UNIVERSIDAD AUTóNOMA METROPOLITANA
I Z T A P A L A P A
D I V I S I ~ N : C I E N C I A S B I O L O G I C A S y D E
L A
S A L U D
LICENCIATURA:
B I O L O G Í A
E X P E R I M E N T A L
TÍTULO
DE LA INVESTIGACIóN
Efecto hipoglucémico de
los
polisacáridos aislados de
Opuntia
streptacantha Lent
y
Opuntia ficus-indica Mill.
PRESENTA:
V A L D E S A R Z A T E A R G E L I A
MATRICULA:
9 5 3
3
6
6
1
3
ASESOR:
La diabetes mellitus (DM) es un grupo de enfermedades metabólicas
caracterizado por hiperglucemia provocada por defectos en la insulina, en su
secreción, en su acción o en ambas. La DM es un problema de salud pública muy
importante, debido a que la prevalencia e incidencia aumenta cada año. Algunos
investigadores consideran que ciertas características de etnicidad pudieran estar
ligadas a un incremento de riesgo de padecer DM tipo 2 en nuestro país. El costo
socioeconómico que se deriva del incremento en el número de pacientes con DM
en México es alto y creciente; el número de personas hospitalizadas con DM es de
alrededor de 30 O00 por año y la prevalencia estimada en personas adultas
pudiera estar cerca del 10%. Por otro lado, la producción científica mexicana en lo
referente a DM es relativamente escasa (Islas y Lifshitz, 1999).
La DM está determinada genéticamente. El sujeto que la padece tiene
alteraciones del metabolismo de carbohidratos, grasas y proteínas, junto con una
relativa o absoluta deficiencia en la secreción de insulina, así como con grados
variables de resistencia a ésta. La DM, al alcanzar su pleno desarrollo, se
caracteriza por hiperglucemia en ayunas y puede desarrollar complicaciones
microangiopáticas, en especial renales y oculares, así como macroangiopatía con
afección de arterias coronarias, enfermedad vascular periférica y nefropatía. Así,
la DM no es una simple elevación de la glucosa en sangre, sino un trastorno muy
heterogéneo que implica varias anormalidades. Existen diferencias congénitas,
ambientales e inmunológicas entre grupos de pacientes con DM tipo 2, en cuanto
La DM se clasifica en dos tipos: Tipo 1 (diabetes mellitus dependiente de
insulina) y Tipo 2 (diabetes mellitus no dependiente de insulina). La DM tipo 2
representa a casi 90% de todos los diabéticos del mundo occidental y en el caso
de la DM tipo 1 , representa solo el 10% de los casos. Los factores genéticos son
muy importantes y se relacionan con marcadores de destrucción inmunitaria de las
células beta, incluyendo anticuerpos antiinsulina, autoanticuerpos contra insulina y
autoanticuerpos contra la descarboxilasa del ácido glutámico. La DM tipo 2 es la
de mayor interés en México debido a su alta prevalencia. La mayoría de los
pacientes son obesos, lo cual contribuye a cierto grado de resistencia a la insulina.
A menudo la DM tipo 2 pasa desapercibida durante mucho tiempo (meses o años)
antes de que la hiperglucemia se haga evidente. El riesgo de desarrollar DM tipo 2
se incrementa con la edad, obesidad y pérdida de actividad física (Islas y Lifshitz,
1 999).
Las manifestaciones de la DM tipo 2 varían de un paciente a otro. Con mayor
frecuencia acude al médico por síntomas relacionados con la hiperglucemia
(poliuria, polidipsia, polifagia), pero la primera manifestación puede ser una
descompensación metabólica aguda que ocasione coma diabético (Harrison,
1991). Hay una gran variedad de alteraciones bioquímicas, pero los defectos
fundamentales que originan la mayor parte de las anomalías son: 1 ) reducción en
la entrada de glucosa en varios tejidos periféricos y 2) aumento en la liberación
hepática de glucosa hacia la circulación, por lo que hay un exceso de glucosa
extracelular mientras que hay deficiencia de glucosa intracelular en muchas
También hay un descenso de aminoácidos hacia el músculo y un incremento en la
lipólisis (Ganong, 1998). Las alteraciones metabólicas se deben a una deficiencia
relativa o absoluta de insulina, y un exceso relativo o absoluto de glucagón. Lo que
conduce a descomposición metabólica y a una elevación en la proporción molar
de glucagónlinsulina. Estos cambios ocurren por disminución de insulina o
elevación de glucosa, juntos o por separado. En la DM tipo 2 la insulina plasmática
está normal o elevada en términos absolutos. Aunque más baja que lo que podría
predecirse según la glucosa plasmática, esto es, hay deficiencia relativa de
insulina (Harrison, 1991).
Se han establecido criterios para el diagnóstico de DM: síntomas de diabetes y
una elevación de glucosa plasmática >200 mg/dl a las 2 horas después de una
carga oral de glucosa. Los síntomas clásicos son: poliuria, polidipsia y pérdida de
peso inexplicable por otras causas (Islas y Lifshitz, 1999). Los pacientes con DM
deben de seguir un tratamiento: una dieta adecuada y administración de
hipoglucemiantes orales (derivados de sulfunilureas, biguanidas, entre otros) y10
insulina.
