Desnutrición temprana en ratas, impacto comparado con el hombre  

L.P.C. Julieta Espinosa

Publicado en Revista Serendipia Año 1. Núm. 7. Febrero 2009

Fotografía: Jorge Alcántara

 

Cuatro semanas bastan para que, dentro del desarrollo embrionario humano, inicie la formación del sistema que permitirá al nuevo ser, percibir las variaciones de los ambientes interno y externo, y reaccionar ante ellas para asegurar su supervivencia: el Sistema Nervioso Central (SNC).

 

Implantado el huevo en el útero materno, éste inicia su proliferación hasta alcanzar la fase de gástrula; un proceso en el que su estructura es compuesta por tres capas de células, nombradas según su ubicación como ectodermo (superior), mesodermo (intermedia) y endodermo (inferior); primera de ellas, precursora de la estructura primitiva del SNC.

Responsable de la constitución de la piel, las uñas, el pelo, así como de las glándulas sudoríparas y sebáceas, las células del ectodermo presentan un engrosamiento en forma de placa; mismo que, al elevar sus pliegues laterales y tras fusionar sus extremos, da origen al tubo neural.

 

Este tubo contenido en el embrión de apenas cuatro milímetros, desarrolla en su parte rostral, tres vesículas cerebrales primarias que, tras las 40 semanas de gestación, forman las distintas estructuras del SNC. Así, del rombencéfalo surgirá la médula oblonga, el puente y el cerebelo; del mesencéfalo, los pedúnculos y el tallo cerebral; y del prosencéfalo, el tálamo, el estriado, el sistema límbico y la corteza cerebral. La parte caudal del tubo originará la médula espinal.

 

Componentes del SNC, encéfalo y medula espinal son constituidos, así, bajo un programa único de diferenciación y desarrollo celular, contenido en el bagaje genético de los gametos que iniciaron la formación del nuevo ser. Un proceso que, aunque estructurado, es vulnerable a ser alterado ante factores internos y externos que lo provoquen.

 

Uno de estos factores externos es la desnutrición; condición definida por la Organización de las Naciones Unidas para la Agricultura y la Alimentación (FAO) como aquella en la que “el consumo de energía alimentaria se sitúa de manera permanente por debajo de las necesidades mínimas de energía alimentaria para poder llevar una vida sana y realizar una actividad física ligera, con un peso corporal mínimo aceptable para la talla alcanzada”.

 

De acuerdo con el informe 2008 de la FAO sobre “El estado de la seguridad alimentaria en el mundo”, en 2007 el número de personas desnutridas en el planeta fue 923 millones. Magnitud vigente desde hace poco más de tres décadas, cuando el Dr. Manuel Salas Alvarado incursionó en la línea de investigación que, hasta hoy, continúa evaluando los efectos que sobre el desarrollo neurofisiológico produce la desnutrición perinatal.

 

Interesado en el estudio de los efectos provocados por la desnutrición durante el período que precede y sigue al nacimiento (perinatal), sobre el desarrollo morfológico, electrofisiológico y conductual, el investigador encontró en la rata Wistar al modelo que le permitiría validar comparaciones con los mecanismos básicos del desarrollo humano.

 

Animal de experimentación, albino, de gestación corta, dócil y de fácil manipulación, la rata Wistar tiene en común con el humano el ser altricial; es decir, un animal inmaduro al nacer, incapaz de conseguir alimento por sí mismo, caminar, controlar sus esfínteres, regular su temperatura, entre otras limitaciones.

 

La posibilidad de realizar equivalencias entre el desarrollo temporal comprimido de la rata y el del humano fue otra de las características que hicieron del modelo murino, el adecuado para la investigación. Así, a decir del investigador del Instituto de Neurobiología (INB) de la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM), es que “las ratas tienen un periodo de gestación de 21 días y, uno de entre 30 y 60 para alcanzar la adultez”.

 

Los estudios propios de la línea de investigación exigieron el diseño de procedimientos de desnutrición de las ratas, que asemejaran las condiciones alimentarias de la sociedad humana actual. Cuatro fueron estos mecanismos, cada uno con características específicas que permitieron la evaluación de los efectos de la privación temprana de alimento, de la estimulación sensorial temprana sobre el desarrollo de la conducta refleja, aquellos a largo plazo sobre la conducta social y los encaminados a revertir los daños asociados a la desnutrición perinatal.

 

Primero de ellos, consistió en ajustar al parto, una camada a ocho crías. Luego, cuatro de ellas (un par de machos y uno de hembras) fueron privadas intermitentemente de la leche materna y el estímulo sensorial del amamantamiento, mediante su retiro físico en períodos de 12 horas, hasta el día 25 (destete), cuando mostraron una reducción de peso hasta de 60% y fueron sometidas a una alimentación normal hasta la adultez.

 

El ajuste de una camada a 25 crías fue el segundo procedimiento, el cual tuvo por objetivo sobrepasar la capacidad de amamantar de la madre, dotada sólo de 12 glándulas mamarias. Mecanismo que provocó niveles de desnutrición distintos entre las crías y que llegó a término con el destete, cuando les fue administrada una dieta normal.

Fotografía: Jorge Alcántara

La tercera forma de causar desnutrición perinatal involucró la participación de dos ratas madre con camadas ajustadas a ocho crías; mismas que fueron alternadas de una madre a otra, en períodos de 12 horas, con la peculiaridad de que una de ellas fue ligada quirúrgicamente de sus pezones. Dicho intercambió, realizado hasta el día 25, privó de alimento a la cría, pero permitió la succión y el contacto con la madre.

