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ESTUDIO DE ACTIVIDADES ENZIMATICAS EN EL SISTEMA NERVIOSO CENTRAL DE LA ESPECIE HUMANA DURANTE LA ONTOGENESIS AMPARO CHABAS, PAZ BRIONES y JUAN SABATER INTRODUCCIÓN Durante la vida fetal el peso del cerebro aumenta regularmente con la edad y con el peso corporal, con variaciones para una edad determinada tan- to más acusadas cuanto más desarrollado está el cerebro. Las modificaciones morfológicas y estructurales que acompañan el cre- cimiento del cerebro reflejan y se corresponden con los cambios en la compo- sición químca del mismo, por lo que la determinación de la concentración de estos componentes en diferentes estadios de la actividad metabólica cere- bral ha proporcionado una herramienta útil para comprender los mecanismos reguladores de las principales vías metabólieas del tejido nervioso. 4 La necesidad de un mejor conocimiento de las variaciones de los compo- nentes, indispensable para entender cualquier función cerebral, se traduce en abundantes datos sobre diferenciación de actividades enzimáticas en diversas especies animales, principalmente después del nacimiento. .Sin em- bargo, escasean y son a menudo difíciles de comparar, los resultados sobre desarrollo enzimatico del cerebro humano. La maduración cerebral conlleva un cambio en la utilización de la glu- cosa. Así, mientras el cerebro de la rata recién nacida metaboliza la glucosa primordialmente a través del shunt de las pentosas 1 , en la rata adulta la vía principal es la glucolítica con posterior oxidación del piruvato a través del cielo de Krebs 2. Paralelamente a este cambio en el metabolismo de los hidratos de car- bono, se incrementan durante la maduración cerebral las actividades enzi- máticas glucolíticas y mitocondriales ". como corresponde a un desarrollo de estructuras y funciones que precisan aportes energéticos elevados. El presente estudio se ha centrado en la evolución ontogénica y distri- bución regional de enzimas relacionados con el metabolismo energético. Como actividades enzimáticcas representativas de la producción de ener- gía a través del ciclo de Krebs se han elegido malato deshidrogenasa y NADP-depen diente isocitrato deshidrogenasa, esta última enzima por haberse relacionado, además, con los requerimientos biosintéticos del cerebro en desarrollo a través de la producción de NADPH24.

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Page 1: EN EL SISTEMA

ESTUDIO DE ACTIVIDADES ENZIMATICAS EN EL SISTEMANERVIOSO CENTRAL DE LA ESPECIE HUMANA DURANTE

LA ONTOGENESIS

AMPARO CHABAS, PAZ BRIONES y JUAN SABATER

INTRODUCCIÓN

Durante la vida fetal el peso del cerebro aumenta regularmente con laedad y con el peso corporal, con variaciones para una edad determinada tan-to más acusadas cuanto más desarrollado está el cerebro.

Las modificaciones morfológicas y estructurales que acompañan el cre-cimiento del cerebro reflejan y se corresponden con los cambios en la compo-sición químca del mismo, por lo que la determinación de la concentraciónde estos componentes en diferentes estadios de la actividad metabólica cere-bral ha proporcionado una herramienta útil para comprender los mecanismosreguladores de las principales vías metabólieas del tejido nervioso. 4

La necesidad de un mejor conocimiento de las variaciones de los compo-nentes, indispensable para entender cualquier función cerebral, se traduceen abundantes datos sobre diferenciación de actividades enzimáticas endiversas especies animales, principalmente después del nacimiento. .Sin em-bargo, escasean y son a menudo difíciles de comparar, los resultados sobredesarrollo enzimatico del cerebro humano.

La maduración cerebral conlleva un cambio en la utilización de la glu-cosa. Así, mientras el cerebro de la rata recién nacida metaboliza la glucosaprimordialmente a través del shunt de las pentosas 1 , en la rata adulta la víaprincipal es la glucolítica con posterior oxidación del piruvato a través delcielo de Krebs 2.

Paralelamente a este cambio en el metabolismo de los hidratos de car-bono, se incrementan durante la maduración cerebral las actividades enzi-máticas glucolíticas y mitocondriales ". como corresponde a un desarrollo deestructuras y funciones que precisan aportes energéticos elevados.

El presente estudio se ha centrado en la evolución ontogénica y distri-bución regional de enzimas relacionados con el metabolismo energético.

Como actividades enzimáticcas representativas de la producción de ener-gía a través del ciclo de Krebs se han elegido malato deshidrogenasa yNADP-depen diente isocitrato deshidrogenasa, esta última enzima por haberserelacionado, además, con los requerimientos biosintéticos del cerebro endesarrollo a través de la producción de NADPH24.

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160 A. CHABAS, P. BRIONES Y J. SABATER

La progresiva utilización de glucosa con el desarrollo postnatal determinaen el cerebro un desplazamiento gradual hacia el metabolismo aerobio 4 , porlo que se han seleccionado la lactato deshidrogentea y sm isoenznnas comoactividad fundamental de la glucolisis anaerobia. A este enzima se le suponeuna función reguladora basada en la distribución relativa de sus: formasmoleculares (isoenzimas), las cuales se han correlacionado en otros órganos.con un predominio del metabolismo aerobio o anaerobio '.

En distintas regiones del encéfalo humano adulto se han . demostrado di-ferencias cualitativas y cuantitativas en el «pattern» de isoenzimas de LDH.aunque para algunas regiones los resultados discrepan en el número de ban-das detectadas 6,7 . Los isoenzimogramas de las regiones examinadas muestranun predominio de las formas moleculares aniónicas y para un área cerebraldeterminada la distribución isoenzimatica parece ser semejante en célulasneuronales y gliales 8 . Respecto al cerebro humano durante el desarrollo fetallos únicos datos son los de GERHARDT y col 9 . que comparan la distribuciónde isoenzimas de LDH en cerebro total de fetos de 10 a 26 semanas de ges-tación y en cerebro adulto, identificando 5 bandas en todos los extractos conun incremento de actividad de los isoenzimas 1, 2 y 5 del cerebro adulto res-pecto al fetal. Nada se especifica respecto a diferencias entre regiones

En el cerebro adulto del mono se metaboliza a través de la vía de laspentosas sólo un 5,8 % de la glucosa total consumida por el ccerebro ", aun-que esta vía parece ser indispensable en el suministro de NADP11 2 para laproducción lipídica, cuya síntesis de novo tiene lugar en el cerebro en desa-rrollo de los mamíferos durante la mielinización ". Por otra parte análisisbioquímicos e histoquímicos sugieren en el cerebro de la rata una relaciónentre los mecanismos de síntesis de ácidos grasos y la glucosa-6-fosfato des-hidrogenasa. Por todas estas razones se ha incluido en el estudio la valora-ción de la Glucosa-6-fosfato deskidrogenasa durante el desarrollo prenatal,enzima que junto con la 6-fosfogluconato deshidrogenasa parece controlaren el tejido nervioso la .actividad del «shunt» de las pentosas ".

