influencia de la interacciÓn
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INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL
ESCUELA NACIONAL DE CIENCIAS BIOLOGICAS
INFLUENCIA DE LA INTERACCIÓN SPIRULINA-
OPUNTIA XOCONOSTLE SOBRE PARÁMETROS
ESPERMÁTICOS EN UN MODELO MURINO DE
HIPERLIPIDEMIA
PROYECT O CURRICULAR
QUE PARA OB TENER EL TÍTULO DE
QUÍMICO FARMACÉUTICO INDUSTRIAL
P R E S E N T A:
SANTIAGO AGUIL AR RICARDO MANUEL
Asesora:
Dra. María Ang élica Mojica Villegas
Coasesora:
Dra. Leticia Garduño Siciliano
México, CDMX 2018
RESUMEN
El colesterol es una molécula importante en la fisiología del sistema reproductivo
masculino, debido a que es un precursor importante de hormonas esteroideas y
modulador en las funciones del espermatozoide, sin embargo los desórdenes
metabólicos como las dislipidemias (hipercolesterolemia) se han reconocido como
un problema clínico en aumento que afecta la funcionalidad de las células sexuales
y con ello generar problemas de fertilidad masculina. Se ha demostrado que los
antioxidantes e hipocolesterolemiantes juegan un papel importante parta reducir o
prevenir la lipoperoxidación, proceso que es altamente toxico para los
espermatozoides. Es por esta razón que, la Spirulina, un algo reconocida como
agente hipocolesterolemiante y antioxidante y el fruto Opuntia xoconostle con
propiedades hipoglucemiantes y efectos en el metabolismo del colesterol y
triglicéridos se proponen para evaluar su efecto en la coadministración en ratones
hipercolesterolémicos y su actividad en la fertilidad.
INDICE DE CONTENIDO
ABREVIATURA 6 INDICE DE FIGURAS 7 INDICE DE TABLAS 7 1. INTRODUCCION 8 1.2. Lípidos en el organismo 8 1.2.1. Triglicéridos 8 1.2.2. Fosfolípidos 9 1.2.3. Colesterol 9 1.2.3.1. Formación de colesterol 10 1.3. Lipoproteínas 10 1.3.1. Quilomicrones 11 1.3.2. Lipoproteínas de muy baja densidad (VLDL) 11 1.3.3. Lipoproteínas de baja densidad (LDL) 11 1.3.4. Lipoproteínas de alta densidad (HDL) 12 1.4. Trastorno en el metabolismo de los lípidos 12 1.4.1.Dislipidemia 12 1.4.2. Aterosclerosis 14 1.5. Hipercolesterolemia y su relación con la fertilidad masculina 15 1.6. Espermatogénesis 17 1.7. Estrés oxidativo 19 1.8. Spirulina 20 1.9. Opuntia xoconostle 21 2. JUSTIFICACIÓN 23 3. HIPÓTESIS 23 4. OBJETIVOS 24 4.1. Objetivo General 24 4.2. Objetivos particulares 24 5. METODOLOGÍA 25 5.1. Tratamiento de los ratones 25 5.2. Obtención de los espermatozoides y de los órganos sexuales 26 5.3. Análisis de calidad espermática 26 5.3.1. Cuenta espermática 26 5.3.2. Movilidad espermática 27 5.3.3. Viabilidad 27 5.4. Análisis estadístico 27 6. RESULTADOS 28 6.1 Evaluación de la hipercolesterolemia y de la interacción Spirulina- Opuntia xoconostle sobre los niveles de colesterol.
28
6.2 Efecto de la hipercolesterolemia y la interacción Spirulina- Opuntia Xoconostle sobre el peso de los órganos reproductivos. 6.3 Efecto de la hipercolesterolemia y la interacción Spirulina- Opuntia Xoconostle en la calidad espermática.
31
32
7. DISCUSIÓN 36 8. CONCLUSIONES 41 9. REFERENCIAS 42
PÁGINA
ABREVIATURAS
ERO ESPECIES REACTIVAS DE OXIGENO
HDL LIPOPROTEINAS DE ALTA DENSIDAD
VLDL LIPOPORTEINA DE MUY BAJA DENSIDAD
LDL LIPOPROTEINA DE BAJA DENSIDAD
LPO LIPOPEROXIDACION
QM QUILOMICRONES
DH DIETA HIPERCOLESTEROLEMICA
INDICE DE FIGURAS
FIGURA 1 Estructura general de un triglicérido…………………………………………....... 9 FIGURA 2 Estructura del colesterol…………………………………………………………… 10 FIGURA 3 Observación y comparación de un vaso sanguíneo sano y un vaso
14 sanguíneo con aterosclerosis…………………………………………………….. FIGURA 4 Esquematización de la evolución de una placa de ateroma por acumulación
15 lipídica en el subendotelio…………………………………………………………. FIGURA 5 Esquema que muestra las diferentes fases de la espermatogénesis, además
18 de los nombres que toma cada célula en las diferentes etapas de esta……… FIGURA 6 Cianobacteria Spirulina……………………………………………………………. 20 FIGURA 7 Fruto de Opuntia Xoconostle……………………………………………………… 22 FIGURA 8 Concentración de colesterol total en suero después del tratamiento con la
28 dieta hipercolesterolémica (DH)………………………………………………….. FIGURA 9 Concentración de colesterol LDL en suero después del tratamiento con la
29 dieta hipercolesterolémica (DH)………………………………………………….. FIGURA 10 Concentración de colesterol HDL en suero después del tratamiento con la
30 dieta hipercolesterolémica (DH)………………………………………………… FIGURA 11 Concentración de triacilgliceroles en suero después del tratamiento con la
30 dieta hipercolesterolémica (DH)………………………………………………… FIGURA 12 Peso relativo de testículos después del tratamiento con la dieta
32 hipercolesterolémica (DH)……………………………………………………….. FIGURA 13 Peso relativo de vesículas seminales después del tratamiento con la dieta
32 hipercolesterolémica (DH)……………………………………………………….. FIGURA 14 Movilidad progresiva de espermatozoides de ratón después del tratamiento
33 con la dieta hipercolesterolémica (DH)…………………………………………. FIGURA 15 Movilidad in situ de espermatozoides de ratón después del tratamiento con
34 la dieta hipercolesterolémica (DH)………………………………………………
FIGURA 16 Porcentajes de espermatozoides inmóviles después del tratamiento con la 34
dieta hipercolesterolémica (DH)………………………………………………… FIGURA 17 Viabilidad espermática después del tratamiento con la dieta
35 hipercolesterolémica (DH)……………………………………………………….. FIGURA 18 Concentración espermática después del tratamiento con la dieta
35 hipercolesterolémica (DH)……………………………………………………….. INDICE DE TABLAS
TABLA 1 Clasificación de los lípidos………………………………………………………….. 8 TABLA 2 Clasificación de las hiperlipoproteinemias………………………………………… 13 TABLA 3 Tratamiento de los ratones…………………………………………………………. 26
8
1.- INTRODUCCION
1.2.- Lípidos en el organismo
Los lípidos son biomoléculas orgánicas insolubles en agua, dentro de estos existen
los lípidos simples y complejos, como se describen en la tabla 1. Desempeñan
diversas funciones biológicas importantes, actuando como (Lehninger, 1991):
1. Componentes estructurales de las membranas.
2. Formas de transporte y almacenamiento del combustible catabólico.
3. Cubierta protectora sobre la superficie de muchos organismos.
4. Componentes de la superficie celular.
Los diversos compuestos químicos que constituyen los alimentos y el organismo y
que se clasifican como lípidos son (Lehninger, 1991):
Grasas neutras o triglicéridos.
Fosfolípidos
Colesterol
1.2.1.- Triglicéridos
Los triglicéridos son esteres formados por tres cadenas de ácidos grasos que están
esterificados a los 3 grupos hidroxilo de la glicerina (figura 1). Constituyen la familia
más abundante de lípidos y los principales componentes de los lípidos de depósito
o de reserva de las células animales y vegetales (Lehninger, 1991)
Tabla 1. Clasificación de los lípidos (Lehninger, 1991)
Lípidos
Complejos (saponificables) Simples (no saponificables)
Simples:
Ácidos grasos
Acilglicéridos (grasas)
Ceras
Terpenos
Esteroides
Prostaglandinas
Compuestos:
Fosfolípidos
Glucolípidos
9
Figura 1.- Estructura general de un triglicérido
1.2.2.- Fosfolípidos
Los fosfolípidos se utilizan en todo el organismo con varios fines estructurales; son
un componente importante de las lipoproteínas de la sangre y son esenciales para
la formación y el funcionamiento de estos componentes. Son moléculas formadas
por dos restos de ácido graso y una molécula de glicerol 3-fosfato (Lehninger, 1991,
pág. 293).
1.2.3.- Colesterol
El colesterol es un lípido esteroide encontrado en las membranas de las células y
transportado en el plasma sanguíneo de todos los animales, está presente en
cualquier tipo de alimentación, y puede ser absorbido del intestino a la linfa. Es un
componente esencial de la membrana plasmática de los mamíferos, donde este es
requerido para establecer propiedades de permeabilidad de membrana y fluidez
(Levy & Cols, 2006).