Los hipoglucemiantes orales disminuyen los valores plasmáticos de glucosa
únicamente en pacientes que tienen algunas células beta remanentes y son
inefectivos después de una pancreatectomía o en diabetes tipo 1 (Ganong, 1998).
La administración de insulina es necesaria en pacientes con DM tipo 1 y en
algunos con DM tipo 2. Es fácil controlar los síntomas con insulina, pero es difícil
mantener una glucemia normal por 24 horas, aún empleando inyecciones
de insulina ha permitido un aumento en la sobrevivencia de los pacientes
diabéticos, sin embargo la administración constante de insulina por vía parenteral,
llega a producir en los pacientes reacciones imprevistas (Alarcón y col., 1993).
Existen también algunas alternativas para el control de la DM. Una de ellas
consiste en la utilización empírica de plantas medicinales, ya que la mayoría de la
población recurre a la medicina tradicional para el tratamiento de sus
enfermedades. Más de 400 plantas diferentes de todo el mundo tienen efecto
hipoglucémico y las evidencias de su acción han sido demostradas en modelos
animales (Ernst, 1997). Se ha reportado el efecto hipoglucémico de 60 plantas
antidiabéticas usadas en México y una de las más usadas y más estudiadas
experimental y clínicamente ha sido el nopal (O. strepfacantha, aunque se han estudiado otras especies). El efecto reportado ha sido una reducción de la
A N T E C E D E N T E S
La prevalencia e incidencia de DM en los mexicanos tiende a aumentar. Este
padecimiento se caracteriza también por poliuria, polidipsia, pérdida de peso a
pesar de la polifagia (aumento del apetito), hiperglucemia, glucosuria, cetosis,
acidosis y coma cetoacidótico o diabético. Hay una gran variedad de anomalías
bioquímicas, pero, las más importantes son: 1 ) reducción de la entrada de glucosa
en varios tejidos periféricos y 2) aumento de liberación hepática de glucosa hacia
la circulación. Así, existe un exceso extracelular de glucosa mientras que hay
deficiencia de glucosa intracelular en muchas células (Ganong, 1998). Desde el
punto de vista clínico se reconocen dos tipos principales de DM: tipo 1 y tipo 2. Se
ha calculado que del 80 al 90% de los casos diagnosticados de DM por año
corresponden al tipo 2 (Islas y Lifshitz, 1999). El descubrimiento de la insulina y
drogas antidiabéticas sintéticas han sido un gran avance para el tratamiento de la
DM. Sin embargo, en países del tercer mundo se utilizan también plantas
medicinales como un tratamiento alternativo (Ernst, 1997). Esto se debe a la falta
de recursos económicos en la mayoría de la población de los países en desarrollo,
los cuales recurren a la medicina tradicional para el tratamiento de varias
enfermedades, incluyendo la DM. En la actualidad, en nuestro país se han iniciado
estudios experimentales y clínicos para validar científicamente las propiedades
El uso medicinal de varias especies de nopal se remonta a las culturas
prehispánicas. Estudios etnobotánicos en las poblaciones rurales de México han
revelado el uso extensivo del nopal como tratamiento para el control de la DM
(Pimienta-Barrios, 1993). Sus propiedades medicinales se han estudiado en
diversas investigaciones con modelos animales. Se ha reportado el efecto
hipoglucémico en conejos con valores normales de glucemia, así como en
animales con hiperglucemia inducida mediante diversos procedimientos (Ibañez y
Meckes, 1983).
Frati-Munari y colaboradores han reportado varias investigaciones de
farmacología a nivel clínico, con la finalidad de esclarecer la acción
hipoglucemiante de una especie de nopal no identificada (Opuntia sp). Frati- Munari y colaboradores observaron que el efecto hipoglucémico de Opuntia sp.
sólo aparece en individuos con DM tipo 2 (pero no en individuos sanos). En otro
estudio, Frati-Munari y colaboradores (1 983a) encontraron que la administración
oral de 100 g de tallos asados de Opuntia sp, antes de cada alimento por un tiempo prolongado, disminuye los niveles de glucosa sanguínea en pacientes
obesos y diabéticos, mejorando los niveles séricos de lípidos y una disminucion de
su peso corporal, sin embargo, dicho efecto no fue detectado en pacientes sanos.