En el trabajo expuesto se han valorado estas cuatro actividades enzimä-ticas y las isoenzimas de la lactato deshidrogenasa en siete regiones del sis-tema nervioso central (SNC) de fetos humanos de 18 a 40 semanas de ges-tación.

MATERIAL Y MÉTODOS

El estudio de las actividadeds enzimáticas se ha realizado en encéfalosy médula espinal de niños prematuros. El material procede del INsTrruToPROVINCIAL DE PREMATUROS DE BARCELONA, y fue considerado histopatológi-camente normal.

Como valor umbral superior de actividad se dispuso de cerebros adultosy de biopsias de lóbulos temporal y occipital de cerebros adultos.

Después de separar las membranas meníngeas, el órgano se disecó en sieteregiones, que . fueron lavadas ligeramente con suero fisiológico, secadas y pe-sadas inmediatamente por duplicado, o triplicado en el caso de lóbulos ycerebelo.

Page 3: EN EL SISTEMA

ESTUDIO DE ACTIVIDADES ENZIMATICAS 161

Las regiones examinadas fueron :— Lóbulo frontal.

Lóbulo temporal.— Lóbulo occipital.

Núcleos, que incluyen el tálamo óptico y los núcleos candado ylenticular.Cerebelo.

— Tronco cerebral que comprende protuberancia, pedúnculos cere-brales y cerebelosoS, y bulbo.Médula, principalmente a nivel cervical.

En el cerebro adulto se estudian por separado las sustancias gris y blancade uno de los lóbulos. En el cerebelo y núcleos de la base se procede a unenriquecimiento en sustancia gris, desechando la blanca. En la médula seprocede asimismo a la valoración de ambas sustancias. Se sigue un procedi-miento idéntico con las biopsias de lóbulos cerebrales.

Métodos de ensayo. —Las distintas fracciones se homogenizan con 5volúmenes de sacarosa 0,25 M con un homogenizador vidrio-Teflon durante30 a 60 segundos, en frío. Una alícuota de los bomogenados se centrifuga 34minutos a 30.000 x g. a 4 °C.

El sobrenadante se utiliza para determinar las actividades Lactato des-hidrogenasa (LDH) y Glucosa-6-Fosfato deshidrogenasa (G6PDH) y, para laseparación electroforética de las isoenzimas de la LDH.

Las actividades totales Isocitrato deshidrogena dependiente de NADP(NADP-ICDH) y Malato deshidrogenasa (MDH) se valoran en los homoge-nados. Los homogenados se hacen 0,5 % (p/v) en Tritón X - 100.

En cada ensayo de actividad se incluyen, además de la valoración de lassiete regiones, duplicados de una o dos de ellas, generalmente lóbulos y ce-rebelo.

Todas las actividades se valoran espectrofotométricamente a 366 mi.k, ya 25 °C. G6PDH se ensayó siguiendo el método de GLOCK y MCLEAN 13;

este ensayo valora diferencialmente el NADPH, formado en presencia de unexceso de 6-Fosfogluconato y de una mezcla de este sustrato y Glucosa-6-fosf ato.

La actividad LDH total se determina a pH 7,5 que se ha descrito comaintermedio entre los pH óptimos de las formas H4 y M4. ICDH y MDH sevaloran midiendo la formación de NADPH, y NADH, respectivamente 15, 1 6.

En estos ensayos la concentración de las enzimas se ajusta de forma quesea lineal con la desaparición de NADH„, o con la aparición de NADPII,.Las determinaciones enzimaticas de cada fracción se realizan por triplicado,repitiéndose cuando difieren en más del 10 %. La actividad NADH, oxidasano resulta significativa en los sobrenadantes obtenidos a 30.000 x g pero es:detectable en los homogenados. Esta actividad, así como la reducción no,específica del NADP, se corrige incluyendo controles exentos de sustrato enlos diferentes ensayos de actividad.

La proteina total se determina por el método de LOWRY y col." previasolubilización de los homogenados con NaOH 0,5 M. Los sobrenadantes delos homogenados se valoraron siguiendo el mismo método (proteina soluble).

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162 A. CHABAS, P. BRIONES Y J. SABATER

Electro foresis. Los isoenzimas de la LDH se separan sometiendo los so-brenadantes de los extractos cerebrales a electroforesis sobre gel de acetatode celudosa a 200 V durante 45 minutos, a temperatura ambiente, en Veronalsódico 0,04 M (pH 9,2). Las bandas se revelan por incubación durante 15 mi-nutos en la obscuridad a 37° C con una mezcla que contiene NAD, lactatosódico, metosulfato de fenacina y azul de terazolio. Las tiras se valoran pordensitomertía.

Presentación y evaluación de los resultados. —Se expresan como Unida-des de actividad enzimática por gramo de tejido fresco, o por mg. de pro-teina total, o soluble. Las actividades específicas LDH y G61?DH se expresansiempre en función de la proteina soluble, mientras que las actividadesMDH e IDCH se refieren en todos los casos a la proteina total, es decirpartícula más soluble.

Una unidad de actividad (U) se ha considerado como la cantidad deenzima que cataliza la transformación del 1 ,umol de sustrato por minuto enlas condiciones experimentales.

La contribución de los isoenzimas de la LDH se expresa en porcentajesde la actividad total.

Los resultados se sometieron a evaluación estadística aplicando el testde independencia entre dos variables cuantitativas (coeficiente de correla-ción) para hallar la relación entre actividad enzimática y edad gestacional.

RESULTADOS

De todo el material valorado, que fue previamente considerado normalen el examen físico e histológico, se han seleccionado las muestras que cum-plían, además, condiciones como ser fetos con menos horas de vida extraute-rina y necropsia realizada inmediatamente post-mortem.

Se han agrupado las muestras según la edad gestacional en períodos dedos semanas, a partir de la 18.. Los resultados se expresan por la media arit-mética de los valores correspondientes a estos períodos, sin indicacción de ladesviación standard, aunque en la mayoría de los casos el número de mues-tras es superior a dos.

Desarrollo ontogenético y distribución regional de MDH y LDH. —Enla fig. 1 se representa el curso de la evolución de LDH en los lóbulos frontal,occipital y temporal. A las 18-20 semanas de gestación las concentracionesLDH de los hemisferios cerebrales varían entre 12,96 y 14,77 Unidades porgr. de tejido fresco, mientras que al término de la gestación se han elevadoa 23,00-24,27 Unidades por gr. Se observa que un marcado incremento deactividad LDH tiene lugar en las últimas diez semanas, aproximadamente4 veces superior al aumento producido desde la 18 • a a la 30.' semana.