La estructura del colesterol (figura 2) se conforma de cuatro carbociclos
condensados denominados A, B, C, y D y se caracteriza por tener una estructura
básica común, el ciclopentano perhidrofenantreno. El colesterol es un precursor de
moléculas de gran importancia para el organismo como las hormonas esteroideas
(adrenales, sexuales y placentarias), la vitamina D y las sales biliares (Levy & Cols,
2006).
10
Figura 2.- Estructura del colesterol.
1.2.3.1.- Formación de colesterol.
El colesterol absorbido diariamente recibe el nombre de colesterol exógeno, pero
también se forma gran cantidad de colesterol endógeno en las células, que es
fabricado por el hígado y unido a lipoproteínas; se sintetiza enteramente a partir de
acetilcoenzima A y es precursor de muchas hormonas esteroidales importantes
(Levy & Cols, 2006).
La biosíntesis del colesterol en el hígado se suprime por el colesterol de la dieta
alimenticia y por el ayuno, efecto que es producido por una disminución de la
biosíntesis hepática de la β-hidroxi-β-metil-glutaril-CoA-reductasa (enzima que
regula la biosíntesis del colesterol). El ayuno inhibe también la biosíntesis del
colesterol, mientras que las dietas ricas en grasa aceleran el proceso. Las moléculas
que trasportan el colesterol a través de la sangre son denominadas lipoproteínas
(proteínas unidas a lípidos tales como triacilgliceroles y fosfolípidos) (Levy & Cols,
2006).
1.3.- Lipoproteínas.
Las lipoproteínas del plasma humano se encuentran en cuatro clases principales
que difieren en densidad, así como en tamaño de partícula (Levy & Cols, 2006):
Los quilomicrones (QM) son lipoproteínas formadas fundamentalmente por
triglicéridos, hasta en un 95%.
11
Las lipoproteínas de muy baja densidad (VLDL) son ricas en triglicéridos,
hasta en un 75%.
Las lipoproteínas de baja densidad (LDL) son ricas en colesterol y proteínas,
y tienen escasos triglicéridos.
Las lipoproteínas de alta densidad (HDL) también son ricas en colesterol y
proteínas.
1.3.1.- Quilomicrones
Los quilomicrones, formados a partir de la grasa dietética, son las lipoproteínas de
menor densidad tras su absorción, desaparecen rápidamente del plasma. Su
principal componente son los triglicéridos, hidrolizados en parte por la enzima clave
lipoproteinlipasa de las superficies del endotelio capilar. Los ácidos grasos libres
resultantes son captados tanto por los adipocitos, para una nueva síntesis de
triglicéridos y para su almacenamiento, como por otras células para su oxidación.
Las partículas lipoproteicas restantes, con un mayor contenido de colesterol y
denominadas quilomicrones residuales, son captadas por las apoproteinas E y B-
48 (Levy & Cols, 2006).
1.3.2.- Lipoproteínas de muy baja densidad (VLDL)
Estas lipoproteínas se forman durante el periodo postabsortivo mediante síntesis
endógena en el hígado y, en menor grado, en el intestino. Son más densas,
contienen algo más de colesterol que los quilomicrones, y su semivida plasmática
es más prolongada. El metabolismo inicial de las VLDL es igual que el de los
quilomicrones (Saez Lancellotti & Cols, 2013).
1.3.3.- Lipoproteínas de baja densidad (LDL)
Las LDL circulantes son responsables de la transferencia de colesterol a otras
células. La captación de LDL y quilomicrones residuales se producen gracias a una
interacción inicial entre las apoproteínas E y B-100 y receptores celulares de LDL
específicos, lo que va seguido de endocitosis. La captación de colesterol también
suprime su propia síntesis intracelular (Pahua-Ramos & Cols, 2012).
12
1.3.4.- lipoproteínas de alta densidad (HDL)
Las partículas de HDL se sintetizan en el hígado y el intestino y facilitan el retorno
del colesterol liberado por los tejidos periféricos al hígado, empleándose para la
síntesis de ácidos biliares y de nuevas partículas lipoprotéicas mediante una vía
directa, en donde se unen a un tipo de “receptores eliminadores” SR-B1 en la
membrana plasmática de los hepatocitos. Por una vía indirecta, las HDL
intercambian apoproteínas clave con otras partículas lipoproteicas. El colesterol se
esterifica por la enzima lecitina-colesterol aciltransferasa y se activa por la
apoproteína A-I (Levy & Cols, 2006).
La concentración plasmática de colesterol total (media de 185 mg/dl), y
especialmente la de colesterol de las LDL (media de 120 mg/dl), son factores de
riesgo significativos para la aterosclerosis y la muerte por enfermedades
cardiovasculares. Por otra parte, una concentración plasmática más elevada del
colesterol de las HDL (media de 50 mg/dl) ejerce un efecto protector contra los
procesos cardiovasculares (Levy & Cols, 2006).
1.4.- Trastorno en el metabolismo de los lípidos
Existen diversos factores que pueden contribuir al trastorno del metabolismo de los
lípidos, lo que trae como consecuencia el desarrollo de enfermedades metabólicas
como la dislipidemia y la aterosclerosis. (Ohara & Cols, 2008)
1.4.1.-Dislipidemia
Se conoce con el nombre de dislipidemias a un conjunto de patologías que se
caracterizan por alteraciones de los lípidos sanguíneos y que implican riesgo para
la condición de salud, especialmente cardiovascular (Hall, 2007).
Para su transporte a través del medio sanguíneo los lípidos necesitan proteínas
transportadoras siendo posible hablar de lipoproteínas y sus alteraciones conocidas
como dislipoproteinemias. Junto al concepto dislipidemias pueden considerarse
sinónimos (Levy & Cols, 2006).
13
Las hiperlipoproteinemias son enfermedades hereditarias (Tabla 2) y se clasifican
de acuerdo al fenotipo en: tipo I, IIA, IIB, III, IV y V:
Tabla 2.- Clasificación de las hiperlipoproteinemias
La causa de cada una de las dislipidemias se describe a continuación:
1) Hiperlipoproteinemia tipo I, es causada por un déficit en el catabolismo de los
quilomicrones debido a una alteración funcional de la lipoproteina lipasa
extrahepática.
2) Hiperlipoproteinemia tipo IIA, se debe a una alteración en los receptores
celulares de las LDL, que da lugar a la acumulación de colesterol LDL; los
individuos que la presentan son propensos a desarrollar enfermedades
coronarias prematuras. La hiperlipoproteinemia tipo IIB, se caracteriza por la
elevación de LDL y triacilgliceroles;
3) Hiperlipoproteinemia tipo III, es causada por un déficit en la eliminación de los
quilomicrones remanentes debido a la alteración de la apo-E, lo que causa la
acumulación de LDL;
4) Hiperlipoproteinemia tipo IV, es causada por el aumento en la síntesis de VLDL,
lo que causa una disminución del aclaramiento plasmático de los triacilgliceroles
y una disminución de las HDL.
5) Hiperlipoproteinemia tipo V, se debe a la elevación de los quilomicrones y VLDL,
y puede ser causada por trastornos como la diabetes mellitus, la obesidad o el
consumo de alcohol (Hall, 2007).
Fenotipo Lipoproteína acumulada Hiperlipidemia predominante
Tipo I Quilomicrones Hipertrigliceridemia
Tipo IIA LDL Hipercolesterolemia
Tipo IIB LDL y VLDL Ambas
Tipo III LDL Hipertrigliceridemia
Tipo IV VLDL Hipertrigliceridemia
Tipo V Quilomicrones y VLDL Hipertrigliceridemia
14
1.4.2. Aterosclerosis
La aterosclerosis es una enfermedad vascular de evolución crónica, dinámica y
evolutiva que aparece por la manifestación de tres factores principales (Ohara &
Cols, 2008):
Disfunción endotelial.
Inflamación.
Trombosis.
Esta enfermedad se caracteriza por la oclusión progresiva de las arterias por placas
de ateroma que pueden llegar a producir insuficiencia arterial crónica (Fig. 3)
(angina de pecho, isquemia cerebral transitoria o angina mesentérica) o bien déficit
agudo de la circulación por trombosis oclusiva (infarto del miocardio, cerebral o
mesentérica) (Hall, 2007).
Figura 3.-Observación y comparación de un vaso sanguíneo sano y un vaso sanguíneo con
aterosclerosis (Fisioterapia de la Serna, 2017).
La falta de receptores hepáticos o su disminución, la sobre saturación de estos por
dietas altas en colesterol conducen a que el colesterol circulante en lugar de ir al
hígado a cumplir sus funciones metabólicas y estructurales circulan en el torrente
sanguíneo en altas concentraciones, acumulándose en dicho espacio; por lo que el
sistema inmune las reconoce como un cuerpo extraño produciendo el factor
quimiotáctico de los monocitos que junto con la interleucina 1- B, atraen a los
monocitos hacia el endotelio y los fija. Con el factor de migración de los monocitos,
Vaso sanguíneo
con aterosclerosis
Vaso sanguíneo
sano
15
penetran el subendotelio y fagocitan a los esteres del colesterol acumulados en ese
sitio formándose así las células espumosas (Diaz-Fontdevila & Cols, 1997).