Esto fue corroborado por Frati-Munari y colaboradores en 1991: efecto
hipoglucémico en individuos diabéticos, pero no en individuos sanos, a los cuales
Frati-Munari y colaboradores (1 983b) también observaron una disminución de
la glucemia en individuos sanos con hiperglucemia temporal, al administrar 100 g
de tallos de nopal (Opuntia sp); dicho efecto se atribuyó a la enzima glucosa 6-
fosfato isomerasa, aunque también se atribuyó al alto contenido de fibra, ya que
contiene celulosa y quizás pectina o un mucílago en la savia viscosa (Frati y col.,
198313). En 1987 Frati-Munari y colaboradores reportaron cómo la ingestión de
Opuntia sp. causo disminución en la respuesta de la glucosa y de insulina a la dextrosa, en pruebas de tolerancia a la glucosa por vía bucal en humanos. Los
resultados de este estudio sugirieron que la ingestión del nopal producía una
disminución en la elevación máxima de glucosa en una prueba de tolerancia oral
al glúcido; estos investigadores supusieron que probablemente no tenga un efecto
hipoglucémico directo, sin embargo, no se debe de excluir que las diferentes
especies de nopal contengan una sustancia con acción hipoglucemiante
verdadera (Frati-Munari y col., 1987). Frati-Munari y colaboradores (1 990)
reportaron un estudio en individuos sanos con hiperglucemia temporal, a los
cuales se les administró 500 g de nopal (O. sfrepfacanfha). Con este estudio demostraron que el efecto hipoglucémico del nopal sucede también en individuos
sanos con hiperglucemia temporal provocada por infusión intravenosa de glucosa
En otra investigación realizada por Frati-Munari y colaboradores (1989a),
determinaron que una dosis de 500 g de tallos asados de O. sfrepfacanfha está en relación con el efecto hipoglucémico agudo en individuos con DM tipo 2. Por
lo
tanto, sugieren que la administración de dosis mucho mayores lograría una
disminución de la glucemia mucho más importante (Frati-Munari y col., 1989a).
Por otra parte, Frati-Munari y col. (1989b) reportaron una investigación con la
finalidad de conocer la duración del efecto hipoglucémico del nopal en pacientes
con DM tipo 2, a
los
cuales se les administró 500 g de tallos asados de O.sfrepfacanfha. Se midió la glucemia cada 60 minutos durante 6 horas.
Concluyeron que la acción hipoglucemiante tiene una duración corta de tiempo,
sugiriendo que el mecanismo de acción podría deberse a ciertos cambios
hormonales que regulan la glucemia (Frati-Munari y col., 1989b). En otra
investigación Frati-Munari y col. (1989c), estudiaron la acción hipoglucemiante de
extractos crudos de O. sfrepfacanfha en 8 pacientes con DM tipo 2. En cada uno se realizaron 5 pruebas con la ingestión de: (a) sobrenadante, (b) precipitado, (c)
hornogenizado completo de 500 g de tallos crudos de nopal, (d) 400 ml de agua y
(e) 500 g de tallos asados de nopal. Observaron que
los
extractos crudos nocausaron una disminución significativa de la glucemia. En cambio, se comprobó
que la ingestión de los tallos asados de la planta produjo disminución significativa
de la glucemia e infirieron que posiblemente el previo calentamiento del tallo de
nopal es requerido para el efecto hipoglucémico. Un dato importante es que no se
administró dextrosa y por
lo
tanto el efecto hipoglucémico no parece deberse a lasCon el objeto de determinar si un extracto deshidratado de tallos de nopal (O.
ficus-indica) conservaba las propiedades del tallo de nopal entero sobre la glucemia, Frat¡-Munari y col. (19894) realizaron dos experimentos, uno con
pacientes con DM tipo 2 y otro con pacientes sanos con hiperglucemia temporal, a
los cuales se les administraron 30 cápsulas del extracto (seis cápsulas equivalían
a los sólidos de 75 g de tallos tiernos de nopal) por vía oral. Observaron que no
hubó un efecto hipoglucémico en los pacientes diabéticos; sin embargo, el extracto
deshidratado fue capaz de disminuir la hiperglucemia post-ingestión de dextrosa.
Se sugirió que la utilidad de este extracto en la diabetes mellitus probablemente se
debía de limitar a un efecto de atenuación de la hiperglucemia postpandrial (Frati-
Munari y col., 19894).
Frati-Munari y col. (1 992) reportaron un estudio para determinar si las cápsulas
comerciales de nopal (O. ficus-indica) eran útiles en el control de la diabetes mellitus. Cada cápsula, contenía según el fabricante, 335 mg de tallos secos y
pulverizados de O. ficus-indica. Demostraron que la administración diaria de 30 cápsulas de nopal tiene un ligero efecto benéfico en la glucosa y el colesterol, por
lo tanto, puede contribuir al control de DM tipo 2 y puede modificar favorablemente
las concentraciones séricas de los lípidos, probablemente por su contenido de
En un intento por encontrar la sustancia hipoglucemiante del nopal, lbañez y
Meckes (1 983d) obtuvieron un producto semipurificado de Opuntia strepfacantha. A la fracción semipurificada de jugo de O. strepfacantha se le realizó un análisis cualitativo mediante antrona, el cuál reveló la presencia de carbohidratos. Con
dicha fracción semipurificada se trató de elucidar cuál era el principio activo que
producía el efecto hipoglucémico en conejos; estos se mantuvieron bajo
condiciones controladas de medio ambiente y alimentación, fueron previamente
aloxanizados para producirles diabetes experimental, se les administró por vía
subcutánea dextrosa y a continuación por vía bucogástrica se les administró el
jugo de O. streptacantha fresco. A la siguiente semana, en los mismos animales y bajo las mismas condiciones, se les administró una fracción semifurificada de O.