Los tres lóbulos cerebrales presentan un comportamiento similar, aumen-tando la actividad específica (Unidades por mg. proteina soluble) al términode la gestación, aproximadamente 90% en los lóbulos frontal y temporal, y li-geramente más en el occipital (120 %), aumentos de actividad superiores enlos tres casos a los obtenidos en función del peso del tejido fresco (70 e(tabla I).

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ESTUDIO DE ACTIVIDADES ENZIMAITICAS

9,

i

O O LOBULD FRONTAL

• LORULO OCCIPITAL

O- - • -O toeuLo TEMPORAL

•—•0 N LCLEOS

0. -0 CEREBELO

111- - RC, NC O

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50

163

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18 20 22 21. 26 28 30 32 34 36 38 40

SEMANAS de GESTAC I ON

Fig. 1. — Variación de la actividad LDH cerebraldurante el desarrollo fetal humano. Resultados expresa-

dos como Unidades por gramo de tejido fresco.

En la fig. 1 se expone la evolución de LDH en la región central de loshemisferios cerebrales, o núcleos de base, el cerebelo, el tronco cerebral y lamédula espinal. La actividad LDH de la médula a las 18-20 semanas casiduplica la actividad de los núcleos y cerebelo, mientras que es 1,4 veces máselevada que la del tronco. Los núcleos y el cerebelo exhiben actividadesLDH similares entre sí y comparables, a las 18-20 semanas, a las propiasde los lóbulos cerebrales. Aunque no se incluye gráficamente, se ha compro-bado que LDH en hemisferios cerebrales, cerebelo y médula muestran va-lores de Km para el piruvato similares (6,45-6,66 x 10-5 M).

Al término de la gestación, 38-40 semanas, sin embargo, las actividadesLDH de aquellas cuatro regiones son muy semejantes, con aumentos totalesen la concentración, a lo largo de las últimas 20 semanas de gestación, de21,17 pinoles/min./gr. tejido húmedo, en núcleos; 24,48, en cerebro; 22,05,en tronco y 19,54 en médula.

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0 0 LCEILIO FN TAL

LUBULO TEMPORAL

L Celta OCCIPITAL

• • N LCLE0 S

CEREBELO

TRONCO

0- MEDULA

••

120

110

100

90

80obrj 70

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90

80

70

60

50

40

164 A. CHABAS, P. BBIONES Y j. SABATER

18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40

SEMANAS de GESTACION

Fig. 2. — Variación de la actividad MDH cerebral du-rante el desarrollo fetal humano. Resultados expresados

como Unidades por gramo de tejido fresco.

Los «patterns» de desarrollo de estas cuatro áreas muestran incrementosde actividad LDH entre la 20. » y la 30. » semana, aunque inferiores a los re-gistrados en las diez últimas semanas de vida embrionaria, especialmente enla médula.

En la fig. 2 se expone la variación con la edad fetal de la concentra-ción de MDH en distintas áreas del SNC. Los tres lóbulos muestran activi-dades sustancialmente 'idénticas a lo largo del período gestacional estudiadoy, similarmente a la actividad LDH, el incremento principal en la concentra-ción de MDH tiene lugar en estas regiones durante las últimas diez semanasde gestación.

A las 18-20 semanas la concentración de MDH en cerebelo es 55,20ßmoles/minigr. tej., y en médula 91, superiores ambas a las de los hemis-ferios cerebrales (42,75). Al término de la gestación la concentración deMDH se •ha duplicado en los hemisferios, mientras que en cerebelo es 1,6veces superior a la existente 20 semanas antes. En la médula, la actividad a

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ESTUDIO DE ACTIVIDADES ENZIMÁTICAS 167

las 38-40 semanas es solamente 1,2 veces la detectada a las 18-20 semanas.La distribución de actividades por peso de tejido fresco se asemeja a la

de LDH, con los valores más elevados en tronco y médula. Con el crecimien-to fetal, la actividad MDH aumenta en todas las áreas alcanazando los va-lores máximos en el momento del nacimiento.

Comparando las actividades específicas MDH en la 18."-20." semanacon las observadas a la 38."-40. a semana (tabla II), las áreas cerebrales (hemis-ferios y núcleos) muestran los incremenots más marcados (65-80 %), mientrasque en el cerebelo y médula los aumentos no sobrepasan el 20 y 12%, res-pectivamente. El tronco presenta un aumento intermedio de la actividadMDH (30%).

Como patrón comparativo se han determinado las actividades especí-ficas LDH y MDH en diversas regiones del SNC adulto. La actividad MDHde la sustancia gris es 2,7 veces más activa que la blanca del mismo lóbulo.Asimismo, LDH es algo más activa en sustancia gris que en blanca (1,5 ve-ces) con actividades para ambos tipos de sustancias ligeramente superioresen el lóbulo occipital, aunque la proporción entre ambas sustancias se man-tiene constante.

El análisis estadístico revela que existe correlación positiva entre la con-centración de LDH y la edad gestacional en todas las regiones estudiadas,con un riesgo de error inferior a 0,01. Paralelamente, la actividad específicaLDH aumenta significativamente de la 18." a la 40.' en médula y lóbulos(p <0,05), y en núcleos, cerebelo y tronco (p <0,01).

Sin embargo, este incremento no es uniforme a lo largo de la vida em-brionaria ya que en el período de la 18."-30." semana únicamente aumentasignificativamente la actividad LDH en núcleos (p <0,02) y cerebelo(p <0,05).

Durante el desarrollo la actividad MDH por gramo de tejido aumentaen la médula significativamente de la 18." a la 30.' semana (p <0,05). Adiferencia de la LDH, el aumento de MDH en cerebelo no es significativohasta después de la 30.' semana. Análogamente a la concentración, la acti-vidad específica MDH aumenta con la edad fetal, desde la 20." a la 40.'semana, en hemisferios, núcleos y cerebelo (p <0,01) y en tronco (p <0,02).En médula, no hay aumento global significativo (p <0,05).

Comparación entre M'DH y LDH durante el desarrollo en las distintasregiones. —La relación de actividades MDH/LDH no permanece constantedurante el desarrollo, sino que disminuye a partir de las 30-32 semanas y au-menta a partir de la 36 semana hasta el momento del nacimiento; este in-cremento final es más pronunciado en los hemisferios que en las restantesregiones. El cerebelo parece ser la única región con un desarrollo más con-certado de ambos enzimas, variando su relación de actividades entre límitesmuy estrechos a partir de la 22 semana.

Distribución regional y desarrollo ontogénico de los isoenzimas LDH. —En las tablas III a y b se exponen los estudios electroforéticos realizados so-bre LDH procedente de varias regiones del SNC durante le desarrollo fetal.