En las células espumosas ocurre un proceso de oxidación de las LDL, proceso que
causa un intenso proceso inflamatorio en el subendotelio, lo cual por un lado
promueve la síntesis de colágeno y por otro lado, la migración de células de músculo
liso de la capa media de la pared vascular; formándose una capa fibrosa (células
del músculo liso y colágena) activandose el sistema inmune a través del cual hay
migración de los linfocitos T hacia el proceso inflamatorio, culminado en la formación
de la placa de ateroma (Fig. 4) (Palmer & Cols, 2012).
Figura 4.- Esquematización de la evolución de una placa de ateroma por acumulación lipídica en el
subendotelio. (Chèvre & Cols, 2017)
Cuando se produce el daño, el cuerpo intenta reparar las arterias creando y
acumulando depósitos de placa en las paredes de las arterias, que se endurecen y
hacen que las arterias se estrechen. Estas placas están compuestas por grasa,
colesterol, calcio y otros elementos que se encuentran en forma natural en la sangre
(Cheong & Cols, 2010).
1.5. Hipercolesterolemia y su relación con la fertilidad masculina
La ingesta de grasas saturadas se asocia con riesgos cardiovasculares y cáncer, y
a su vez la ingesta de grasas saturadas con una baja concentración espermática y
problemas de fertilidad en el hombre (Ohara & Cols, 1993). Una de cada siete
16
parejas en etapa reproductiva presenta dificultades para concebir, en el 50 % de los
casos se ha atribuido al factor masculino (Mojica Villegas, 2008).
Dentro de los factores con los que se relacionan los problemas de fertilidad
masculina se encuentra a hipercolesterolemia y/o la hipertrigliceridemia, ambas se
han relacionado con una disminución en el peso de los órganos sexuales y otros
parámetros espermáticos como la concentración de espermatozoides y viabilidad
espermática (Mojica Villegas, 2008).
Estudios realizados en hombres con problemas de fertilidad se observó que entre
un 21% y un 65% de pacientes presentan trastornos lipídicos; estos suelen tener
afectaciones del espermograma, en especial en la movilidad, morfología y viabilidad
de los espermatozoides (Mojica Villegas, 2008), (Zamora Esnard & Cols, 1999).
Otros estudios con ratas machos, recibieron una dieta con un contenido de 1% de
colesterol, en un periodo de 30 días para inducir la hipercolesterolemia. Se observó
una disminución en el peso de los testículos, de la concentración espermática, de la
movilidad y la viabilidad espermática (Mojica Villegas, 2008).
Los lípidos y las lipoproteínas sanguíneas, se han relacionado con la función
testicular, tanto endócrina como exócrina. Las hormonas sexuales (andrógeno,
estrógeno, progestágeno y similares) tienen una función importante en la regulación
del metabolismo lipídico. Zamora Esnard y colaboradores, encontraron en sus
estudios que los pacientes que tenían más bajo nivel del colesterol HDL
presentaban más bajo nivel de testosterona plasmática, y establecieron una relación
entre el colesterol y los triglicéridos con la testosterona plasmática, la cual fue
positiva con el colesterol, pero negativa con los triglicéridos (Zamora Esnard & Cols,
1999).
Otros estudios han sugerido que los niveles de testosterona plasmática se
relacionan con los lípidos y lipoproteínas en hombres normales y en infértiles. En
1972 Padrón, halló que el 21 % de pacientes masculinos que consultaron por
infertilidad presentaban hipercolesterolemia. Posteriormente, en un estudio
realizado en el Instituto Nacional de Endocrinología (INEn) en 1983, se concluyó
17
que los pacientes con trastornos lipídicos suelen tener afectación del
espermograma, en especial la movilidad, la morfología normal y la viabilidad de los
espermatozoides. Se ha descrito que en pacientes con hipercolesterolemia
generalmente se observan anomalías en el espermograma, especialmente en la
movilidad, viabilidad y morfología normal de los espermatozoides propiciando la
infertilidad (Zamora Esnard & Cols, 1999).
1.6. Espermatogénesis
La espermatogénesis es el proceso mediante el cual se desarrollan los gametos
masculinos (Fig. 5). Inicia en la adolescencia y se lleva a cabo en los túbulos
seminíferos. Las células en los túbulos seminíferos se disponen alrededor del
lúmen, las espermatogonias (tipos A y B) se encuentran en la base del epitelio y
proliferan por mitosis (Marina , Agosto 2003).
Las espermatogonias tipo A se encargan de dividirse y dan origen a
espermatogonias tipo B que son las que van a diferenciarse en espermatozoides.
Las descendientes de las espermatogonias tipo B son las que entran a la primera
división meiótica duplicando su material genético y son los espermatocitos
primarios; siendo su material genético 2n4c (Marina , Agosto 2003).
Cuando se completa la primera división meiótica el resultado son dos
espermatocitos secundarios cuyo complemento cromosómico es 1n2c. Por cada
espermatocito secundario que entra a meiosis II se obtienen dos espermátides, que
madurarán para formar espermatozoides. Las células de Sertoli se encuentran
también en los túbulos seminíferos y se encargan de dar sostén y nutrir a los
gametos en diferenciación, de igual manera forman la barrera hematotesticular
(Heum Nah & Cols, 2012) .
El espermatozoide consta de:
1. Una cabeza conformada por el núcleo y el acrosoma; el núcleo posee el
material genético, mientras que el acrosoma posee enzimas hidrolíticas que
son necesarias para la reacción acrosomal, prerrequisito para la fertilización
del ovocito.
18
2. Una pieza intermedia que contiene la hélice mitocondrial y que genera la
energía necesaria para el desplazamiento.
3. Un flagelo que contiene microtúbulos que forman parte del sistema de
propulsión del espermatozoide (Vásquez & Vásquez Echeverri, 2007).
Figura 5.- Esquema que muestra las diferentes fases de la espermatogénesis, además de los nombres que toma cada célula en las diferentes etapas de esta (Embriología , 2017).
La maduración de las espermátides a espermatozoides es un proceso denominado
espermiogénesis. Los eventos más importantes de este proceso serán nombrados
a continuación (Palmer & Cols, 2012):
1. Reducción del tamaño nuclear.
2. Condensación del material genético por la sustitución de las histonas por
protaminas.
3. Formación de la vesícula acrosómica a partir del aparato de Golgi.
4. Crecimiento de un flagelo a partir de la región centriolar.
5. Acomodo de las mitocondrias en la parte proximal del flagelo.
6. Reducción del citoplasma y separación formando el cuerpo residual.
El tiempo total de duración del proceso de espermatogénesis y espermiogénesis es
de aproximadamente 62 a 75 días en la especie humana. La maduración bioquímica
19
se lleva a cabo en el epidídimo y posteriormente los espermatozoides entran en
contacto con el líquido seminal y el prostático. El porcentaje de espermatozoides
anómalos maduros es del 10% y si se eleva por encima del 20% es probable que
exista repercusión en la fertilidad del individuo (Mani & Cols, 2010).
1.7. Estrés oxidativo y peroxidación de lípidos
Cada vez que respiramos, el 20% de lo que inhalamos es oxígeno que proporciona
vitalidad a las células al crear la energía necesaria para que funcionen. El proceso
de oxidación crea radicales libres en nuestras células. Un radical libre es un átomo
con un número impar de electrones o que tiene un electrón libre. En altas
concentraciones, los radicales libres pueden causar daño a las células. El consumir
alimentos ricos en antioxidantes puede inactivar a los radicales libres del oxígeno y
reducir los efectos dañinos (Abdelkhalek & Cols, 2014).
El estrés oxidativo ocurre cuando hay un desbalance en nuestras células debido a
un aumento en los radicales libres y/o una disminución en los antioxidantes. Con el
tiempo, este desajuste en el balance entre los radicales libres y los antioxidantes
puede dañar nuestros tejidos (Ohara & Cols, 1993).
En condiciones patológicas como hipercolesterolemia, se activa la oxidasa de la
nicotinamida-adeninanucleotidofosfato, la cual es la mayor productora de radicales
superóxido como ello; peróxido de hidrógeno (H2O2), radicales hidróxilo (OH-),
radicales lipídicos, etc. Y la presencia de estos radicales superóxido inactivan al
óxido nítrico lo que da origen a la disfunción endotelial (Deng & Chow, 2010).
La acción de las especies reactivas de oxigeno (ERO) sobre los lípidos de las
membranas biológicas pueden alterar su fluidez y permeabilidad; así como también,
pueden alterar la actividad de las proteínas, enzimas, receptores o canales iónicos
asociados a ellas y con ello, la función de la célula (Adoyo Muga & Chao, 2014).