strepfacantha y en una tercera etapa, se les administró una dosis mayor de la fracción semipurificada. Los valores de glucosa y triglicéridos en plasma se
registraron cada 60 minutos. Observaron efecto hipoglucémico al administrar jugo
de nopal (fresco o semipurificado) y concluyeron que la fracción semipurificada
Fernández y colaboradores (1990) realizaron un estudio para evaluar el efecto
de una pectina aislada de Opuntia sp en el metabolismo de colesterol y
lipoproteínas en cerdos de guinea; se escogió este modelo experimental porque
humanos y cerdos de guinea tienen semejanzas en los altos niveles de LDL y
lipoproteínas de alta densidad (HDL). Se observó que la administración de la
pectina aislada produce una disminución del 26% en el plasma de niveles de
colesterol, LDL y HDL (Fernández y col., 1990). En otro estudio, Fernández y
colaboradores en 1994 reportaron un estudio acerca de cómo la administración de
nopal (opuntia sp) disminuye la concentración de lípidos de baja densidad en el plasma en cerdos de guinea. Se propuso un posible mecanismo: el nopal habilita
la unión de ácidos biliares y así reduce la concentración de colesterol hepático.
Otro mecanismo podría ser que el nopal tiene efecto hipocolesterolémico ya que
produce ácidos grasos de cadena corta resultado de la fermentación de la fibra en
el colon (Fernández y col., 1994). Por otro lado, tambien se ha reportado el
aislamiento de los polisacáridos presentes en Opuntia ficus-indica Mi// y Opuntia
sfrepfacantha Lem. (Zempoaltecatl, 1999). El género Opuntia presenta gran cantidad de mucílago, estos componentes están contenidos dentro de las grandes
células vesiculares de los parénquimas; son sustancias análogas a las gomas, las
cuales en contacto con el agua forman dispersiones viscosas y esto les confiere
una propiedad de suma importancia en el mecanismo de retención de agua en las
cactáceas, para su sobrevivencia. Esta constituido de hasta 30 O00 unidades de
monosacáridos, por lo que son polímeros complejos muy grandes. Generalmente
son heteropolisacáridos con un contenido variable de ácid0 urónico. El mucílago
con unidades de arabinosa, galactosa, ácido galactourónico, ramnosa y xilosa.
Zempoaltecatl aisló los polisacáridos crudos de O. ficus-indica y O. streptacantha, por medio de un método descrito por Mc Garvie y Parrolis. El material vegetal de
ambas especies (2.0 kg de pencas cortadas y molidas cada una), se filtró a través
de una malla de 0.010 mm de diámetro. Después de este proceso, se obtuvo un
sobrenadante líquido de color verde-amarillo, el cuál precipito con acetona (1 :2),
éste se dejó secar a temperatura ambiente, y como precipitados se obtuvieron
unos polvos de color blanco (crema) de textura fina (ambos polisacáridos)
(Zempoaltecatl, 1999).
Para determinar la presencia de los monosacáridos, se utilizó un método
colorimétrico con fenol-ácido sulfúrico bajo diferentes concentraciones; los
polisacáridos aislados fueron positivos al compararse con estándares de
monosacáridos, estos fueron: glucosa, xilosa, ramnosa, arabinosa y galactosa. A
los polisacáridos aislados se les realizó un análisis estructural, por medio de un
estudio espectroscópico el cuál reveló que las bandas más anchas indicaban la
presencia de protones sustituidos en cationes unidos a un OH característico de
azúcares. Por medio del análisis espectroscópico se observó que el polisacárido
de O. streptacantha posee una composición química diferente a O. ficus-indica,
con lo cual es posible también diferenciar las diferentes especies de Opuntia con base en el análisis de sus polimeros. Zempoaltecatl encontró que el polímero de
En todos los estudios que se han realizado con las diferentes especies de
Opuntia, resaltan varios puntos importantes:
1. AI administrar tallos de nopal (Opuntia sp, O. ficus-indica y O. streptacantha) por vía oral no existe efecto hipoglucémico en individuos sanos.
2. AI administrar tallos asados de nopal (Opuntia sp. y O. sfrepfacantha Existe un efecto hipoglucémico en pacientes con DM tipo 2. Sin embargo,
los
extractoscrudos de diferentes especies de Opuntia, no conservan el efecto hipoglucémico en pacientes con DM tipo 2.
3. La administración de un producto semipurificado de O. strepfacantha por vía oral en animales con diabetes experimental, conserva integramente el principio
activo.
4. Un extracto deshidratado de O. ficus-indica, al ser administrado a pacientes con DM tipo 2, no produce efecto hipoglucémico, pero, en pacientes sanos con
hiperglucemia temporal se observó un efecto hipoglucémico. Este efecto fue
atribuido al alto contenido de fibra de O. ficus-indica.