En membrana de acetato de celulosa LDI-I en todas las repones se

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LOBULO LOBULO LOBULO

Semanas FRONTAL t:CCIPITAL TEMPCRAL NuCLEOB CEREBELO TRONCO MEDULA

1E-20 (2) 1,26 1,18 1,32 1,66 1,71 .2,39

20-22 (2) .1,16 1,27 1,27 1,69 1,47 1,97

22-24 (3) 1,53(1) 1,17 1,19 1,54 1,40 2,26

24-26 (3) 1,44 1,44 1,45 1,96 2,19 3, 00

26-28 (1) 1,78 1,98 2, 00 2,71 2,57 2,68

28-30 (2) 1,43 1,73 1,94 2,67 2,77 4,24

30-32 (3) 1,67 1,64 1,64 2,57 2,59 3,24

32-34 (2) 1,83 2,10 2,00 2,90 3,31 3,97

36-38 (3) 1,68 1,67 1,85 3,07 3,62 4,42

38-40 (4) 2,40 2,61 2,47 3,62 3,59 4,69

2,76

2,67

2,42

3,28

3,30

4,44

4,07

4,16

4,14

5,07

168

A. CHABAS, P. BRIONES Y J. SABATER

TABLAACTIVIDAD LDH DURANTE EL DESARROLLO FETAL HUMANO.

LA ACTIVIDAD LDH SE EXPRESA EN U/mg. 131.: PROTEÍNAS SOLUBLES

TABLA IIACTIVIDAD MDH TOTAL DURANTE EL DESARROLLO FETAL HUMANO.LA ACTIVIDAD mrni SE EXPRESA EN U/mg. DE PROTEÍNA TOTAL

LOEILLO LOBLLO LIBELO

Semanas

FRONTAL OCCIPITAL TENPORAL NLCLEC6 CEREBELO TRONCO MEDULA

18-20 (1) 0,65 1,00 0,92 1,04 1,28 1,50 1,55

20-22 (2) 1,17(1) 1,04 1,09 1,33(1) 1,04 1,79(1) 1,59

22-24 (3) 0,89 0,82 1,02 1,08 0,90 1,35 1,66

24-26 (2) 0,98 0,87 0,86 1,21 1,13 2,00(1) 2,01

26-28 (2) 1,12 1,12 1,12 1,47 1,35 2,06 1,88

2,23(2)

2,13

1,73(2)

2,10(2)

1,74

28-30 (3) 1,01(2) 1O8 1,09 1,48 1,16(2) 1,90(2)

30.-32 (4) 1,20(3) 1,31 1,33 1,59(3) 1,42 2,36 ,

32-34 (3) 1,24 1,35 1,26 2,02 1,46(2) 1,96

36-38 ( 3 ) 1,27 1,52 1,33 1,66(1) 1,63 2,2038-40 (3) 1,54 1,66 1,57 1,88 1,55 1,95

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e •

Eneuorgffl.

ESTUDIO DE ACTIVIDADES ENZIMÄTICAS 169

TABLA III aDISTRIBUCIÓN DE ISOENZIMAS LDH EN LÓBULOS CEREBRALES HUMANOS.

Los RESULTADOS SE EXPRESAN COMO PORCENTAJE DE LA ACTIVIDAD TOTAL

Semanas LOBULO

1 2

FRONTAL

3 4 5

LOBULO TEMPORAL

1 2 3 4 5

LOBULO

1 2

OCCIPITAL

3 4 S

18-20(2) 21,7 25,9 28,0 19,4 5,0 17,4 25,1 30,3 21,7 5,5 20,8 27,2 26,6 21,6 3,8

20-22(2) 18,7 25,8 28,1 22,2 5,2 17,8 24,2 28,6 21,9 7,5 17,2 23,7 29,0 24,3 5,8

22-24(3) 19,4 28,4 29,8 19,4 3,0 18,5 24,5 27,5 24,4 5,1 17,1 23,8 28,9 25,1 5,1

24-26(2) 18,1 25,2 28,5 23,7 4,5 16,9 24,8 28,4 24,3 5,6

26-28(3) 19,3 23,6 26,6 25,4 5,1 18,9 23,8 28,6 23,8 4,9 16,9 23,9 28,6 26,4 4,2

28-30

30-32(3) 20,7 26, 1 29,3 20,1 3,8 20,7 24,9 26,0 25,1 3,3 21,2 26,2 26,3 2 1 ,2 5,1

32-34(2) 19,0 24,5 27,1 23,6 5,8 18,2 24,0 27,7 24,6 5,5 20,7 24,5 28,3 21,4 5,1

34-36(1) 17,8 23,5 26,0 23,6 9,1 15,2 23,0 27,1 25,0 9,7 17,5 21,4 25,9 26,1 9,1

36-38(3) 20,3 22,7 26,8 23,0 7,2 19,3 24,4 26,1 21,8 8,4 18,8 22,9 24,5 23,7 1 0,1

38-40(5) 20,2 24,0 26,5 23,4 5,9 19,8 24,2 26,6 23,3 6,1 20,1 23,1 27,3 24,3 5,2

ADULTO (1) Substancia gris 22,5 23,4 25,2 22,1 6,8

Substancia blanca 24,5 25,9 23,1 20,8 5,9

TABLA III I)DISTRIBUCIÓN DE ISOENZIMAS LDH EN ÁREAS DEL ENCÉFALO Y IsüDuLA.Los RESULTADOS SE EXPRESAN COMO' PORCENTAJE DE LA ACTIVIDAD TOTAL

Seaenae

1

teCLEE6

2 3 4 5 1

CEREBELO

2 3 4 5 1

TRONCO

2 3 4 5 1

MEDULA

2 3 4 5

16-20 (2) 22,5 25,0 24,4 20,4 7,7 21,8 25,6 22,3 22,9 7,4 19,1 26,0 31,3 19,9 3,7 18,8 23,2 30,0 22,5 5,5

20-22 (2) 15,2 22,5 27,8 28,3 6,2 19,3 21,5 29,6 22,6 7,0 22,0 21,7 29,9 21,4 5,0 18,4 25,1 26,4 23,7 6,4

22-24 (3) 16,3 24,7 30,5 24,8 3,7 16,4 24,5 28,2 26,1 4,8 18,8 25,4 29,3 23,1 3,4 19,3 24,8 27,0 23,9 5,0

24-26 (2) 19,1 26,7 27,322,8 4,1 18,8 24,2 29,5 21,5 6,0 20,7 21,5 27,8 27,3 2,7 20,7 27,2 27,0 21,5 3,6

26-26 (3) 19,1 25,4 28,6 23,2 3,7 20,2 23,2 26,6 23,9 6,1 17,7 24,5 28,6 23,5 5,7 19,1 25,2 28,3 23,2 4,7