La reactividad alta de las especies reactivas de oxigeno sobre los ácidos grasos
poliinsaturados hace que la lipoperoxidación (LPO) en los sistemas biológicos sea
20
un proceso autocatalítico y de propagación. La lipoperoxidación es particularmente
destructiva, ya que se desarrolla como una reacción en cadena trayendo como
consecuencia la alteración de las propiedades de las células (Abdelkhalek & Cols,
2014).
Los espermatozoides son particularmente susceptibles a la LPO debido a que posee
un alto contenido de fosfolípidos, esteroles, ácidos grasos saturados y ácidos grasos
poliinsaturados, todas estas partículas son altamente sensibles a las ERO. Así
mismo, los espermatozoides son células que derivan su energía metabólica de la
reducción del O2, característica que también los hace susceptibles al daño por
peroxidación (Khalili & Cols, 2009).
.
1.8. Spirulina
Spirulina sp. (Arthrospira sp.) es una cianobacteria filamentosa no diferenciada (Fig.
6), habitante de lagos alcalinos, que se cultiva para consumo humano debido a su
alto contenido nutricional, a la cual se le han atribuido diversos efectos positivos en
el tratamiento de algunos tipos de alergias, anemia, cáncer, enfermedades virales y
cardiovasculares; efectos debidos a que presenta pigmentos como las
ficobiliproteínas y los carotenoides, así como de otros compuestos como
polisacáridos, ácidos grasos (destacando el ácido gama linoleico), proteínas,
vitaminas y minerales. (Mani & Cols, 2010) (Peiretti & Meineri, 2011).
Figura 6.- Cianobacteria Spirulina (Ingenio Triana, 2014).
21
El valor de la Spirulina radica en la gran variedad de macronutrientes y
micronutrientes que contiene, algunos de los cuales no pueden ser sintetizados por
el organismo humano, algunas de sus propiedades son incrementar los niveles de
energía, reducir el estrés premenstrual, incrementar el rendimiento de atletas,
mejorar el apetito y ofrecer protección antioxidante (Peiretti & Meineri, 2011).
Esta cianobacteria es fuente rica en proteínas, aminoácidos, vitaminas, minerales y
otros nutrientes, por lo que uno de sus principales usos es como suplemento
alimenticio, ya sea en polvo, encapsulado, en tabletas, como sustituto de harina (en
diferentes sabores), en pastas para sopa, botanas, salsas, barras de granola,
golosinas o bebidas instantáneas de frutas o vegetales (Strasky & Cols, 2013) (Colla
& Cols, 2008)
Por otro lado, en los últimos años se han hecho diferentes estudios acerca de los
efectos que la Spirulina tiene sobre algunos roedores y en el humano. Algunos de
estos efectos son la inmuno-regulación, efectos antioxidantes, anticancerígenos,
antivirales, antitóxicos y contra la hiperlipidemia y la hiperglicemia (Iwata & Cols,
2000). Varias de las propiedades antes mencionadas se deben a algunos de los
constituyentes de Spirulina, entre los que destacan los ácidos grasos
poliinsaturados, el β-caroteno, α-tocoferol, ficocianina, compuestos fenólicos y un
complejo aislado recientemente, el Ca-Spirulan (Ca-SP) que tiene actividad
antiviral. (Colla & Cols, 2008)
1.9. Opuntia xoconostle
Opuntia. xoconostle es una especie característica de lugares con clima semiárido,
en los estados del altiplano central de México, donde se le encuentra tanto en
nopaleras silvestres como en huertos familiares o solares y en plantaciones
comerciales. El fruto de estas especies es conocido popularmente como “tuna
blanca” o “tempranilla” (Fig. 7) (Scheinvar L. , 2009).
22
Figura 7.- Fruto de Opuntia Xoconostle. (Scheinvar, 2009)
En México, las partes de este fruto se han usado con fines medicinales desde la
época precolombina hasta el momento. Además, se ha extendido a otros países
como parte de la medicina alternativa para el tratamiento de la diabetes mellitus tipo
2 (DM2) (Scheinvar L. & Cols, 2017).
El xoconostle es considerado como un recurso alimentario valioso, sobre todo en la
época seca. El fruto posee una gran variedad de componentes químicos entre los
cuales se puede destacar: pectina, taninos, carotenoides, betaxantinas, vitamina C,
ácido cítrico, sales minerales (calcio, fósforo, potasio, sodio), sucrosa, fibra y
metilésteres del ácido málico y cítrico (Alonso, 2007). El efecto, por la acidez y
riqueza en fibra soluble de sus frutos, O. xoconostle es utilizado como condimento
en la cocina mexicana y en la fabricación de dulces cristalizados, mermeladas y
bebidas; y por sus propiedades medicinales. Los frutos y el nopalito del xoconostle
son los órganos de esta planta más empleados en medicina tradicional como
hipoglucemiantes (Nagaoka & Cols, 2013)
23
2. JUSTIFICACIÓN
El colesterol es una molécula importante en la fisiología del sistema reproductor
masculino, debido a que es un precursor importante de hormonas esteroideas y
modulador en las funciones del espermatozoide, sin embargo, los desórdenes
metabólicos como las dislipidemias (hipercolesterolemia) se han reconocido como
un problema clínico en aumento que afecta la funcionalidad de las células sexuales
y con ello generar problemas de fertilidad masculina. Se ha demostrado que los
antioxidantes e hipocolesterolemiantes juegan un papel importante para reducir o
prevenir la lipoperoxidación, proceso que es altamente tóxico para los
espermatozoides. Es por esta razón que, la Spirulina, un alga reconocida como
agente hipocolesterolemiante y antioxidante y el fruto Opuntia-xoconostle con
propiedades hipoglucemiantes y efectos en el metabolismo del colesterol y
triglicéridos se proponen para evaluar su efecto en la coadministración en ratones
hipercolesterolémicos y su actividad en la fertilidad.
3. HIPÓTESIS
Si la hiperlipidemia ocasiona problemas de fertilidad masculina, el tratamiento con
Spirulina y Opuntia xoconostle protegerá del daño ocasionado por los altos niveles
de lípidos al sistema reproductor de ratones y con ello a la funcionalidad de los
espermatozoides.
24
4. OBJETIVOS
4.1. Objetivo General
Investigar el efecto de la interacción Spirulina-Opuntia xoconostle en los parámetros
espermáticos de ratones hipercolesterolémicos.
4.2. Objetivos particulares.
Inducir la hipercolesterolemia a ratones macho sexualmente maduros.
Estudiar el efecto de la coadministración de Spirulina-Opuntia xoconostle en
los niveles de lípidos en suero.
Analizar la influencia de la coadministración de Spirulina-Opuntia xoconostle
en ratones hipercolesterolémicos sobre:
o Movilidad progresiva, in situ e inmovilidad
o Viabilidad espermática
o Concentración espermática.
25
5. METODOLOGÍA
5.1. Tratamiento de los ratones
Se utilizaron ratones macho sexualmente maduros (10-12 semanas de edad, con
un peso de 35 ± 2g) los cuales fueron distribuidos aleatoriamente en 5 grupos de 8
animales y cada grupo se asignó a un esquema de tratamiento distinto. Antes de
iniciar los tratamientos, los ratones se aclimataron durante seis días bajo
condiciones de 22 ± 2°C de temperatura y fueron alimentados con dieta estándar y
agua. Posterior a la aclimatación, fueron alimentados con una dieta rica en lípidos
a lo largo del experimento, durante el periodo de experimentación se les administro
de manera intragástrica el tratamiento con agentes hipocolesterolemiante y/o
antioxidante correspondiente al grupo que pertenecen. Los grupos de
experimentación incluyeron el tratamiento con agentes hipocolesterolemiante y/o
antioxidante, la inducción de hipercolesterolemia y los grupos testigo
correspondiente.
Los grupos de ratones asignados al tratamiento con agentes hipocolesterolemiante
y/o antioxidante recibieron una dosis de Spirulina (400mg/kg) o una dosis de
Opuntia xoconostle (1000 mg/kg) durante 6 días consecutivos. De estos 6 días de
tratamiento, los ratones fueron alimentados con dieta rica en lípidos a excepción de
los testigos. Se preparó una solución de Spirulina a partir de un polvo, este polvo se
obtuvo del alga marina, sometiéndola a deshidratación y posteriormente triturándola
para obtener un polvo fino, soluble en agua. La obtención del polvo de cascara de
O. xoconostle se hizo de la misma manera que la obtención del polvo de la Spirulina,
sometiéndola a deshidratación y moliendo la cascara seca para obtener un polvo
que forma una suspensión en agua. La dieta rica en lípidos, también referida como
dieta hipercolesterolémica o hiperlipidémica, consistió en colesterol 1.0%, colato de
sodio 0.5%, mantequilla 5%, sacarosa 30%, caseína 10% y alimento estándar 53.5
%. Finalmente, el grupo testigo recibió dieta estándar durante 6 días. Estos distintos
esquemas de tratamiento se detallan en la Tabla 3.
