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Ver el documento (formato PDF)   Dorfman, Verónica Berta.  "Neurotransmisores y sus receptores en la médula espinal de ratas diabéticas"  (2003)
Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires
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Resumen:
La diabetes es un desorden endócrino-metabólico asociado con alteraciones funcionales que entre otras incluye una disfunción sexual. Un gran porcentaje de pacientes diabéticos de sexo masculino presentan trastornos de disfunción sexual asociados a problemas de impotencia en los estadios avanzados de ésta patología. La región lumbosacra de la médula espinal interviene en la inervación del pene a través de los nervios pélvicos y pudendos regulando de esta manera los mecanismos de erección peneana y de eyaculación. El objetivo de este trabajo fue investigar los factores, que pueden estar modulando este mecanismo en la diabetes experimental. Para ello se estudiaron las características morfológicas y bioquímicas de la región lumbar6/sacro1 de la médula espinal de animales con diabetes inducida por tratamiento con estreptozotocina utilizando además otros modelos que también presentan una disminución en la respuesta sexual. Metodología: Se utilizaron: l- ratas macho con diabetes inducida por estreptozotocina con o sin tratamiento con insulina, 2- ratas con hipogonadismo funcional obtenido mediante tratamiento neonatal con monosodio glutamato (MSG), 3- ratas macho gonadectomizadas (GDX) y/o adrenalectomizadas (ADX) con o sin el tratamiento hormonal correspondiente, y 4- ratas macho intactas desde los 10 dias de vida hasta los 20 meses de edad. La médula espinal fue extraída por laminectomia dorsal y el tejido procesado según correspondiere al tipo de ensayo a realizar. Para los estudios morfológicos de los núcleos motores, se utilizaron técnicas histológicas (tinción de Nissl o tinción con tetraóxido de osmio) seguidas del análisis por microscopía óptica o microscopía electrónica. Los distintos factores probablemente involucrados en la regulación de los mecanismos de erección peneana y eyaculación fueron estudiados utilizando diversas técnicas tales como: autorradiografia cuantitativa para evaluar cambios en los receptores del sistema GABAérgico tipo GABA-B, GABA-A y sitios de unión para benzodiacepinas; los receptores mu- y delta-opioides y los receptores para los neuropéptidos ocitocina y vasopresina. La técnica de cromatografía líquida de alta performance fue utilizada para evaluar los niveles tisulares de los aminoácidos GABA y glutamato. Técnicas de radioinmunoensayo fueron utilizadas para determinar los niveles de testosterona plasmática y los niveles de beta-endorfinas tisulares. La técnicas inmunohistoquímica fue utilizada para determinar la localización y expresión del factor de crecimiento insulinico de tipo l (IGF-I) y la técnica histoquimica de reactividad NADPH diaforasa fue utilizada para el estudio de neuronas nitrérgicas. Resultados: Los animales diabéticos mostraron una reducción significativa del volumen del núcleo espinal del bulbocavemoso (sexualmente dimórfico), respecto al grupo control, como consecuencia de una reducción en el tamaño de sus motoneuronas, que presentaron signos de degeneramiento neuronal. Todas las alteraciones fueron revertidas por insulina. Los sistemas de neuromoduladores estudiados presentaron alteraciones en los animales diabéticos así como en los animales con alteraciones endócrinas. El estudio del sistema GABAéigico presentó marcación específica de los receptores en asta dorsal y región central, con aumento significativo en la densidad de los receptores tipo GABA-B en los animales diabéticos respecto al control, con una disminución en la afinidad y un aumento en el número total de sitios de unión. Los sitios receptores de tipo central para benzodiacepinas presentaron una disminución significativa de su densidad, asociada con disminución en la afinidad y en el número de sitios totales en animales diabéticos. En ambos casos los valores alterados volvieron a su nivel control con el tratamiento de insulina. Los receptores tipo GABA-A presentaron un aumento solo en los animales diabéticos tratados con insulina. El sistema GABAérgico presentó también alteraciones en animales GDX ó ADX y una disminución en los niveles de receptores, progresiva con la edad. Por otro lado los niveles de GABA mostraron una disminución significativa en la médula espinal de ratas diabéticas. En el estudio del sistema opioide se observó presencia de los receptores tipo mu y delta en el asta dorsal, con disminución significativa de los tipo mu, asociada a un aumento en la constante de disociación, en animales diabéticos que fue revertida por tratamiento con insulina. No se evidenciaron cambios en los receptores tipo delta. Los animales con diabetes experimental