26-30 (2) 22,9 24,0 28,4 22,1 2,6 23,0 23,6 21,7 26,7 5,0 19,1 27,6 24,6 23,4 5,3 22,1 27,8 23,1 25,2 1,8

30-32 (3) 21,1 23,6 25,9 24,9 4,5 19,2 25,2 25,6 25,8 4,2 22,4 25,9 25,2 22,1 4,4 23,1 24,8 27,1 20,8 4,2

32-34 (2) 18,1 21,7 25,2 28,9 6,1 19,8 22,5 26,2 26,6 4,9 17,6 24,8 29,6 24,0 4,0 19,7 23,8 26,6 23,6 6,3

34-36 (1) 16,9 23,6 27,6 23,0 8,9 19,5 25,1 25,3 21,1 9,0 13,2 20,7 26,0 27,9 12,2 19,3 22,7 26,1 21,9 10,0

36-36 (3) 19,8 23,7 25,7 21,9 8,9 19,5 24,1 26,5 21,6 8,3 21,5 25,2 26,8 19,5 7,0 22,7 23,8 26,4 16,8 8,3

38-40 (5) 19,8 22,6 26,0 25,0 6,6 19,1 25,4 25,7 22,7 7,1 20,6 24,5 26,4 22,2 6,3 22,2 25,5 25,7 19,9 6,7

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170 A. CHABAS, P. BBIONES Y J. SABATEB

separa en cinco bandas o isoenzimas, con los porcentajes de actividad máselevados en las formas LDH 2 y LDH 3.

No aparecen diferencias significativas entre los «patterns» de isoenzimasde las distintas regiones. Por otra parte, tampoco se observan cambios enestos patterns durante el período comprendido entre la 18 y la 40 semana degestación.

En la tabla III a se observa que la transición postnatal no supone nin-guna modificación significativa del contenido isoenzimático del lóbulo oc-cipital„a excepción de la ligera intensificación de las bandas 1 y 5, compa-radas con las mismas formas enzimáticas presentes al término normal de lagestación. Comparando la distribución porcentual de los isoenzimas LDH enlas sustancias blanca y gris, no aparecen diferencias significativas entre am-bas áreas procedentes del lóbulo occipital del cerebro adulto.

Ontogénesis y distribución regional de ICDH-NADP dependiente. —Para una misma edad y desde la 18 a la 30 semana de gestación las activida-des por gramo de tejido fresco (fig. 3) o por mg. de proteina (tabla IV) de lasdiversas regiones del SNC no muestran diferencias importantes entre sí; apartir de la 30-32 semana la ICDH en médula disminuye ligeramente com-parada con las restantes regiones.

A excepción del cerebelo y médula, en las demás áreas del SNC la acti-vidad ICDH parece haberse estabilizado al término normal de la gestaciónya que no aparecen diferencias significativas con los valores del órgano adul-to. La actividad de la sustancia blanca del lóbulo frontal es el 60 % de laactividad detectada en la gris (31,2 mU por mg. proteina).

En todas las regiones del SNC, ICDH presenta un máximo a las 20-22semanas, y, a partir de esta edad, la actividad desciende en todas las áreasactividad ICDH por gramo de tejido, aparece correlación desde la 20 a la 30semana en todas las regiones, (p <0,01), es decir, a lo largo de este intervalode vida fetal la actividad ICDH disminuye significativamente en todas lasregiones. Sobre la base del contenido proteico, y durante este período mismoperíodo gestacional, MDH disminuye en cerebelo, núcleo y médula (p <0,01)y en tronco (p <0,02), mientras que en los hemisferios cerebrales no varíasignificativamente, a menos que se considere el período global de la 20 a la40 semana (p <0,01).

Desarrollo y distribución regional de G6PDH.—La G6PDH es la acti-vidad que ha mostrado mayores diferencias individuales. Además, en el casode un feto de 22 semanas de gestación, no incluido en esta exposición, la acti-vidad de este enzima era escasamente detectable en cualquier área del SNC.Esta ausencia de acción catalítica podría atribuirse quizás a la existenciade una variante fenotípica, patológica, del enzima normal cerebral, ya queaunque se han caracterizado con rigurosidad variantes neonatales del enzimaeritrocitario normal B, que cursan con actividades disminuidas y predominanen el área mediterránea, se desconoce si este déficit eritrocitario va acom-pañado de una alteración en la actividad del enzima cerebral.

La concentración de G6PDH varía a las 18-20 semanas en los lóbuloscerebrales entre 114 y 130 mUnidades/gr. tejido, obteniéndose valores simila-

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ESTUDIO DE ACTIVIDADES ENZINIÁTICAS 171

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LOIBULO TE MPOR AL

NUCLEOS

CEREBELO

TRONCO

ME DULA

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18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40SEMANAS de GESTACION

Fig. 3. — Variación de la actividad ICDH-NADP de-pendiente cerebral durante el desarrollo fetal humano.Resultados expresados como Unidades por gramo de

tejido fresco.

res a las 38-40 semanas (fig. 4). La actividad en médula es sensiblemente se-mejante a la detectada en los hemisferios, mientras que en los núcleos y cere-belo las concentraciones son también semejantes entre si e inferiores a lasde los hemisferios cerebrales y la médula. Sin embargo, expresando las ac-tividades en función del contenido proteico, no aparecen diferencias signifi-cativas entre las distintas regiones (tabla V).

En ninguna área del SNC aparece correlación estadísticamente demos-trable entre actividad y edad gestacional durante el periodo estudiado(1) <0,05).

Page 12: EN EL SISTEMA

172

A. CITABAS, P. BRIONES Y J. SABATEB

TABLA IVACTIVIDAD ICDH-NADP DEPENDIENTE DURANTE EL DESARROLLO FETAL HUMANO.