26
Tabla 3.- Tratamiento de los ratones
Grupo Tratamiento
Testigo Agua+Tween 80
Hipercolesterolémico (DH) Dieta alta en grasas +Agua+Tween 80
DH + Spirulina Dieta alta en grasas +Spirulina 400mg/kg
DH + Xoconostle Dieta alta en grasas +Xoconostle 1000mg/kg
DH + Spirulina-Xoconostle Dieta alta en grasas +Spirulina-Xoconostle 400/1000mg/kg
5.2. Obtención de los espermatozoides y de los órganos sexuales
Después del tiempo de tratamiento los ratones se sacrificaron por dislocación
cervical. La cola del epidídimo y el conducto deferente se disecaron y se liberaron
de grasa y de vasos sanguíneos. Ambos conductos se presionaron cuidadosamente
con una pinza de disección para obtener a los espermatozoides. La extracción de
los espermatozoides se realizó con medio M-16 (NaCl 100 mM, NaHCO3 25 mM,
glucosa 5.5 mM, KCl 2.6 mM, Na2HPO4 1.56 mM, piruvato de sodio 0.5 mM, CaCl2
1.8 mM, MgCl2 0.5 mM, lactato de sodio 20 mM, 100 IU/mg de penicilina sódica y
100 µg/mL estreptomicina, pH 7.4) esterilizado por filtración con membrana de 0.22
µm (Millipore, México, D.F). Antes de su uso, el medio M-16 fue incubado a 36.5°C
durante 30 min en una incubadora saturada con 95% O2 - 5% CO2. La muestra de
espermatozoides se asignó al análisis de calidad espermática y los órganos del
tracto reproductor (testículos y vesículas seminales) también fueron disectados y se
registró su peso.
5.3. Análisis de calidad espermática
Se evaluaron los parámetros de concentración, movilidad y viabilidad espermáticos
de acuerdo a los lineamientos de la Organización Mundial de la Salud (OMS, 2013)
5.3.1. Cuenta espermática
Se mezcló la muestra espermática con solución de triton X-100 en PBS al 0.01%, la
preparación se agitó con ayuda del vortex, y se colocaron 10 l de la suspensión en
la cámara de Neubauer, el resultado se expresó en millones de espermatozoides/ml.
27
5.3.2. Movilidad espermática
Se colocó una gota de muestra espermática sobre un portaobjetos limpio. Se
observó al microscopio óptico a 10X la movilidad de las células, el resultado se
expresó como porcentaje de espermatozoides con movilidad progresiva.
5.3.3. Viabilidad espermática
La viabilidad de los espermatozoides se evaluó por medio del método de exclusión
de eosina 1%-nigrosina 10%, el cual se basa en que las células muertas cuyas
membranas plasmáticas están dañadas permiten la entrada del colorante. La
muestra espermática se colocó en una relación 1:1 (v/v) con la solución de eosina
1 % - nigrosina 10 % en solución fisiológica sobre un portaobjetos. Se extendió la
muestra sobre el portaobjetos formándose una capa delgada, se dejó secar al aire
y examinó por microscopía de luz con una magnificación de 1000X. Se evaluaron
100 espermatozoides; aquellos que no presentaban color se clasificaron como
espermatozoides vivos, mientras que los espermatozoides que presentaron color se
clasificaron como muertos. La viabilidad espermática se expresó como porcentaje
de espermatozoides vivos.
5.4. Análisis estadístico
Los resultados se presentaron como las medias ± error estándar de cada grupo
(n=8) de tratamiento. Las diferencias entre los grupos de tratamiento se evaluaron
con un análisis de varianza (ANOVA) de una vía y la significancia estadística se
determinó con el uso de una prueba adicional comparación múltiple Bonferroni
(prueba Posthoc). El valor p<0.05 fue considerado como significativo. Los análisis
estadísticos se realizaron con el programa Sigma Plot v.12.
28
6. RESULTADOS
6.1 Evaluación de la hipercolesterolemia y de la interacción Spirulina- Opuntia xoconostle sobre los niveles de colesterol.
Se evaluó si la administración de la dieta alta con contenido lipídico durante 6 días
fue suficiente para inducir hirpercolesterolemia en ratones adultos, además de
evaluar el efecto hipocolesterolemiante de la Spirulina y la O. xoconostle. Los
resultados mostraron un incremento de 2.3 veces (p<0.05) en las concentraciones
de colesterol total en suero (Fig. 8) y de 4.8 veces (p<0.05) en las concentraciones
de colesterol LDL (Fig. 9) en el grupo que recibió la dieta alta en lípidos, con
respecto al grupo testigo.
Figura 8.- Concentración de colesterol total en suero después del tratamiento con la dieta
hipercolesterolémica (DH), Spirulina 400mg/kg (Sp), xoconostle 1000mg/kg (X) e interacción
400mg/kg + 1000mg/kg (Sp+X). Se presenta la media ± DE. *P<0.001 con respecto al grupo testigo
de acuerdo a ANOVA y la prueba posterior de Bonferroni.
29
Figura 9.- Concentración de colesterol LDL en suero después del tratamiento con la dieta
hipercolesterolémica (DH), Spirulina 400mg/kg (Sp), xoconostle 1000mg/kg (X) e interacción
400mg/kg + 1000mg/kg (Sp+X). Se presenta la media ± DE. *P<0.001 con respecto al grupo testigo
de acuerdo a ANOVA y la prueba posterior de Bonferroni.
La concentración de colesterol HDL no fue diferente (Fig. 10). En cambio, la
concentración de triacilgliceroles disminuyó en un 40% en el grupo que recibió la
dieta alta en lípidos (Fig. 11). En conjunto, estos resultados sugieren que la
composición de la dieta y el tiempo en el que fue proporcionada (6 días) fueron
suficientes para inducir hipercolesterolemia en ratones de experimentación. Por
esta razón, el grupo que recibió la dieta alta en contenido lipídico será referido como
el grupo hipercolesterolémico en los apartados siguientes.
30
Figura 10.- Concentración de colesterol HDL en suero después del tratamiento con la dieta
hipercolesterolémica (DH), Spirulina 400mg/kg (Sp), xoconostle 1000mg/kg (X) e interacción
400mg/kg + 1000mg/kg (Sp+X). Se presenta la media ± DE. No se encontraron diferencias
estadísticamente significativas.
Figura 11.- Concentración de triacilgliceroles en suero después del tratamiento con la dieta
hipercolesterolémica (DH), Spirulina 400mg/kg (Sp), xoconostle 1000mg/kg (X) e interacción
400mg/kg + 1000mg/kg (Sp+X). Se presenta la media ± DE. *P<0.050 con respecto al grupo testigo
y *** con respecto a los demás tratamientos, de acuerdo a ANOVA y la prueba posterior de
Bonferroni.
31
Después de observarse que la dieta hiperlipidémica utilizada en este estudio causó
hipercolesterolemia en ratones de laboratorio, se evaluó si la Spirulina posee
propiedades hipocolesterolemiantes. Se observó que el grupo tratado con Spirulina
400 mg/kg no tuvo una mejoría en la disminución de colesterol total en el suero
después de 6 días (Fig 8). Por otro lado, el grupo tratado con Opuntia xoconostle
1000 mg/kg no presentó reducción significativa en la concentración de colesterol
total en el suero (Fig. 8). Los resultados de la interacción Spirulina-Opuntia
xoconostle muestran que no existe una disminución de colesterol total ni LDL (Fig.
8 y 9). La evaluación de triacilgliceroles en el plasma (Fig. 11), de nuestro grupo con
dieta hipercolesterolemica muestra una diferencia significativa a comparación de
nuestro grupo testigo y a la vez, este muestra una diferencia significativa con los
grupos de dieta hipercolesterolemica más Spiulina, Opuntia xoconostle e
interacción. La dieta de la interacción de Spirulina-Opuntia xoconostle demostró una
reducción significativa de los niveles de triacilgliceroles en plasma.
6.2 Efecto de la hipercolesterolemia y la interacción Spirulina- Opuntia xoconostle sobre el peso de los órganos reproductores
El efecto de la hipercolesterolemia sobre el peso de los órganos reproductores, tales
como el testículo (Fig. 12) y las vesículas seminales (Fig.13), se evaluó como un
indicativo de efecto general en el sistema reproductor masculino. Los resultados
muestran que la hipercolesterolemia no causó una disminución significativa en el
eso de las vesículas seminales y testículos durante el tiempo en que se proporcionó
la dieta hipercolesterolémica. Asimismo, no se encontró diferencia significativa con
los tratameintos de Spirulina, Xoconostle y Spirulina-Xoconostle en los pesos de los
órganos sexuales.
32
Figura 12.- Peso relativo de testículos después del tratamiento con la dieta hipercolesterolémica (DH), Spirulina 400mg/kg (Sp), xoconostle 1000mg/kg (X) e interacción 400mg/kg + 1000mg/kg (Sp+X). Se presenta la media ± DE.
Figura 13.- Peso relativo de vesículas seminales después del tratamiento con la dieta
hipercolesterolémica (DH), Spirulina 400mg/kg (Sp), Xoconostle 1000mg/kg (X) e interacción
400mg/kg + 1000mg/kg (Sp+X). Se presenta la media ± DE.