5. Sin embargo, aunque se han obtenido resultados similares, con las diferentes
especies de Opuntia, no se debe generalizar el efecto hipoglucémico para todas las especies de nopal. Esto se debe a que la composición química es
A pesar de todos
los
estudios farmacológicos realizados con las diferentesespecies de nopal, no se ha detectado el principio hipoglucemiante. Por está razón
con
los
polisacáridos aislados de O. ficus-indica y O. sfrepfacanfha se tratará de determinar si sonlos
responsables del efecto hipoglucémico atribuido a estasespecies.
En México, el número de personas diabéticas aumenta cada año y la
prevalencia estimada de la enfermedad en personas adultas pudiera estar cerca
del 10%. Además, en nuestro país la mayoría de la población no cuenta con
suficientes recursos, por
lo
tanto, la investigación científica debe estar dirigida abuscar nuevas alternativas en el tratamiento de la diabetes mellitus. El nopal ha
sido usado como una planta medicinal antidiabética, sin embargo, aunque ya se
han realizado algunos intentos, aún no se ha logrado aislar la sustancia
responsable de la actividad hipoglucemiante detectada previamente, tanto a nivel
experimental como a nivel clínico. En 1999 se aislaron dos polisacáridos de
Opuntia ficus-indica y Opuntia sfrepfacanfha, sin embargo no se ha determinado si ellos son
los
posibles responsables del efecto hipoglucémico. La presenteinvestigación está dirigida al estudio de la acción hipoglucemiante de
los
O B J E T I V O G E N E R A L
Evaluar el efecto hipoglucémico de los polisacáridos aislados de Opuntia ficus-
indica y Opuntia streptacantha en diferentes modelos experimentales.
O B J E T I V O S P A R T I C U L A R E S
J Estudiar la actividad hipoglucemiante de los polisacáridos aislados de O. ficus-
indica y O. streptacantha en ratones sanos.
J Estudiar la actividad hipoglucemiante de los polisacáridos aislados de O. ficus-
indica y O. streptacanfha en ratones con hiperglucemia temporal inducida por la administración de glucosa.
Estudiar la actividad hipoglucemiante de los polisacáridos aislados de O. ficus-
M É T O D O
ANIMALES
Se utilizaron ratones machos de la cepa CDI , maduros sexualmente, con un
peso corporal promedio de 25 a
30
gramos,los
cuales fueron proporcionados porel bioterio de la Universidad Autónoma Metroplitana, Unidad Iztapalapa; mismos
que se mantuvieron en condiciones ambientales controladas de temperatura
(24°C) y luz (1 2 h: 12 h ciclos luz-oscuridad). Antes de cada estudio se dejó a los
animales en un ayuno de 18 horas y se les proporcionó agua ad-libiturn. Los
estudios fueron realizados de la forma siguiente:
ESTUDIO 1. RATONES SANOS.
+
Se seleccionaron ratones sanos con las características antes mencionadas.+
Se tomó una muestra sanguínea por medio de un corte transversal en la puntade la cola; una gota de sangre se depositó en un aparato Accutrend Sensor de
laboratorios Roche, con la finalidad de determinar la glucosa en la sangre.
+
Se formaron tres grupos de animales a los cuales se les administrólo
siguiente:
GRUPO I S (CONTROL). Se les administró Solución Salina Isotónica (SSI) por
GRUPO 2s. Se les administró por vía intraperitoneal polisacáridos de Opuntia
ficus-indica a razón de 500 mI/kg de peso corporal disueltos en 6.5 ml/kg de SSI.
GRUPO
3s.
Se les administró por vía intraperitoneal polisacáridos de Opuntiastreptacantha a razón de 500 mI/kg de peso corporal con 6.5 mI/kg de SSI.
+
Se determinó la glucemia a cada grupo, a los 120 y 240 minutos, de la mismamanera antes mencionada. Se realizó un análisis estadístico con los datos
obtenidos (media, desviación estándar y t de Student).
ESTUDIO 2. RATONES CON HIPERGLUCEMIA TEMPORAL
+
Se seleccionaron ratones sanos con las características antes mencionadas.+
Se tomó una muestra sanguínea por medio de un corte transversal en la puntade la cola; una gota de sangre se depositó en un aparato Accutrend Sensor de
laboratorios Roche, con la finalidad de determinar la glucemia.
+
Se les administró una carga de glucosa al 50% a razón de 2 g/kg de pesocorporal por vía intragástrica, con ayuda de una cánula metálica.
+
Se formaron tres grupos de animales a los cuales se les administró losiguiente:
GRUPO 1H (CONTROL). Se les administró SS1 por vía intragástrica a razón de
GRUPO 2H. Se les administró por vía intragástrica (con ayuda de una cánula
metálica) polisacáridos de Opuntia ficus-indica a razón de 500 ml/kg de peso corporal disueltos en 6.5 mI/kg de SSI.