presentaron un aumento significativo en el contenido de beta-endorfinas en la medula espinal. No se observaron diferencias en los receptores mu-opioides por GDX y/o ADX. El análisis del sistema de receptores para ocitocina y para vasopresina demostró marcación específica para ambos receptores, el primero en asta dorsal y el segundo sobre los núcleos pudendos. El receptor para ocitocina presentó disminución significativa de su densidad en animales diabéticos y en animales MSG respecto a sus grupos control, y el receptor para vasopresina también se mostró alterado con la diabetes. En ambos casos los valores se normalizaron por el reemplazo con insulina. Además los receptores para vasopresina presentaron una disminución significativa en ratas hembras intactas respecto a machos intactos. Los animales GDX y los ADX presentaron disminución de la densidad de los receptores para vasopresina respecto a su control. Además se observaron diferencias significativas entre hembras y machos con menor expresión de estos receptores en los núcleos sexuales dimórficos del primer grupo. El estudio de IGF-I permitió describir la presencia de este factor las láminas IV y V del asta dorsal y en los entrecruzamientos fibrosos de la comisura gris ventral al epéndimo con disminución significativa del área de expresión en animales diabéticos, en animales tratados neonatalmente con MSG y en animales GDX. El estudio de la actividad NADPH-diaforasa demostró la presencia de la NOS en las neuronas de: las astas dorsales, de la región circundante al epéndimo, de la columna celular intermediolateral y de los núcleos motores pudendos, presentando alteraciones morfológicas y de actividad enzimática en los diabéticos y su reversión por tratamiento con insulina. Conclusiones: Los factores neuromoduladores estudiados se ven alterados en la diabetes experimental inducida por estreptozotocina, y esta variación podría ser generada tanto por la falta de insulina per se o por la hiperglucemia crónica, como por las alteraciones de los ejes gonadal y adrenal que ocurren en esta patología. Las alteraciones en los factores neuromoduladores podrían estar involucrados en la regulación de los mecanismos de erección peneana y eyaculación modulando el tono muscular peneano a través del nervio pudendo y/o la dilatación vascular que regula el flujo sanguíneo a través del nervio pélvico. Estos estudios aportan información de importancia para comprensión de la fisiopatología de la disfunción sexual relacionada con la erección peneana ya sea durante estadios avanzados de la diabetes, o en modelos con analogía endócrina, que podrán permitir el desarrollo terapéuticas para un mejoramiento en la.calidad de vida del individuo afectado.

Abstract:
Diabetes is an endocrine-metabolic disorder that has been associated with functional alterations including sexual impotence. A great percentage of male diabetic patients show sexual dysfunction associated to impotence at later stages of this pathology. The lumbosacral region of spinal cord innervates the penis through pelvic and pudendal nerves and regulates the penis erection and ejaculation mechanisms. The aim of this work was to study changes on the possible factors involved in the modulation of these mechanisms in the experimental diabetes model. Morphological and biochemical characteristics of the lumbar6/sacral1 spinal cord were evaluated using streptozotocine (STZ)-induced diabetic rats and other models with a known diminished sexual response. Methods: The animal models used were: 1- STZ- induced diabetic male rats with or without insulin treatment, 2- Animals neonatally treated with glutamate monosodium (MSG), 3- Animals that were gonadectomized (GDX) and/or adrenalectomized (ADX) and then treated or not with the corresponding hormone, and 4- Intact male rats from 1O days old to 20 months old. Spinal cords were removed by dorsal laminectomy and the tissue was processed according to the assay. Histological methods (Nissl or osmium tetroxide staining) were used to evaluate the morphology of the different motor nuclei. Tissue sections were analysed by optical or electronic microscopy. Different factors involved in penile erection and ejaculation were studied using different techniques such as: Quantitative autoradiography to study GABAergic receptors system GABA-B, GABA-A and benzodiazepine receptors sites, mu- and delta-opioid receptors and oxytocin and vasopressin receptors. High performance liquid chromalography to evaluate tissular levels of GABA and glutamate amino acids. Radioimmunoassay techniques were used to determine plasmatic testosterone levels and tissular beta-endorphins. Immunohistochemical technique was used to determine IGF-I, and histochemical NADPH-diaphorase reactivity technique was used to study nitrergic neurons. Results: Diabetic animals showed a significant reduction