A través de modelos animales con síndrome metabólico, obesidad y diabetes mellitus para investigar enfermedades cardiovasculares, principal causa de muerte en el mundo

Padecimientos como el síndrome metabólico, diabetes mellitus y obesidad afectan la actividad eléctrica del corazón. Su relación y consecuencias son analizadas a través de modelos animales por estudiantes del Instituto de Fisiología y la Facultad de Medicina de la BUAP, liderados por el doctor Julián Torres Jácome.

          Estos modelos animales se asemejan al ser humano al presentar las mismas alteraciones metabólicas, luego de ser inducidos con una dieta alta en  azúcares y carbohidratos, con lo cual presentan incremento de peso y de circunferencia abdominal, daños a ciertos órganos, alteraciones de sueño y síntomas de depresión.

          Daniela Bernabé Sánchez y Marissa Limón Cantú, estudiantes de la Maestría en Ciencias Fisiológicas, indagan en las alteraciones eléctricas del ventrículo y aurícula del corazón, en modelos animales con síndrome metabólico y con una dieta alta en azúcares. Mientras que José Alonso Romero, de la Maestría en Ciencias Médicas de la Facultad de Medicina, estudia un modelo genéticamente modificado con diabetes mellitus tipo 2.

El síndrome metabólico causa arritmias auriculares

Por los cambios en el estilo de vida y de alimentación, basada en ingesta de comida rápida y muchos carbohidratos, el síndrome metabólico es un padecimiento en aumento.

         La Federación Internacional de Diabetes estima que un cuarto de la población mundial tiene este desorden, aunque la prevalencia va desde menos del 10 por ciento hasta 84 por ciento. Este padecimiento aumenta el riesgo de sufrir diabetes mellitus tipo 2 y enfermedad cardiovascular, principalmente arritmias auriculares.

         Antes se creía que estas arritmias supraventriculares o auriculares eran benignas y el ser humano podía vivir tranquilamente con ellas. Estudios recientes demuestran lo contrario: aumentan el riesgo por muerte súbita, porque el corazón se contrae de forma irregular y no llega oxígeno a los tejidos.

          En el Laboratorio de Fisiopatología Cardiovascular, del Instituto de Fisiología de la BUAP, Marissa Limón Cantú analiza los cambios en la actividad eléctrica de las aurículas del corazón, cavidad poco estudiada y sin una descripción amplia, ya que los datos existentes no son suficientes para determinar el origen de las arritmias.

          En su investigación -en fase inicial-, la estudiante de la Maestría en Fisiología detalla que en los electrocardiogramas realizados a personas se encontraron alteraciones de la parte auricular: ampliaciones de variabilidad de una onda llamada P y del intervalo de esta señal hasta el inicio de la onda Q.

          Estas modificaciones también se buscan en los electrocardiogramas y tejidos de los modelos animales. “En la rata con síndrome metabólico esperamos ver que se alteren igualmente estos potenciales de acción -registro de la actividad eléctrica de una célula estable.”

La obesidad provoca más arritmias

José Alonso Romero, estudiante de la Maestría en Ciencias Médicas de la Facultad de Medicina, trabaja con un modelo genéticamente modificado con diabetes mellitus tipo 2 (rata Zucker), con tres meses de vida (edad de 17 años en humanos) y alimentado con altos contenidos de grasa.

          “En este modelo se observó la presencia de extrasístoles ventriculares (latido adicional desencadenado por una activación eléctrica anómala que se origina en los ventrículos antes de lo que se produciría un latido cardiaco normal) y una arritmia llamada torsade de pointes (taquicardia ventricular que deriva en muerte súbita)”, expuso.

          Por lo tanto, con su investigación evidencia que la obesidad genera más cambios en el ritmo cardiaco de tipo ventricular e incluso arritmias mortales, en comparación con la diabetes.