GRUPO 3H. Se les administró por vía intragástrica (con ayuda de una cánula
metálica) polisacáridos de Opuntia streptacantha a razón de 500 mI/kg de peso corporal disueltos en 6.5 ml/kg de SSI.
4 Se determinó la glucemia a los 30, 60, 90, 120, 150 y 180 minutos, de la misma
manera ya antes mencionada. Se realizó un análisis estadístico con los datos
obtenidos (media, desviación estándar y t de Student).
ESTUDIO 3. RATONES CON DIABETES EXPERIMENTAL.
4 Se seleccionaron ratones sanos con las características antes mencionadas.
4 Para inducir a la diabetes experimental se les administró por vía intraperitoneal
aloxana a razón de 450 mglkg de peso corporal (tres dosis de 150 mg/kg en
lapsos de 72 horas).
4 Después de 7 días de la última administración de aloxana, se tomó una
muestra sanguínea por medio de un corte transversal en la punta de la cola;
una gota de sangre se depositó en un aparato Accutrend Sensor de
laboratorios Roche, con la finalidad de determinar la glucosa en la sangre.
Fueron seleccionados
los
animales que presentaron una glucemia inicial entre+
Se formaron tres grupos de animales alos
cuales se les administró losiguiente:
GRUPO I D (CONTROL). Se les administró por vía intraperitoneal SS1 a razón de
6.5 ml/kg de peso corporal.
GRUPO 2D. Se les administró por vía intraperitoneal polisacáridos de Opuntia
ficus-indica a razón de 300 mg/kg de peso corporal con 6.5 ml/kg de SSI.
GRUPO 3D. Se les administró por vía intraperitoneal polisacáridos de Opunfia
sfrepfacantha a razón de 300 ml/kg de peso corporal con 6.5 mllkg de SSI.
+
Se determinó la glucemia a los 120 y 240 minutos, de la misma maneramencionada antes. Se realizó un análisis estadístico con los datos obtenidos
(media, desviación estándar y t de Student).
Con los datos obtenidos en cada estudio se realizó un análisis estadístico
haciendo una comparación entre cada grupo tratado contra el control, en cada
tiempo y así checar si hay diferencias significativas en cada grupo, por medio de la
R E S U L T A D O S
ESTUDIO 1. RATONES SANOS.
En la tabla
1 ,
se puede observar la glucemia basal (ayuno) y la glucemiadespués de la administración de los polisacáridos de 0.ficus-indica (polOF) y de O. sfrepfacanfha (polos) a razón de
300
mg/kg de peso corporal por vía intraperitoneal; se observa que no existe una diferencia significatica (P>0.05)entre el grupo control y los grupos a los cuales se les administró polos y polOF,
respectivamente, a los diferentes tiempos. También se observa que los niveles de
glucosa en la sangre en todos los grupos estudiados se mantuvieron constantes
entre
43.15-51.17
mg/dl durante el estudio.TABLA 1. Efecto sobre los niveles de glucosa sanguínea de los de polisacáridos de O. ficus-indica (polOF) y de O. sfrepfacanfha (polos) en ratones sanos
(300
mglkg por vía intraperitoneal).Glucemia en mg/dI (media kD.E.)
GRUPO AYUNO
120
min240
minCONTROL (n=26)
47.05 43.66 43.15
+I
polOF (n=16)
50.88
51.17 46.76*I
4.94
k20.36k50.48
polos (n=14) 47.73 47.60 50.33
*I 5.65 k21.60 k53.50
R A T O N E S S A N O S
a y u n o 1 2 0
t i e m p o ( m i n u t o s )
2 4 0
I-SSI -POIOF
-
t - - p o l o s1
fig. 1 Efecto de la administración por vía intraperitoneal de 300mg/kg de los polisacáridos de O. ficus-indica y O. Streptacantha en la glucosa sanguínea de ratones sanos (normoglucémicos).
En la figura 1 , se muestran estos resultados gráficamente. Los ratones sanos
que recibieron polOF y los que recibieron polos, no muestran efecto
hipoglucémico en
los
niveles de glucosa sanguínea en comparación con el grupocontrol (SSI). Además, el grupo al cual se le administró polos, presenta una
los
240
minutos, mostró un efecto hipoglucémico, sin embargo, la disminución nofue estadísticamente significativa (P>0.05).
ESTUDIO 2. RATONES CON HIPERGLUCEMIA TEMPORAL
En la tabla
2
se muestran los niveles de glucosa sanguínea después de unacarga de glucosa al 50%. Se observa una diferencia significativa a los
60
minutos,entre el grupo control
(137.45 k46.75)
y el grupo al cual se le administró polOF(1 10.63 k39.88).
Alos
150
minutos también existe un efecto hipoglucémico que essignificativo con respecto al grupo control (P<0.05). Sin embargo, a los
90,120
y180
minutos no hay diferencias significativas entre ambos grupos (P>0.05).TABLA 2. Efecto antihiperglucémico del polisacárido de O. ficus-indica (polOF) administrado por vía intragástrica (500 mg/kg) a ratones con hiperglucemia temporal.
