glucosa maternal inferiores a los niveles de glucosa fetal en el último tercio de la gestación (Zhang et al., 2011), mientras que en el presente estudio los niveles de glucosa fetal fueron superiores a los maternales en los tres tercios de gestación (Figura 2).

Asimismo, los resultados indicarían que la variación ascendente de la glucemia maternal influye en los crecientes niveles de glucemia fetal y desarrollo pancreático durante la gestación (Figuras 1 y 2). Trabajos en ovejas apoyan dichos hallazgos, pues se ha visto que al incrementar los niveles de glucosa maternal o al disminuirlos por cambios en la dieta, aumentaba o disminuía la glucemia fetal, respectivamente (Wallace et al., 1997, 2004; George et al., 2010; Redmer et al., 2012).

CONCLUSIONES

  • Los niveles de glucosa fetal-maternal, N° IL/mm2 y diámetro de los IL son significativamente (p<0.001) mayores en el último tercio de gestación.

  • Hay una correlación alta y directa de los valores de glucosa maternal con los valores fetales de glucosa, N° IL/mm2 y diámetro de los IL, lo que indica su influencia sobre el desarrollo pancreático.

Agradecimientos

El presente estudio fue financiado con fondos provenientes de la Facultad de Medicina Veterinaria de la Universidad Nacional Mayor de San Marcos y del Proyecto Nº 173- FINCyT-IB-2013, Lima-Perú.

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