LA ACTIVIDAD ICDH SE EXPRESA EN mU/mg. DE PROTEÍNA TOTAL.REGIONES ENRIQUECIDAS EN SUSTANCIA GRIS Y BLANCA "›

Semanas

LOBULOFRONTAL

108/L0OCCIPITAL

LOBLLOTEMPCRAL NLCLE06 CEREBELO TRONCO MEDULA

18-50 (1) 27 62 - 23,39 26,01 34,44 41,05 36,86

20-22 (2) 56,65 59,98 55,35 63,12 51,67 55,64 59,41

22-24 (2) 46,98 45,05 47,02 51,45 42,84 50,44 ( 1) 51,62

24-26 (2) 48,85 47,30 47,55 47,70 47, 00 45,10 46,20

26-28 (3) 49,98 48,50 46,33 45,67 41,83 40,28 40,97

28-30 (3) 42,63 41,13 36,26 28,03 (2) 31,93 33,22 30,38

30-32 (3) 37,42 36,25 (2) 38,3 1 (2) 37,06 37,12 35,14 27,90

32-34 (2) 27,57 26,35 25,50. 19,70 21,50 17,50 17,85

34-36 (1) 35,80 26,10 28,29 32,20 38,70 29,90 30,80

36-38 (2) 36,79 37,67 33,80 32,35 34,44 28,00 20,12

36-40 (3) 34,89 36,05 33,99 33,61 40,28 30,19 27,05

ADULTO ( 1) 31,13* 31,97 * 9,78* 24,01** 18,43**19,01 * *

TABLA V

ACTIVIDAD G6PDH DURANTE EL DESARROLLO FETAL HUMANOLA ACTIVIDAD G6PDH SE EXPRESA EN mU/mg. DE PROTEÍNA SOLUBLE

Lcrato Losito LOBLLO

Semanas FRONTAL OCCIPITAL TEUPCBAL NUCLECS CEREBELO TRONCO MEDULA

16-20 (2) 17,83 15,25 17,21 10,78 12,30 13,54 12,47

20-22 ( 1) 15,20 17,01 10,84 1.1,00 13,45 10,32 14,51

22-24 (1) 9,16 0,43 8,10 7,49 6,65 6,88 8,89

24-26 (3) 11,26 10,25 8,32 6,68 8,40 8,71 11,00

26-28 (4) 14,43 14,40 14,84 11,17 13,99 13,35 15,00

28-30 (2) 13,63 11,73 10,30 9,72 9,13 9,43 9,29

30-32 (3) 14,52 12,63 13,45 12,55 14,35 14,75 13,97

32-34 (2) 14,25 13,82 12,15 10, 45 12,85 9,55 14,55

34-36 (1) 12,50 12,92 13,43 16,03 14,42 15,76 19,10

36-38 (2) 6,60 7,92 7,32 8,38 8,25 5,61 7,95

38-40 (3) 11,05 13,14 14,68 15,18(2) 12,60(2) 11,00(2) 14,27(2)

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o 170o150

130

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ESTUDIO DE ACTIVIDADES ENZIMATICAS 175

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LOBULO OCCIPITAL

LOBULO TEMPORAL

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CEREBELO

TRONCO

MEDULA

18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40SEMANAS de GESTACION

Fig. 4. — Variación de la actividad G6PDLI cerebraldurante el desarrollo fetal humano. Resultados expresa-

dos como mU/gr. de tejido fresco.

DISCUSIÓN

La base principal de nuestros conocimientos sobre desarrollo enzimálicoreside en la experimentación «in vitro» en animales. Los «patterns» así ob-tenidos permiten afirmar que los distintos períodos de la maduración no difie-ren esencialmente entre los mamíferos, aunque evidentemente un mismo en-zima en especies distintas aparecerá y alcanzará el máximo de actividad deacuerdo con las necesidades y características de esa especie.

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176 A. CHABAS, P. BRIONES Y J. SABATER

Atendiendo a su funcionalidad, las cuatro enzimas seleccionadas eneste estudio son indispensables para el desarrollo humano al participar enprocesos energéticos y biosintéticos vitales y, efectivamente, los resultadosexpuestos demuestran que las actividades MDH, LDH, G6PDH e ICDH sonclaramente detectables en el SNC humano a las 18 semanas de gestación.

Malato y Lactato deshidrogenasas.—La heterogeneidad del SNC se re-fleja en la distribucción enzimática de las distintas áreas estudiadas. La mé-dula y el tronco son las regiones con actividades LDH y MDH más elevadas;los lóbulos frontal, temporal y occipital muestran actividades semejantes ycontiene, en peso de tejido húmedo, alrededor de un 40-60 % de las activi-dades MDH y LDH de la médula, excepto al término gestacional. El cerebeloy los núcleos de base, con actividades MDH y LDH algo superiores a las delos hemisferios cerebrales, representan un 50-60 % de las actividades LDH yMDI-1 medular, según la edad considerada.

Las diferencias en la distribución de LDH entre la médula y las res-tantes regiones no pueden atribuirse a un predominio de las sustancias griso blanca durante el desarrollo, ya que su separación en los lóbulos frontaly occipital del cerebro adulto muestra que esta actividad es esencialmentedel mismo orden en ambas, y en cualquier caso ligeramente inferior en lablanca, resultados coincidentes con otros autores , y que parecen indicar unparalelismo funcional de este enzima en las células de la glía, principalmenteoligodendroglía, y las neuronas de una misma área cerebral. Además, áreastan dispares como hemisferios cerebrales, cerebelo y médula, poseen LDHcon similares valores de Km para el piruvato.

Análogamente para la MDH tampoco esta diferenciación celular podríaexplicar la concentración elevada de la médula, pues esta enzima es 2,7 ve-ces más activo en la sustancia gris que en la blanca procedente de las mis-mas áreas del cerebro adulto (lóbulos occipital y frontal).

A lo largo de las 20 semanas de vida fetal que comprende este estudio,los hemisferios cerebrales experimentan un aumento de actividad, por pesode tejido fresco, de aproximadamente 70 % en LDH y 110 % en MDH (figu-ras 1 y 2). Si para facilitar la discusión de resultados dividimos este intervaloen dos etapas de 10 semanas cada una, el incremento global de activi-dad LDH es atribuible casi exclusivamente a la última etapa del desarrolloembrionario, es decir, con posterioridad a la 30." semana, representandoaproximadamente un 85 % del aumento. Similarmente, en la maduración deMDH, la última etapa representa prácticamente el 97 % del aumento global.

Expresando la actividad en base al contenido proteico, hay un aumentonotable de ambas proteínas enzimäticas, cuyas síntesis continúan despuésdel nacimiento, ya que las actividades en lóbulos y cerebelo representan, altérmino normal de la gestación, entre el 50 % y 80 % de los valores en eladulto respecto a LDH, y entre el 50 y 70% en MDFI, respectivamente.

El desarrollo de LDH en núcleos de base, cerebelo, tronco y médulapresenta mayores concordancias entre sí, en el sentido de que desde la 18.'hasta la 30." semana aparece ya aumento de actividad, algo menor en mé-dula (22 %) que en las tres restantes estructuras (45-56 %), aunque es tambiéndurante las diez últimas semanas de gestación cuando la actividad aumenta

Page 15: EN EL SISTEMA

ESTUDIO DE ACTIVIDADES ENZIMÁTICAS 177

marcadamente (37 % en médula y 65-70% en cerebelo y núcleos), mientrasque el tronco presenta un aumento similar al producido durante las diez pri-meras semanas. Las actividades LDH de los núcleos de base y, principal-mente, del cerebelo han experimentado al término normal de la gestación,con respecto al nivel de la 20." semana, un aumento por gr. de tejido frescosensiblemente superior al de lóbulos y médula (aproximadamente 130 % ennúcleos y 160% en cerebelo). Sin embargo, considerando las actividades enrelación con el contenido en proteína, el incremento global de actividad dela 20• a a la 40." semana es del mismo orden para lóbulo occipital, cerebeloy núcleos (110-120 %), y algo inferior para los lóbulos frontal y temporal (90 %).