Glucemia mg/dl (media +D.E.)
__I______xI___x__IxI__u_u_III_"
GRUPO Ayuno
30
min60
min90
min120
min150
min180
min. . .
CONTROL 49.20 168.62 137.45 104.57 95.02 84.12 71.25 n=l9 k13.59 k63.66 546.75 k46.70 k39.18 k31 .O6 k31.62
polOF 44.66 137.33 1 1 0.63* 89.96 73.63 65.70* 59.36
n=14 k14.64 k46.66 k39.88 Q7.95 Q2.04 k30.29 k36.93
En la figura 2, se muestran los resultados gráficamente. Se observan
los
valores de glucemia de ratones sanos con hiperglucemia temporal, a
los
cuales seles administró polOF a razón de 500 mg/kg. Se observa que el pico
hiperglucémico de ambos grupos es a los 30 minutos, después de este tiempo la
glucemia sanguínea desciende paulatinamente hasta los 180 minutos en ambos
grupos. Como se puede ver, la curva correspondiente a la administración de
polOF se encuentra claramente por debajo de curva control. Sin embargo, sólo los
descensos de
los
minutos 60 y 150 fueron estadísticamente significativos(P-=0.05).
RATONES CON HIPERGLUCEMIA TEMPORAL
ayuno
30
60 90120
150
180tiempos (minutos)
En la tabla 3 se observan los niveles de glucosa sanguínea (mgldl), después de
una carga de glucosa al 50%, y de la administración de los polos (500 mg/kg por
vía intragástrica). A pesar de que los niveles glucémicos del grupo tratado con
polos se encuentran por debajo del estudio control, las diferencias no fueron
estadísticamente significativas (P>0.05).
TABLA 3. Efecto antihiperglucémico del polisacárido de O. strepfacantha (polos) administrado por vía intragástrica (500 mg/kg) a ratones con hiperglucemia temporal.
Glucemia sanguínea mg/dl (media *DE)
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ u w _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ I _ _ _ _ _
... "..
..,,.,,
"y ".-,GRUPO Ayuno 30 min 60 min 90 min 120 min 150 min 180 min
_x___.___ ___II_ ____."___ ""~ 1_1____ ____.___l__l_
CONTROL 47.85 168.57 136.1 5 102.72 90.45 78.70 65.57 n=l9 k13.33 336.83 k49.85 k48.04 k42.97 k34.47 k34.68
polos 66.00 68.55 72.44 43.70 94.52 122.44 139.52 n=l6 k13.76 k48.17 f31.62 520.68 524.96 k35.17 Q8.62
En la figura 3 se muestran gráficamente los valores glucémicos de los ratones
con hiperglucemia temporal, a
los
cuales se les administró 500 mg/kg de polos.Se observa que el pico hiperglucémico de ambos grupos es a los 30 minutos,
después de este tiempo la glucemia sanguínea desciende paulatinamente hasta
los 180 minutos. También se observa que los ratones con hiperglucemia temporal
de ambos grupos presentan una glucemia similar durante todo el estudio. Por lo
tanto no existe diferencia estadísticamente significativa entre ambos grupos
RATONES CON HIPERGLUCEMIA
TEMPORAL
ayuno
30
60 90120
150
180
tiempo (minutos)
I
- --.-
- -
SS1"1
fig. 3 Efecto de la administración de 500 mg/kg por vía intragástrica del polisacarido de O. streptacantha (polos), en ratones con hiperglucemia temporal.
ESTUDIO 3. RATONES CON DIABETES EXPERIMENTAL
En la tabla 4 se observan los resultados en los tres grupos de ratones
diabéticos: un grupo control, un grupo al cual se le administró una dosis de 300
mg/kg del polisacárido de O. ficus-indica (polOF) y otro grupo al cual se le administró una dosis de 300 mg/kg del polisacárido de O. streptacantha (polos) por vía intraperitoneal. Se observa que existe diferencia significativa entre el grupo
control y el grupo tratado con polos a
los
120 y 180 minutos, respectivamente(P<0.05). Mientras, que el grupo tratado con polOF no presenta diferencia
TABLA 4. Efecto sobre los niveles de glucosa sanguínea de
los
polisacáridos deO. ficus-indica (polOF) y O. strepfacantha (polos) en ratones diabéticos
(300
mg/kg por vía intraperitoneal).GRUPO Ayuno
120
min240
min. . . , . . . , . . .
CONTROL (n=13)
280.1
O
248.70 237.70
k46.
I
O
247.00
k50.1
O
polOF (n=6)
290.55
269.1
1
213.55
k54.04
k54.92
h94.70
polos
(n=9) 263.00 185.80* 138.60*
k38.00
h53.30
k48.30
X”%
disminucidn significativa estadísticamente (P<0.05).