6.3. Efecto de la hipercolesterolemia y la interacción Spirulina- Opuntia Xoconostle en la calidad espermática
Una vez que se observó el efecto de la dieta hiperlipidémica en los niveles de
colesterol total, LDL y HDL, se evaluó si la hipercolesterolemia causa efectos
adversos en los parámetros de calidad espermática (movilidad, viabilidad y
concentración). Los resultados muestran con la dieta rica en lípidos una
33
disminución significativa del 49% (Fig. 14) en la movilidad espermática progresiva y
del 46% (Fig. 17) en la viabilidad espermática del grupo hipercolesterolémico, en
comparación con el grupo testigo debido a la dieta alta en lípidos. En la
concentración espermática, no se observó una disminución significativa en el grupo
hipercolesterolémico con respecto al grupo testigo (Fig.18). Los resultados
muestran que la Spirulina a 400mg/kg administrada por vía intragástrica brindó un
efecto protector a los parámetros de calidad espermática (Fig. 14-18). De igual
manera, la combinación Spirulina-O. xoconostle presentó un efecto protector en la
movilidad progresiva (Fig.14) así como en la concentración espermática (Fig.18),
comparado con el grupo hipercolesterolémico. Los resultados muestran que la
combinación de la administración de Spirulina-Opuntia xoconostle, muestran un
efecto protector a los parámetros de la calidad espermática, mucho más evidentes
que la Spirulina y el Xoconostle de manera individual, esta interacción muestra
resultados favorables de acuerdo con lo planteado en los objetivos, por lo que se
encontró diferencia significativa entre el grupo de interacción contra el grupo
hipercolesterolémico.
Figura 14.- Movilidad progresiva de espermatozoides de ratón después del tratamiento con la dieta
hipercolesterolémica (DH), Spirulina 400mg/kg (Sp), xoconostle 1000mg/kg (X) e interacción
400mg/kg + 1000mg/kg (Sp+X). Se presenta la media ± DE. *p<0.050 con respecto al grupo testigo
y ** p<0.050 con respecto al grupo DH, de acuerdo a ANOVA y la prueba posterior de Bonferroni.
34
Figura 15.- Movilidad in situ de espermatozoides de ratón después del tratamiento con la dieta
hipercolesterolémica (DH), Spirulina 400mg/kg (Sp), xoconostle 1000mg/kg (X) e interacción
400mg/kg + 1000mg/kg (Sp+X). Se presenta la media ± DE. *p<0.050 con respecto al grupo testigo,
de acuerdo a ANOVA y la prueba posterior de Bonferroni.
Figura 16.- Porcentajes de espermatozoides inmóviles después del tratamiento con la dieta
hipercolesterolémica (DH), Spirulina 400mg/kg (Sp), xoconostle 1000mg/kg (X) e interacción
400mg/kg + 1000mg/kg (Sp+X). Se presenta la media ± DE. *p<0.050 con respecto al grupo testigo
y ** p<0.050 con respecto al grupo hipercolesterolémico, de acuerdo a ANOVA y la prueba posterior
de Bonferroni.
35
Figura 17.- Viabilidad espermática después del tratamiento con la dieta hipercolesterolémica (DH),
Spirulina 400mg/kg (Sp), xoconostle 1000mg/kg (X) e interacción 400mg/kg + 1000mg/kg (Sp+X)
sobre la viabilidad espermática. Se presenta la media ± DE. **p<0.050 con respecto al grupo DH y
*** p<0.050 con respecto a los demás tratamientos, de acuerdo a ANOVA y la prueba posterior de
Bonferroni.
Figura 18.- Concentración espermática después del tratamiento con la dieta hipercolesterolémica
(DH), Spirulina 400mg/kg (Sp), xoconostle 1000mg/kg (X) e interacción 400mg/kg + 1000mg/kg
(Sp+X) en la concentración espermática. Se presenta la media ± DE. *P<0.050 con respecto al grupo
testigo y ** con respecto al grupo DH, de acuerdo a ANOVA y la prueba posterior de Bonferroni.
36
7. DISCUSIÓN
El objetivo del presente estudio fue investigar el efecto de la interacción Spirulina-
Opuntia xoconostle en los parámetros espermáticos de ratones
hipercolesterolémicos. Los resultados muestran que las concentraciones de
colesterol total en suero y colesterol LDL se incrementaron en el grupo
hipercolesterolémico, con respecto al grupo testigo. Un resultado interesante
respecto a la concentración de triacilgliceroles, fue que en el grupo
hipercolesterolémico disminuyó la concentración con respecto al testigo; resultado
que puede deberse a que los triacilgliceroles que se midieron son los remanentes
de quilomicrones que provienen de la dieta exógena, mientras que, los
triacilgliceroles que se encuentran unidos a las lipoproteínas VLDL posiblemente
no fueron detectados porque fueron convertidas a colesterol LDL, el cual se
incrementó en el grupo hipercolesterolémico.
En el organismo, los triacilgliceroles adquiridos de la dieta, son catalizados por las
lipasas pancreáticas que los convierten en monoacilgliceroles, ácidos grasos libres
y glicerol (Jensen & Cols, 2013). Ya en las células intestinales, los triacilgliceroles
se vuelven a sintetizar y la LPL los hidroliza a partículas de menor tamaño llamados
remanentes de quilomicrones, que viajan al hígado y son transportados por las
VLDL en el plasma adquiriendo ésteres de colesterol y apoproteínas. Los
triacilgliceroles contenidos en ellas se hidrolizan por la LPL proporcionando
remanentes de VLDL que posteriormente se hidrolizan para formar lipoproteínas de
media densidad y mediante la pérdida de más triacilgliceroles, se transforman en
LDL (Mortazavi & Cols, 2014).
Los presentes resultados mostraron que la movilidad y la viabilidad de los
espermatozoides disminuyeron en el grupo hipercolesterolémico. Esto sugiere que
los espermatozoides son afectados por la hipercolesterolemia en un período corto
de tiempo (6 días), que corresponde con la maduración de los espermatozoides en
el epidídimo (Ohara & Cols, 1993) (Cheong & Cols, 2010) (Khalili & Cols, 2009).
En el presente estudio no se observó un efecto en la concentración espermática por
la hipercolesterolemia. Esto puede deberse a que el tiempo en el que se indujo la
37
hipercolesterolemia (6 días) no contempló a un ciclo espermatogénico del ratón,
tiempo que debe tomarse en cuenta para observar efectos en la concentración
espermática.
Por otro lado, se buscó contrarrestar los efectos adversos de la hipercolesterolemia
con un tratamiento previo de Spirulina (6 días) durante la administración de la dieta
hipercolesterolémica, a la dosis de 400mg/kg. Estudios previos han demostrado la
actividad hipolipemiante de la Spirulina tanto en animales, como en humanos. En
un estudio efectuado en ratas se observó que la actividad hipocolesterolemiante en
el concentrado de Spirulina platensis inhibe la absorción del colesterol en el yeyuno
y la reabsorción de ácidos biliares en el ileon (Iwata & Cols, 2000) (Holman & Malau-
Aduli, 2012)
Sin embargo, los mecanismos de acción de la Spirulina en el metabolismo lipídico
no están aún bien establecidos, pero se ha sugerido que posee antioxidantes como
el ácido esencial omega 6 (ácido gama linoléico), selenio, vitaminas (α-tocoferol),
carotenoides (β-caroteno) y ficobiliproteínas (ficocianina, ficoeritrina, aloficocianina),
componentes que pueden ser los responsables del efecto hipocolesterolemiante
(Abdelkhalek & Cols, 2014) (Yang & Cols, 2015).
En estudios previos (Iwata & Cols, 2000) se observó que la Spirulina disminuye los
niveles lipídicos en el plasma de ratones macho Witman, durante 4 semanas se
administraron 2 diferentes dietas a diferentes grupos de ratones, las cuales además
de tener alto contenido calórico, tenían Spirulina en diferentes concentraciones (5
10 y 15%). El estudio evaluó peso del cuerpo, colesterol, HDL, triglicéridos y
fosfolípidos mediante determinaciones enzimáticas. Los resultados demuestran que
la Spirulina puede reducir los niveles de colesterol en sangre, así como disminuye
los niveles de triglicéridos y fosfolípidos totales en plasma. Sin embargo, el
tratamiento con Spirulina y su combinación con xoconostle no disminuyeron las
concentraciones de colesterol.
38
Se ha observado que la hipercolesterolemia produce estrés oxidativo (Ohara & Cols,
1993), lo que daña al espermatozoide al generar lipoperoxidación. La acumulación
excesiva de colesterol en nuestros tejidos y altas concentraciones en sangre afecta
particularmente a las células endoteliales que forman la pared arterial, donde la
acumulación de colesterol inicia la enfermedad cardiovascular aterosclerótica. El
efecto concomitante en la inhibición de la enzima 3-hidroxi-3-metilglutaril-coenzima
A reductasa (HMG-CoAR) y de la absorción de colesterol a nivel intestinal, mediante
estatinas y ezetimiba, respectivamente, maximizan el descenso de las LDL,
relacionado con una reducción de las complicaciones cardiovasculares como la
hipertensión, la ateroesclerosis y muerte por complicaciones coronarias (Maldonado
Saavedra & Cols, 2012).