in the volume of the spinal nucleus of the bulbocavernosus as a consequence of a decrease in motoneuronal size. These neurons also presented some neuronal degeneration signs. All alterations were reverted by insulin treatment. All the studied systems showed changes in the diabetic animals as well as in those animals with endocrine alterations. The evaluation of the GABAergic system showed specific labelling at the dorsal horn and central region of the spinal cord. A significant increase in the GABA-B receptors density was found in diabetic rats, this was associated with a decrease in the affinity and an increase in the total number of binding sites. Moreover GABA levels showed a significant decrease in spinal cord of diabetic rats. The benzodiazepine receptor sites showed a significant density decrease in diabetic animals, associated with a decrease in the affinity and the total binding sites. In both cases insulin treatment was able to restore the altered receptor values. GABA-A receptors showed a significant increase in the diabetic animals that were treated with insulin. The GABAergic system also showed changes in GDX, ADX animals and a time depending decrease of the receptors levels with age. The study of the opioid system showed the presence of mu- and delta-opioid receptor types in the dorsal horn with a significant decrease of the mu receptor type in diabetic rats. These changes were associated with an increase in the dissociation constant that could be reverted with insulin treatment. There were not changes in delta-opioid receptors type density. Experimental diabetic animals showed a significant increase in the beta-endorphins content at spinal cord. No changes were observed on the opioid receptors on GDX and/or ADX animals. Oxytocin receptors were found on the dorsal horn of the spinal cord meanwhile the specific binding for vasopressin was seen on the pudendal nuclei. Receptor binding sites for both neuropeptides showed a significant decrease in diabetic animals and oxytocin showed similar results in MSG animals. In both cases the changes were restored to control values after insulin treatment. Vasopressin binding sites showed a significant decrease on GDX and ADX animals. Moreover, when intact animals of both sexes were compared, females also showed lower amount of vasopressin analogue binding than in male tissue. IGF-I immunoreactivity was observed in layers IV and V of dorsal horn and in the ependimal ventral grey commissure. A significant reduction of the expression area was seen in diabetic animals, as well as in the MSG and GDX animals. The NADPH-diaphorase reactivity showed the presence of nitrergic neurons at: the dorsal horns, the ependimus, the intermediolateral cell column and at the motor pudendal nuclei. Changes on the morphological cell characteristics as well as on the enzymatic activity was seen in diabetics animals being these changes reverted by insulin treatment. Conclusions: The neuromodulator factors evaluated were all altered in the STZ induced diabetic animals and those variations could be generated by insulin lack “per se”, by the chronic hyperglycemia, or by alterations in the gonadal and adrenal axis seen in this pathology. The observed alterations may be involved in the regulation of penile erection and ejaculation mechanisms regulating the penile muscular tone through pudendal nerve or the vascular dilatation regulating the blood flow through the pelvic nerve. These studies provide important information to the comprehension of the pathophysiology of the sexual dysfunction related with the penile erection during advanced stages of diabetes as well as in models with endocrine analogy. They may allow the development of new therapeutic strategies to improve the life quality of affected patients.

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Registro:
Título : Neurotransmisores y sus receptores en la médula espinal de ratas diabéticas    
Autor : Dorfman, Verónica Berta
Director : Coirini, Héctor
Año : 2003
Editor : Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires
Filiación : Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales
Instituto de Biología y Medicina Experimental (IBYME). Laboratorio de Neurobiología
Grado obtenido : Doctor en Ciencias Biológicas
Ubicación : Preservación - http://digital.bl.fcen.uba.ar/gsdl-282/cgi-bin/library.cgi?a=d&c=tesis&d=Tesis_3662_Dorfman
Idioma : Español
Area Temática : Biología / Neurociencias
Biología / Fisiología Animal
Palabras claves : IMPOTENCIA SEXUAL; DIABETES; ESTREPTOZOTOCINA; SISTEMA GABAERGICO; SISTEMA OPIOIDE; IGF-I; OCITOCINA; VASOPRESINA; NADPH-DIAFORASA; MEDULA ESPINAL; SEXUAL IMPOTENCE; DIABETES; STREPTOZOTOCINE; GABAERGIC SYSTEM; OPIOID SYSTEM; IGF-I; OXYTOCIN RECEPTOR; VASOPRESIN RECEPTOR; NADPH-DIAPHORASE; SPINAL CORD
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