 

El desarrollo del cuarto procedimiento consistió en la reducción del contenido de proteína (8% de caseína) en la dieta de las ratas, antes y después del apareamiento, con el propósito de desnutrir a las crías desde la gestación, continuar durante la lactancia y finalizar en el día 25 con el suministro de una dieta balanceada.

 

Los estudios correspondientes a la evaluación de los efectos de la privación temprana de alimento, fueron efectuados mediante la observación del comportamiento de las crías; labor que arrojó la presencia de “retrasos en sus capacidades para enderezar el cuerpo, trepar, apilarse succionar, nadar y explorar el ambiente”.

 

Confirmada la presencia de un retraso en la conducta refleja de los animales, fueron analizados los efectos que la restitución de una dieta normal, luego de su destete, causaba. El resultado fue la recuperación de las capacidades reflejas, a excepción de la relacionada con la exploración que, al llegar a la adultez de las crías, fue acompañada por hiperactividad en circunstancias normales y reactividad extrema al estrés; alteraciones explicadas de manera parcial, luego de analizar cortes cerebrales de dichos animales, por el pobre crecimiento neuronal en estructuras sensoriales del SNC.

 

Para el estudio de los efectos a largo plazo en diferentes modelos de la conducta social, causados por la desnutrición perinatal, el Dr. Salas Alvarado contempló la evaluación de la conducta maternal, el juego y la expresión facial provocada por la aplicación de estímulos gustativos.

 

La conducta maternal fue abordada a partir de la comparación entre ratas control y ratas madre en cuyo periodo perinatal habían sido desnutridas. Los parámetros evaluados a ambos grupos fueron: tiempo de amamantamiento, grado de construcción de los nidos, tiempo que tomaba el acarrear a las crías dispersadas fuera del nido, sitio corporal del que eran tomadas las crías para su transporte y tiempo dedicado al lamido de las mismas.

 

Las mediciones arrojaron que las ratas desnutridas en su etapa perinatal dedicaban menor tiempo a amamantar y lamer a sus crías que las ratas control; además de tardar mayor tiempo en colocar a sus crías en el nido sin poner atención alguna sobre la zona de donde las tomaba y de construir de manera deficiente sus nidos. En conclusión del investigador, “el efecto a largo plazo existía”.

 

En el caso del juego fue efectuada una prueba en la que, durante 10 minutos, fueron medidos tres componentes de la actividad recreativa de la rata: boxeo, apilamiento y lucha. Lo anterior, mediante la observación de un grupo de ratas con 18 a 60 días de vida y con antecedente de desnutrición perinatal por los procedimientos de privación alternada de alimento y de ligazón de pezones.

 

Los resultados, además de arrojar el efecto buscado, permitieron establecer que la actividad social, como lo es el contacto materno al succionar, genera “cambios plásticos en el SNC que permiten regular conductas como el mismo juego”. Lo anterior, ante el hecho de que las ratas desnutridas por privación de alimento presentaron mayor actividad recreativa que las tratadas por ligazón de pezones, con una actividad atenuada y controlada.

 

Debido a que las ratas nacen con la capacidad de distinguir los cuatro sabores (dulce, amargo, salado y ácido), la expresión facial provocada por la aplicación de estímulos gustativos fue medida, mediante fotografía digital y análisis de las gesticulaciones causadas por la administración de sustancias a distintas concentraciones. El hallazgo fue que las ratas desnutridas en su etapa perinatal presentaron disminuida su capacidad de expresión gustativa y deterioro de las neuronas que las regulan.

 

Tercer objetivo de la línea de investigación fue el de analizar la plasticidad que el SNC pudiera experimentar para revertir los efectos nocivos de la desnutrición perinatal, mediante rutinas de estimulación sensorial. Una labor desarrollada mediante la comparación del comportamiento de crías hembra de madres control y de madres desnutridas en su etapa perinatal.

 

Ambos grupos fueron sometidos por cinco minutos diarios hasta el día 14 de edad, a rutinas de estimulación en las que eran frotados entre las manos, estimulados con cambios de temperatura y puestos en una caja con aserrín para ser agitadas y dotadas de estimulación vestibular. Al llegar el día 15, fueron colocados a diario y por 30 minutos en un ambiente enriquecido de estímulos sensoriales; es decir, en una caja de 40x60x20 cm equipada con columpios, rampas, canicas, dados, balancines, tubos, ruedas giratorias, escaleras y plataformas suspendidas, para su recreación.

 

El resultado fue evaluado en la adultez de las ratas, “cuando su primer parto hizo evidente la corrección de muchas de las deficiencias causadas por la desnutrición perinatal, referentes a la conducta maternal, que desaparecieron por completo en la segunda experiencia materna”.

 

Miembro del Sistema Nacional de Investigadores en su nivel II, el Dr. Salas Alvarado, en la actualidad, trabaja en la evaluación de los efectos que sobre la vocalización ultrasónica y la exploración del ambiente entre pares del mismo sexo, ocasiona la desnutrición perinatal. Además de estudiar la morfología del bulbo olfativo y la sensibilización maternal de ratas vírgenes por exposición crónica a crías recién nacidas, bajo el enfoque de la problemática alimentaria.

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