También se evaluó el efecto de la Spirulina en el peso de los órganos reproductores.
Los resultados mostraron que el peso de las vesículas seminales y testículo no
mostraron diferencia significativa con respecto al grupo hipercolesterolémico. Esto
puede deberse al alto contenido proteico que contiene la Spirulina, lo cual pudo
proteger a los órganos reproductivos contra la acción de los radicales libres (Iwata
& Cols, 2000) (Holman & Malau-Aduli, 2012).
Se encontró que la Spirulina incrementa significativamente la movilidad y viabilidad
espermática, con respecto al grupo hipercolesterolémico. Un estudio hecho en 2016
demostró el potencial antioxidante que posee la Spirulina contra daños
espermáticos inducidos por arsenito de sodio, dicho compuesto es usado para la
fabricación de pesticidas, producción de vidrio y en la medicina. El daño que provoca
este compuesto se puede ver reflejado en diversos órganos, incluyendo el aparato
reproductor masculino manifestándose en una disminución en la androgénesis,
inhibición de la espermatogénesis, reducción del peso de los órganos sexuales y
afectando directamente a ciertos parámetros espermáticos como la viabilidad y la
movilidad; debido al estrés oxidativo que provoca el arsénico. El estudio se realizó
en ratas albinas Wistar con un peso entre 180 y 200 g, se dividieron en 4 diferentes
grupos: Control (solo recibieron agua), arsénico (6.3 mg/kg de arsenito de sodio),
39
Spirulina + arsénico (300 mg/kg + 6.3 mg/kg de arsenito de sodio) y Spirulina (300
mg/kg). El estudio se realizó en un periodo de 8 semanas. El estudio reveló que la
Spirulina redujo el contenido de arsénico en el plasma y disminuyó la concentración
de zinc en los órganos sexuales, además de reducir los efectos tóxicos del arsénico,
mismos que se vieron reflejados en la movilidad y el conteo espermático del grupo
de ratas que se les administro arsénico, cuyos valores fueron menores a
comparación del grupo que se le administro arsénico más una concentración de
Spirulina (Bashandy & Cols, 2015), (Vázquez Velasco & Cols, 2015).
También se evaluó la actividad de la Opuntia xoconostle para observar los efectos
que tiene la cáscara seca sobre los parámetros espermáticos ya mencionados. La
Opuntia xoconostle no presentó efecto hipolipemiante a la dosis administrada y
durante el tiempo en que se administró. Se sabe que en la composición de la
Opuntia xoconostle la cantidad de fibra presente es alta (Scheinvar L. , 2009),
estudios previos sugieren que este sea el mecanismo para que se evite la absorción
de colesterol. (Torres & Cols, 2015). Otros estudios reafirman esta idea, mencionan
que la fibra contenida en la cáscara reduce los niveles de colesterol en el plasma;
LDL y triglicéridos sin afectar los niveles de HDL. También mencionan que este
efecto puede ser debido a la pectina, que puede interferir con la absorción de lípidos
que reduce la cantidad de colesterol que es entregado al hígado (Gatali & Cols,
2008).
De igual manera se evaluaron los efectos de la Opuntia xoconostle sobre los
parámetros espermáticos. Los resultados muestran que la cáscara que se
administró a la dosis de 1000 mg/kg no presentó un efecto positivo sobre los
parámetros de calidad espermática.
Un estudio revela que la Opuntia xoconostle posee una gran actividad antioxidante
debido a su variedad de flavonoides como: quercetina, isorhamnetin, luteolina y
kaempferol, estos compuestos son antioxidantes más eficientes que las vitaminas,
estos permiten el retraso de los efectos pro-oxidativos en el ADN, proteínas y lípidos
a través de la generación de radicales libres. Recientemente se ha reportado que el
40
extracto de la cáscara es capaz de proteger al ADN genómico, previniendo el daño
provocado por estrés oxidativo y de modular la apoptosis en ratones, autores
concluyen que el antioxidante de extracto de la cascara de Opuntia xoconostle
puede generar resistencia biológica a los radicales libres, sugiriendo su capacidad
de este extracto de fungir como antigenotóxico y efectos anti-apoptotico. Esta
actividad antioxidante fue recientemente estudiada; a 10 participantes sanos se les
asigno una dieta pobre en antioxidantes durante 3 días, después de este periodo a
cada uno se le dio 300 g de Opuntia xoconostle al día, en un periodo de 3 días. Al
final del estudio se tomó una muestra de sangre de cada participante. Los resultados
indican que hubo un incremento de antioxidantes tanto en plasma como en sangre
en cada uno de los participantes. En plasma hubo un incremento de antioxidantes
del 20% y 5% en sangre (Osuna Martínez & Cols, 2014).
La interacción entre componentes de plantas medicinales puede traer como
consecuencia el cambio de absorción de lípidos, del metabolismo y de la excreción
o eliminación del organismo. Puede significar también cambios en el tiempo en que
actúa uno de los diversos componentes y de la duración de su efecto farmacológico;
cambios en la eficacia o capacidad de ejercer su acción e incluso puede inferir en
el surgimiento de reacciones adversas y hasta en su grado de toxicidad.
(Chateauneuf & Benavides, 2014)
Es importante destacar que todos, los fitofármacos y los extractos de plantas
medicinales, los compuestos químicos de suplementos dietarios y de alimentos, son
absorbidos y excretados con la participación de mecanismos similares al de los
fármacos. A pesar de todos los caminos posibles ya mencionados la información es
muy poca por no decir escasa a cerca de la interacción entre componentes de
plantas medicinales (Chateauneuf & Benavides, 2014)
Existen pocos datos acerca de interacciones en las que se vean implicadas las
plantas medicinales entre sí, debido a múltiples factores: falsa seguridad de las
plantas medicinales, variabilidad de la composición cualitativa y cuantitativa de la
muestra. Es importante considerar que las plantas presentan efectos diversos de
los cuales se tiene pobre información, estas no deben ser administradas libremente
41
hasta realizar un estudio de toxicidad. La composición de una droga vegetal suele
estar sometida en ocasiones a variaciones importantes por factores estacionales,
edáficos, climáticos o por la existencia de plantas de una misma especie con distinta
composición (variedades o razas químicas) (Farmaconsejos, 2015)
De la misma forma se evaluó el efecto de una posible interacción entre la Spirulina-
Opuntia xoconostle sobre los parámetros espermáticos, lo que se encontró fue que
la combinación de estos agentes tuvieron cambios significativos en la movilidad
progresiva y la cuenta espermática aunque no se haya presentado disminución de
colesterol con ningún tratamiento. Con estos resultados se sugiere que la
administración de los agentes empleados en esta investigación, se administren
durante un tiempo más prolongado para observar si se presenta efecto
hipolipemiante como lo indican las investigaciones anteriormente mencionadas.
8. CONCLUSIONES
La dieta hipercolesterolémica ocasionó un incremento de las
concentraciones de colesterol, sin embargo los tratamientos con los agentes
antioxidantes administrados durante 6 días, no previnieron del incremento de
dichas concentraciones.
La interacción Spirulina-Opuntia Xoconostle presentan efectos protectores
mejores que de manera individual sobre los parámetros de movilidad y
concentración espermática, a pesar que no se observó disminución en las
concentraciones de colesterol.
La hipercolesterolemia no afecta el peso de los órganos sexuales (testículo
y vesículas seminales) al igual que la interacción de Spirulina-Opuntia
xoconostle, en el tiempo y dosis administrados en esta investigación.
42
9. REFERENCIAS
Abdelkhalek, N., Ghazy, E., Abdel-Daim, M. (2014). Pharmacodynamic interaction
of Spirulina platensis and deltamethrin in freshwater fish Nile tilapia, Oreochromis
niloticus: impact on lipid peroxidation and oxidative stress. Springer-Verlag Berlin
Heidelberg.
Adoyo Muga, M., Chao, J. (2014). BiomedCentral. Obtenido de
http://www.biomedcentral.com/1472-6882/14/470
Alonso, J. (2007). Tratado de fitofármacos y nutraceuticos. Rosario: Corpus.
Arriola Peñalosa, M. A. (2016). Diagnóstico y tratamiento de dislipidemias
(hipercolesterolemia) en el adulto. México: Instituto Mexicano del Seguro Social .
Bashandy, S., El Awdan, S., Ebaid, H., Alhazza, I. (2015). Antioxidant Potential of
Spirulina platensis Mitigates Oxidative Stress and Reprotoxicity Induced by Sodium
Arsenite in Male Rats. Egipto: Hindawi.
Cassiana Paiz, R., Júarez-Flores, B. I., Aguirre Rivera, J., Cárdenas Ortega , C.,
Reyes Agüero, J. A. (2010). Glucose-lowering effect of xoconostle (Opuntia
joconostle A. Web., Cactaceae) in diabetic rats . México: Journal of Medicinal Plants
Research.
Chateauneuf, R., Benavides, M. (2014). Plantas medicinales y medicina natural .
Santiago de Chile: Ocho libros.