Estudio del ventrículo

La labor de Daniela Bernabé Sánchez, alumna del Instituto de Fisiología, se centra en el estudio del ventrículo, la cavidad inferior del corazón, con énfasis en los músculos papilares. En trabajos previos, relata que se midió la actividad eléctrica de esta área, mediante los potenciales de acción. Ahí, se observó una diferencia entre las ratas control y aquellas con síndrome metabólico, específicamente en una zona de potencial de acción conocida como repolarización.

          Cada zona del corazón está influenciada por la actividad y presencia de distintos iones. En el electrocardiograma, la alumna notó un alargamiento de seis milisegundos en el intervalo QT, el cual indica la actividad de los ventrículos. “A partir de ahí se podría suponer que habrá alteraciones en los potenciales de acción y, por ende, una disminución o aumento en las corrientes repolarizantes de potasio”, precisa.

Metodología

La metodología es la misma para los tres trabajos en cuestión. El modelo animal emula el desarrollo de un niño hacia la edad adulta. Las ratas de estudio llegan al bioterio a los dos meses de edad, con un peso entre 250 a 280 gramos. El lote se divide en dos grupos: de control y de inducción al síndrome metabólico.

          El proceso de inducción, explicó Daniela Bernabé, consiste en agregar 20 por ciento de azúcar al agua que toman. Este líquido se compara con ingerir refresco todos los días. La comida es igual para ambos grupos. Sin embargo, “con el paso del tiempo observamos que los ejemplares prefieren agua azucarada, en lugar de la comida. Dejan de comer, pero siguen engordando”.

          A partir de la inducción, este grupo se subdivide en animales con dos meses de ingesta de agua azucarada y uno más, con seis meses del mismo tratamiento. Pasado el primer periodo (dos meses de inducción), se les registra un electrocardiograma in vivo para ver la presencia de arritmias y alargamiento entre los intervalos.

          Posteriormente, se les toman parámetros morfométricos y metabólicos, como longitud, cintura, concentración de glucosa, niveles de colesterol y triglicéridos, muestra de plasma y circunferencia abdominal.

          Por otra parte, en el modelo de seis meses con síndrome metabólico existen ejemplares sin aumento de peso y otras con obesidad considerable. No obstante, estas últimas presentan menos alteraciones a nivel eléctrico, comparadas con las primeras. “Aunque no engorden, sí hay alteraciones causadas por la alta ingesta de azúcares”, puntualizó Bernabé Sánchez.

          De esta manera, con el estudio de diferentes grupos de modelos animales en la BUAP se genera conocimiento de las enfermedades cardiovasculares, la principal causa de defunción en todo el mundo.

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•    De 2015 a la fecha las publicaciones en revistas indizadas registran un crecimiento significativo.

Con la publicación 10 mil en SCOPUS, la mayor base de datos de resúmenes y citas de artículos revisados por pares, la BUAP confirma su liderazgo y quehacer científico a partir del trabajo de investigadores y grupos académicos consolidados enfocados a la generación y aplicación del conocimiento.

         Así también, su posicionamiento en los primeros tres lugares entre las universidades públicas del país y entre las llamadas macrouniversidades.     

         La reciente publicación de la BUAP, que dicha base de datos registró como la número 10 mil, muestra el impulso institucional de los últimos años a la producción científica, periodo que registra la mayor cantidad de publicaciones en revistas indizadas. 

         Así, mientras que del año 2002 a 2010 el conjunto de los investigadores de la Máxima Casa de Estudios en Puebla publicó de 202 a 423 artículos por año, a partir de 2015 se registró un crecimiento significativo: 647 publicaciones en ese año en revistas internacionales reconocidas por el sistema SCOPUS; 752 en 2016; 838 en 2017; 886 en 2018; y 336 en lo que va del 2019.

        De este modo, la BUAP se posiciona como referente en investigación a nivel nacional e internacional, y confirma que la ciencia y sus resultados, publicados en revistas arbitradas, es una prioridad y una política institucional.