El aumento porcentual tan elevado de la concentración LDH en cere-belo comparado con los lóbulos sugiere un metabolismo glucolítico diferenteen estas dos regiones o, quizás, la participación de esté enzima en algúnproceso ya específico del cerebelo o que se produce en esta región antesque en los lóbulos.

La médula presenta también un aumento global de actividad LDHpor gr. de tejido muy similar al de los hemisferios (68 %). Dado que estaestructura empieza a mielinizar más tempranamente que las demás regionesestudiadas ' 9 , los resultados obtenidos indicarían que la sustancia blanca me-dular es enzimáticamente activa respecto a LDH y comparable a la activi-dad de los lóbulos frontal y temporal, y algo inferior a las del lóbulo occi-pital y el cerebelo.

Los «patterns» de maduración con la edad de MDH en tronco y médulacoinciden con los de LDH en que parte del aumento global, por gr. de te-jido, se produce antes de la 30. 9 semana, representando un 21 y 26 %, res-pectivamente, pero difieren en que MDH permanece prácticamente constan-te durante las últimas diez semanas de vida intrauterina.

El cerebelo y los núcleos presentan un aumento global de MDH porgramo de tejido del 68 y 102%, respectivamente, incrementos que tienenlugar exclusivamente a partir de la 30." semana.

Al igual que en los hemisferios cerebrales, la actividad MDF1 del cere-belo continúa aumentando postnatalmente. Sin embargo, el aumento de MDI-Ipor mg. de proteína a la 40." semana sobre el nivel de la 20." es sensible-mente menor en cerebelo (20 %) y médula (12 %) que en cerebro (hemisferios.y núcleos), de modo que a las 38-40 semanas la concentración enzimática yla actividad específica se igualan prácticamente en cerebelo y lóbulos.

Comparativamente con el cerebro, en el cerebelo en desarrollo parece.haberse producido un ligero «retraso» en la aparición de actividad MDH,aun existiendo de la 18." a la 40." semana de gestación un incremento notablede actividad en esta área. Durante las últimas etapas del desarrollo parecefavorecerse la formación de MDH, alcanzando la máxima actividad post-natalmente, cuando las necesidades aerobias a través del ciclo de Krebs son.más importantes.

La concentración de MDH más considerable se presenta, durante prác-ticamente todo el desarrollo, en la médula. Sin embargo, al término de l a .vida fetal se alcanzan actividades equivalentes en todas las áreas.

Los datos expuestos indican que los desarrollos ontogénicos de LDH y-

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178 A. CHABAS, P. BRIONES Y j. SABATE1R

MDH con aumentos muy pronunciadas al término de la vida embrionaria,corresponden a enzimas relacionados con actividades funcionales más quebiosintéticas, como son la capacidad de glucolisis y de oxidación a través•del ciclo de Krebs.

KUHLMAN y LOWRY 2 0 han señalado un paralelismo en el desarrollo .deambas enzimas en el córtex cerebral, habiéndose sugerido en este tejido unequilibrio entre ambos deshidrogenasas a través del «pool» común de NAD

Los datos obtenidos confirman que la concentración de LIDII durante'el crecimiento varía en la misma dirección que la MDH en todas las áreasdel SNC, aunque con marcadas diferencias. En el cerebelo la relación deactividades MDH/LDH permanece prácticamente constante durante la ma-duración. En esta región, y a lo largo de las 20 semanas de gestación, lavariación en LDH es cuantitativamente más importante que en MDH.

En los hemisferios la relación de actividades aumenta marcadamenteen el momento del nacimiento, pareciendo indicar la preponderancia en eladulto del metabolismo aerobio del piruvato sobre la glucolisis.

Las diferencias mencionadas entre los «patterns» de desarrollo de LDHen las regiones estudiadas parecían señalar la existencia de cambios cualita-tivos en la proteína enzimática, reflejados en contenidos isoenzimáticos di-ferentes.

El SNC muestra la existencia de 5 formas moleculares de LDH en cereLbro (hemisferios y núcleos de base), cerebelo, tronco y médula. Las distintas.regiones cerebrales poseen una distribución casi uniforme de sus isoenzimas,•con las actividades más elevadas en las formas más anódicas, especialmente 2y 3, sin que pueda establecerse correlación entre actividad total y predominioexclusivo de uno de los monómeros.

Aunque se ha descrito que la capacidad para el metabolismo anaerobio,expresada por la velocidad de glucolisis, es superior en el córtex cerebral ",el porcentaje de LDH 4 y 5 que correspondería al tipo M no es superioral de la médula o cerebelo.

En efecto, para las diferentes áreas, la relación H/M (subunidades Hy M) varían, en una misma edad, entre 1,32 y 1,59, manteniéndose en elcerebro adulto este intervalo de valores en los núcleos de la base y estruc-turas relacionadas .

La detección de 5 bandas en núcleos confirma el resultado de LOWEN-

THAL y col. » , que identifican 5 isoenzimas en el tálamo fetal, con mayor in-tensidad de las bandas 3 y 4, aunque desgraciadamente no facilitan la dis-tribución porcentual de los isoenzimas y se limitan a esta única región. Eldesarrollo del SNC humano no parece conllevar cambios apreciables en el«pattern» de isoenzimas; la distribución isoenzimática de cualquier área esmuy similar en las diferentes edades embrionarias, eprmaneciendo los «pat-terns» de las distintas regiones prácticamente invariables a lo largo de lasúltimas 20 semanas de gestación. Trabajando con extractos de cerebro total,CERHAnnr y col.' han observado que el «pattern» de isoenzimas no varía desdela 10.» hasta la 26. » semana de gestación, y que asimismo se mantiene en elrecién nacido. La composición cuantitativa de las formas LDH coincide sus-tancialmente con las expuestas en las tablas III a y III b, con valores ligera-mente superiores para la LDH 4.

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ESTUDIO DE ACTIVIDADES ENZIMÁTICAS 179

En consecuencia, las diferencias en la distribución de isoenzimas LDHen distintas áreas del SNC humano, descritas por numerosos autores 6, 722,deben aparecer postnatalmente en ciertas regiones, mientras que en otrasse mantiene una distribución más semejante a la fetal. En este sentido elcórtex occipital del cerebro adulto no difiere sensiblemente del fetal excep-to en la intensificación de las bandas 1 y 5, observadas asimismo en extractosde cerebro total adulto 9.