Cheong, S., Kim, M., Sok, D.-E., Hwang, S.-Y. (2010). Spirulina prevents
atherosclerosis by reducing hypercholesterolemia in rabbits fed a high-cholesterol
diet. South Korea: J Nutr Sci Vitaminol.
Chèvre, R., González-Granado, J., Sreeramkumar, V., Silvestre-Roig, C., Molina-
Sánchez, P. (16 de Marzo de 2017). MarieCuriesNews. Obtenido de
https://mariecuriesnews.wordpress.com/2014/01/23/visualizan-como-se-genera-la-
aterosclerosis-a-una-resolucion-nunca-vista-hasta-ahora/
Colla, L. M., Muccillo-Baisch, A. L., Viera Costa, J. A. (Abril de 2008). Spirulina
platensis Effects on the Levels of Total Cholesterol, HDL and Triacylglycerols in
Rabbits Fed with a Hypercholesterolemic Diet. BRAZILIAN ARCHIVES OF
BIOLOGY AND TECHNOLOGY, págs. 405-411.
Deng, R., Chow, T.-J. (2010). Hypolipidemic, Antioxidant, and Antiinflammatory
Activities of Microalgae Spirulina. Blackwell Publishing Ltd.
Diaz-Fontdevila, M., Peña, W., Bustos-Obregon, E. (1997). Experimental
hypercholesterolaemia in rabbits. Effect on lipid domains in homologous
spermatozoa. Andrologia , 15-22.
Embriología . (28 de Enero de 2017). Obtenido de
http://estudiaembriologia.blogspot.com/2015/01/espermatogenesis.html
43
Farmaconsejos. (24 de Enero de 2015). Obtenido de Farmaconsejos:
http://www.farmaconsejos.com/medicamentos/clasificacion-de-las-interacciones-
2/interacciones-plantas-y-medicamentos/
Fisioterapia de la Serna. (14 de Mayo de 2017). Obtenido de
http://www.fisioterapiadelaserna.com/fisioterapia-de-la-serna-el-colesterol-y-
nuestra-salud/
Gatali, Tripodo, Trovato, d'Aquino, Monforte. (2008). Biological Activity of Opuntia
ficus indica Cladodes II: Effect on Experimental Hypercholesteroelemia in Rats. Italia
: Pharmaceutial Biology.
Hall, J. E. (2007). Compendio de Fisiología Médica. Madrid: Elsevier.
Heum Nah, W., Koh, K., Ahn, H. S., Kim, M., Kang, H.-G., Hyun Jun, J. (2012). Effect
of Spirulina maxima on spermatogenesis and steroidogenesis in streptozotocin-
induced type I diabetic male rats. ELSEVIER.
Holman, Malau-Aduli. (2012). Spirulina as a livestock supplement and animal feed.
Australia : Journal of animal physiology and animal nutrition.
Ingenio Triana. (16 de Octubre de 2014). Obtenido de http://ingenio-
triana.blogspot.com/2014/10/la-espirulina.html
Iwata, K., Inayama, T., Kato, T. (2000). Effects of Spirulina platensis on plasma
lipoprotein lipase activity in fructose-induced hyperlipidemic rats. Japón.
Jensen, T. K., Heitmann, B. L., Blomberg Jensen, M. (2013). High dietary intake of
saturated fat is associated with reduced semen quality among 701 young Danish
men from the general population. The American Journal of Clinical Nutrition, 97:411.
Khalili, M. A., Zare-Zadeh, N., Hashemi, H. (2009). Correlation between serum lipids
profile with sperm parameters of infertile men with abnormal semen analysis. Iranian
Journal of Reproductive Medicine.
Kindt, T., Goldsby, R., Osborne, B. (2007). Inmunología de Kuby. McGraw-Hill
Interamericana.
Lehninger, A. (1991). Bioquimica Las bases moleculares de la estructura y función
celular. Barcelona: Omega.
Levy, M., Stanton, B., Koeppen, B. (2006). Fisiología. Genova España: Elsevier.
Maldonado Saavedra, O., Ramírez Sanchéz, I., García Sanchéz, J., Ceballos
Reyes, G., Méndez Bolaina, E. (2012). Cholesterol: Biological function and medical
implications. México: Revista Mexicana de Ciencias Farmacéuticas.
Mani, U., Desai, S., Iyer, U. (2010). Studies on the Long-Term Effect of Spirulina
Supplementation on Serum Lipid Profile and Glycated Proteins in NIDDM Patients.
Haworth Journals.
Marina , D. (Agosto 2003). Avances en el conocimiento de la espermatogénesis.
Implicaciones clínicas. Barcelona: Instituto de reproducción CEFER.
44
Mojica Villegas, M. A. (05 de Diciembre de 2008). Efecto de la espirulina y la C-
ficocianina sobre la calidad espermática y la reacción acrosomal en ratones
hipercolesterolémicos. Ciudad de Mexico, Mexico.
Mortazavi, M., Salehi, I., Alizadeh, Z., Vahabian, M., Roushandeh, A. M. (2014).
Protective Effects of Antioxidants on Sperm Parameters and Seminiferous Tubules
Epithelium in High Fat-fed Rats. J Reprod Infertil.
Nagaoka, S., Shimizu, K., Kaneko, H., Shibayama, F., Morikawa, K. (31 de Enero
de 2013). JN The Journal of Nutrition . Obtenido de http://jn.nutrition.org/
Ohara, Y., Peterson, T., Harrison, D. (2008). Hypercholesterolemia increases
endothelial superoxide anion production. Atlanta: The Journal of Clinical
Investigation.
Osuna Martínez , U., Reyes Esparza, J., Rodríguez Fragoso, L. (2014). Cactus (
Opuntia ficus-indica ): A Review on its Antioxidants Properties and Potential
Pharmacological Use in Chronic Diseases . México: Natural Products Chemistry &
Research .
Pahua-Ramos, M., Ortiz Moreno , A., Chamorro Cevallos, G., Hernandez Navarro,
M., Garduño Siciliano, L., Hernandez Ortega, M. (2012). Hypolipidemic Effect of
Avocado (Persea americana Mill) Seed in a Hypercholesterolemic Mouse Model.
Ciudad de Mexico : Springer Science+Business Media.
Palmer, N., Bakos, H., Owens, J., Setchell, B., Lane, M. (2012). Diet and exercise in
an obese mouse fed a high-fat diet improve metabolic health and reverse perturbed
sperm function. Am J Physiol Endocrinol Metab.
Peiretti, P., Meineri, G. (2011). Effects of diets with increasing levels of Spirulina
platensis on the carcass characteristics, meat quality and fatty acid composition of
growing rabbits. ELSEVIER.
Rodríguez, G. (2010). Espermatogénesis.
Saez Lancellotti, T., Boarelli, P., Monclus, M., Cabrillana, M. (18 de Octubre de
2010). Plos One. Obtenido de www.plosone.org
Saez Lancellotti, T., Boarelli, P., Romero, A., Funes, A., Cid-Barria, M., Cabrillana,
M., Monclus, M. (2013). Semen Quality and Sperm Function Loss by
Hypercholesterolemic Diet Was Recovered by Addition of Olive Oil to Diet in Rabbit.
Plos One.
Scheinvar , L., Gallegos Vázquez, C., Olalde Parra , G., Sánchez Cordero, V., Linaje
, M. (03 de Febrero de 2017). Obtenido de
https://www.biodiversidad.gob.mx/genes/centrosOrigen/Opuntia/1er_Informe/Prime
r%20informe%20Opuntia.pdf
Scheinvar, L. (2009). Subfamilia Opuntioideae (Cactaceae). México: Universidad
Nacional Autónoma de México .
45
Strasky, Z., Zemankova, L., Nemeckova, I., Rathouska, J. (2013). Spirulina platensis
and phycocyanobilin activate atheroprotective heme oxygenase-1: a possible
implication for atherogenesis. RSC publishing .
Torres, Juárez, Becerra, Aguirre, Rendón . (2015). Efectos del jugo del endocarpo
del Xoconostle (Opuntia matudae) en un modelo animal y en pacientes con
dislipidemia o glucosa anormal en ayuno. México: Universidad Autónoma de San
Luis Potosí.
Vásquez , F., Vásquez Echeverri, D. (2007). Espermograma y su utilidad clínica .
Colombia : Salud Uninorte Barranquilla.
Vázquez Velasco, M., González Torres, L., Lopez Gasco, P., Bastidia , S., Benedi,
J., Gonzales Muñoz , M. J., Sanchez Muniz, F. J. (2015). Effects of
glucomannan/spirulina-surimi on liver oxidation and inflammation in Zucker rats fed
atherogenic diets. J Physiol Biochem.
Yang, Y., Kim, B., Park, Y.-K., Lee, J.-Y. (2015). Effects of Long-Term
Supplementation of Blue-Green Algae on Lipid Metabolism in C57BL/6J mice.
National Institute of Health.
Zamora Esnard, D., Padrón Dúran, D., Zamora García , D. (1999). Tratamiento de
la hipercolesterolemia revierte la infertilidad masculina. Cuba: Rev. Cubana
Endocrinol.