        En orden de producción de artículos registrados en SCOPUS, el mejor referente en publicaciones científicas a nivel internacional, editada por Elsevier, líder en este campo, el área de Física y Astronomía –esta última específicamente Física de Altas Energías- se ubica en el primer lugar, seguida de Ciencia de Materiales, Ingeniería, Química, Ciencias de la Computación y Matemáticas, entre otras.

          Las revistas donde han publicado más los investigadores de la BUAP son Journal of High Energy Physics, Physics Letters Section B, Proceeding of SPIE The International Society for Optical Engineering, Physical Review Letters, Physical Review D y European Physical Journal C, entre otras.

             La BUAP es una institución comprometida con la investigación y alcanzar la publicación 10 mil en el sistema de base SCOPUS, uno de los indicadores de calidad más importantes y líder mundial en este campo, reconocido por la SEP como el mejor referente en publicaciones científicas a nivel internacional, da cuenta de este esfuerzo para visibilizar la producción científica.

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• Tras firmar un par de acuerdos aseguró la continuidad de los trabajos de los científicos de la Institución en el CERN

BUAP. 28 de marzo de 2017. En su visita oficial a la Organización Europea de Investigación Nuclear (CERN, por sus siglas en francés), en Ginebra, Suiza, el Rector Alfonso Esparza Ortiz afianzó la participación de investigadores de la BUAP en uno de los proyectos científicos más importantes del mundo: la construcción del Future Circular Collider (FCC), acelerador de partículas que sustituirá al Gran Colisionador de Hadrones (LHC), al dar continuidad a la colaboración existente entre la comunidad científica de la Universidad y este centro de investigación, el más importante a nivel mundial en el área de física de partículas.

A través de la firma de un Acuerdo de Entendimiento, Esparza Ortiz aseguró la presencia de científicos adscritos a la institución en el diseño y construcción del acelerador del futuro –el FCC-, que será siete veces más potente que el actual, el LHC, pues contará con 100 kilómetros de perímetro, en contraste con éste que tiene 27.

El FCC desarrollará opciones para potenciales colisionadores de frontera circular de alta energía en el CERN, el cual abrirá nuevos horizontes en el campo de la física fundamental. Entre otras indagaciones, se planea estudiar la materia oscura, realizar mediciones precisas del bosón de Higgs o “partícula de Dios” –cuyo descubrimiento dio fama al LHC- y explorar las teorías más allá del modelo estándar. Se prevé que un diseño conceptual del FCC sea entregado antes de finales de 2018 y esté en funcionamiento en 2028, a tiempo para la próxima actualización de la Estrategia Europea para la Física de Partículas.

En la visita oficial que realizó el Rector de la BUAP, en la que coincidió con el director del Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (Conacyt), Enrique Cabrero Mendoza, signó asimismo otro Acuerdo de Entendimiento con relación a los mecanismos de colaboración de los investigadores de la BUAP que participan en la construcción del detector ALICE del CERN, específicamente en la actualización del sistema de lectura y disparo. Este documento es de gran importancia ya que establece el acuerdo general para continuar colaborando en dicho experimento con las instituciones involucradas.

El sistema de disparo permite seleccionar eventos físicos que tienen un significado científico de aquellos que no lo tienen. Es un sistema de estrategia de decisión, de aceptación de un evento importante. Los investigadores de la BUAP inciden en el diseño, construcción y pruebas de los sistemas electrónicos que van a permitir la lectura y decisión de eventos. Gracias a dicho acuerdo, este grupo de científicos mexicanos continuará su trabajo hasta 2023.

Durante su estancia en el CERN, el Rector Alfonso Esparza Ortiz también visitó los sitios de detección de los experimentos CMS y ALICE del LHC, en los que participan investigadores de la BUAP, dirigidos por Isabel Pedraza Morales y Arturo Fernández Téllez, respectivamente, ambos de la Facultad de Ciencias Físico Matemáticas.

El grupo de la BUAP, junto con investigadores de otras instituciones como la UNAM, conforman la delegación mexicana que colabora en el LHC del CERN, el proyecto internacional más importante hoy en día, en el que participan alrededor de 3 mil científicos e ingenieros de 38 países.

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