En el adulto, las sustancias blanca y gris del lóbulo occipital presentan« patterns» similares ; esta ausencia de diferencias en la composición de LDHde un mismo lóbulo, señaladas también en cerebro humano adulto 8 y enel de buey 2 ", parece indicar que las células neuronal.es y gliales de esta re-gión poseen el mismo tipo de LDH y confirmaría nuestros resultados sobreun aumento global de actividad al término de la gestación, semejante en loslóbulos cerebrales y en la médula.

El comportamiento del SNC durante el desarrollo embrionario es único,comparado con el hígado y el corazón, ya que durante el último trimestredel desarrollo (7.°-9.° mes) estos dos órganos experimentan cambios drásticosen los patterns de isoenzimas, asemejándose en ambos casos a los del órganoadulto ".

Isocitrato deshidrogenasa. —La actividad ICDH máxima tiene lugar enlas etapas iniciales del período estudiado, entre las 20 y 22 semanas, dismi-nuyendo significativamente en todas las regiones hasta la 30.' semana.

Esta disminución de ICDH, cuando se ha iniciado ya el proceso de mie-linización, parece indicar una menor capacidad enzimatica de la sustanciablanca que se va formando. Se confirma además por el hecho de que lasustancia blanca del lóbulo frontal adulto posea sólo un 60% de la actividadde la sustancia gris.

El descenso progresivo de ICDH, precisamente en las semanas próximasal nacimiento, confirma los desultados de otros autores en la rata ", ". Estosautores observan un máximo de actividad días antes de iniciarse la incor-poración máxima de lípidos en la mielina, seguido de una disminución pro-nunciada de ICDH a partir del 9.° día hasta la edad adulta.

Estos resultados parecen sugerir que la función principal de ICDH de-pendiente de NADP en el cerebro en desarrollo, no es el suministro de estecoenzima para la síntesis lipídica, hipótesis ya rechazada por algunos autoresen beneficio del enzima málico.

Por otra parte, la concentración de ICDH es aproximadamente 10 vecessuperior a la actividad de la G6PDH, otra enzima también generador deNADPF1 2, sugeriendo que aquella actividad es una fuente importante depoder reductor para las distintas áreas del SNC en desarrollo. Así, ademásde la función oxidativa, se ha indicado que la ICDH-NADP dependiente po-dría intervenir en procesos tales como la reducción del glutation " o contri-buir a la síntesis del glutamato a expensas del 2-cetoglutarato 28.

Dada la diferencia de este a pattern» con el de la MDH, a pesar de formarparte ambas enzimas de la misma vía metabólica, cabe suponer que a las 20-22 semanas la utilización principal de ICDH no es como fuente suministra-

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180 A. CHABAS, P. BRIONES Y J. SABATER

dora de sustratos para posterior oxidación a través del ciclo de Krebs, sinoque se trata de una función específica con utilización del Gt-cetoglutarato ha-cia otras vías. En cambio, el ligero aumento de actividad al término de lagestación, cuando alcanza prácticamente los valores de actividad del órganoadulto —a excepción del cerebelo—, y que coincide con un aumento deMDH, podría atribuirse a la preferente utilización del ciclo do Krebs, enestas semanas.

Glucosa-6-f osf ato deshidrogenasa. —La actividad de . la G6PDH en elSNC fetal es la más baja de todas las estudiadas. Suponiendo que un 5-8 %de la glucosa consumida por el cerebro adulto es utilizada a través de lavía de las pentosas ", y considerando que el cerebro adulto metabolizala glucosa a una velocidad promedio de 0,3 /xmoles/min/gr. tejido, resultaríaque la cantidad de glucosa metabolizada por minuto a través de aquella víasería de 15-24 milmoles par gr. de tejido. Los valores de G6PDH, enzimaal que se ha asignado una función reguladora en esta vía conjuntamentecon la 6-fosfogluconato deshidrogenasa ", resultan marcadamente superioresen todas las regiones del SNC fetal, en especial los hemisferios y la médula.

A pesar de que los resultados «in vitro» no representan las velocidadesenzimáticas reales, «in vivo», y que por otra parte el consumo de oxígenoes inferior en el cerebro inmaduro, variando por tanto la utilización aeróbicade la glucosa, la discrepancia entre el flujo de este metabolito y la actividadde la G6PDH podría indicar que, en el tejido en desarrollo, la actividad del«shunt» de las pentosas podría ser superior a la calculada para el cerebroadulto, representando una vía importante de utilización de la glucosa en elfeto. A este respecto sería preciso que la actividad de la transcetolasa, en-zima que cataliza la etapa limitante de la velocidad de esta vía, fuera compa-tible con la velocidad del flujo de glucosa.

Esta hipótesis sería compatible con el resultado experimental de queel cerebro neonatal de la rata utiliza predominantemente esta vía oxidativade la glucosa 1 , mientras que en estado adulto esta vía es prácticamenteabandonada en favor de la glucolítica, extrapolación válida ya que el SNCde este animal durante los primeros días postnatales exhibe un comporta-miento comparable con el del feto humano en las últimas semanas de gesta-ción en cuanto a los «patterns» de maduración de ciertos enzimas.

De las estructuras estudiadas, los lóbulos, en especial frontal y occipital,presentan actividades G6PDH por gramo de tejido del mismo orden que lamédula, con concentraciones del enzima ligeramente inferiores en las áreasrestantes.

Esta aparente falta de correspondencia entre actividad G6PDH y el con-tenido lipídico, estimado éste por el distinto grado de mielinización de las:regiones al término de la gestación, podría justificarse por las observacionesanteriores de que la vía de las pentosas es utilizada equivalentemente porlos hemisferios, las áreas bajas del SNC (tronco cerebral y médula) y el cere-belo '°.

Sin embargo, algunos autores han establecido una estrecha relación en-tre la actividad de esta enzima y la distribución lipídica en cortes histológicosde varias estructuras del SNC de la rata 29.

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ESTUDIO DE ACTIVIDADES ENZIMÁTICAS 183

Por otra parte, y también en el animal adulto, SCHWARK 30 observavariación entre las concentraciones de este enzima en el área fronto-parietal.cerebelo completo y médula espinal cervical. Probablemente esta correspon-,dencia entre aumento de actividad G6PDH y presencia de lípidos sea detec-table en regiones histológicamente muy delimitadas y es de difícil evaluaciónen regiones consideradas globalmente, pues, por ejemplo, la capa moleculardel cerebelo, que es predominantemente gris y, por tanto, de bajo contenidolipídico (0,73 kg. de lípidos por kg. de peso seco exento de grasa), muestrauna actividad tan elevada como la capa blanca (2,15 kg. de Jipidos por kg. depeso seco exento de grasa) ".

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