En la gráfica
4,
se observa que los niveles glucémicos (mg/dl) del grupo control(SSI) y el grupo tratado con polOF se mantienen constantes, con los valores más
altos a los
120
y240
minutos, en comparación con el grupo tratado con polos; eneste grupo la tendencia que se observa es de descenso de la glucemia
R A T O N E S D I A B É T I C O S
ayuno 120
tiem P O (m inutos)
240
I
fig. 4 Efecto hipoglucémico producido por la administración de 300 mglkg de los
D I S C U S I ~ N
Los datos obtenidos en ratones sanos, muestran que los polisacáridos de O.
ficus-indica y O. strepfacantha no alteran
los
niveles de glucosa en la sangre. Estos resultados son parecidos a los obtenidos por Frati-Munari y colaboradores,sin embargo, en dicho estudio se les administró a individuos
100
g de tallos denopal (Opuntia sp.) por vía oral (1 987). La administración por vía oral de cualquier especie de Opuntia a animales normoglucémicos y/o personas sanas no produce una disminución apreciable en la glucemia sanguínea, es decir, no existe un efecto
hipoglucémico.
En ratones con hiperglucemia temporal se observa que el polisacárido de O.
ficus-indica administrado por vía intragástrica disminuye los niveles de glucosa sanguínea; estos resultados son parecidos a
los
obtenidos por Frati-Munari ycolaboradores (1 989d), en los cuales, un extracto deshidratado de O. ficus-indica
con carga de glucosa por vía oral, no posee una acción hipoglucemiante aguda;
sin embargo es capaz de disminuir la hiperglucemia post-ingestión de glucosa
Por otra parte, los polisacáridos de O. sfrepfacantha no mostraron efecto hipoglucémico en ratones con hiperglucemia temporal. Estos resultados difieren
de los obtenidos por Frati-Munari y colaboradores (1 990), en los cuales, dichos
investigadores demostraron efecto hipoglucémico de O. sfrepfacanfha,
administrando la glucosa por vía intravenosa. En este estudio la vía de
administración de la glucosa a los ratones fue por vía intragástrica. Por
lo
cual sesugiere realizar un estudio con ratones a los cuales se les administre la glucosa
por una vía parenteral. En ratones con hiperglucemia temporal observamos que
existen diferencias entre el efecto hipoglucémico producido por el polisacárido de
O. sfrepfacantha y el efecto hipoglucémico producido por el polisacárido de O.
Ficus-indica.
Esta diferencia puede deberse a la composición química entre los polisacáridos
de Opuntia ficus-indica y Opuntia sfrepfacanfha. El polisacárido de Opunfia ficus- indica contiene unidades de arabinosa, galactosa, ácido galacturónico, ramnosa y xilosa, mientras que el polisacárido de Opunfia sfrepfacantha contiene monosacáridos de arabinopiranosa, galactopiranosa y ramnosa. El efecto
hipoglucémico en ratones con hiperglucemia temporal del polisacárido de Opuntia ficus-indica probablemente se deba a que interfiere en la absorción intestinal de la glucosa y por lo tanto el efecto hipoglucémico no es directo. En el caso del
polisacárido de Opunfia sfrepfacantha, los resultados no excluyen la posibilidad de que el polisacárido ejerza una acción hipoglucemiante si la carga de glucosa se
administra por una vía parenteral.
En ratones diabéticos,
los
datos sugieren que el efecto hipoglucémico seobtenidos por lbañez y Meckes (1983), quienes reportan efecto hipoglucémico al
administrar un producto semipurificado de O. streptacantha en conejos con diabetes experimental. Frati-Munari y col. (1 989c) observaron que el efecto
hipoglucémico sólo se conserva, si se administra el tallo de nopal (O.
strepfacantha) previamente calentado a pacientes con DM tipo 2 por vía oral, mientras que los extractos crudos no causaron disminución significativa en estos
pacientes. El efecto hipoglucémico detectado en ratones con diabetes
experimental, conjuntamente con una carencia de efecto en ratones sanos del
polisacárido de O. sfrepfacantha, permite suponer que el mecanismo de acción no involucra al páncreas, por lo tanto podría ser un mecanismo parecido al de las
biguanidas (hipoglucemiantes orales sintéticos). Las biguanidas actúan en
ausencia de insulina y de páncreas funcional, produciendo un descenso en la
glucemia en animales con pancreactectomía o diabetes inducida por aloxana, así
como en pacientes con DM tipo 2; sin embargo, no producen efecto en individuos
sanos. Existen múltiples modos de acción de las biguanidas: inhiben la absorción
intestinal de la glucosa, aumentan la captación de glucosa por el músculo, inhiben
la gluconeogénesis hepática y estimulan la glucólisis anaerobia (Litter,1988). Es
necesario continuar con el estudio acerca de sus mecanismos de acción del
polisacárido de O. strepfacantha para poder confirmar esto.
Es muy importante no generalizar el efecto hipoglucémico de todas las
especies de Opuntia. Un punto importante en este estudio es que no fueron
utilizados extractos crudos, sino que se utilizaron los polisacaridos aislados de
Aparte de los estudios con O. ficus-indica y O. sfrepfacanfha, se ha reportado
el efecto del extracto de O. rnegacanfha sobre las concentraciones de glucosa y sobre la función del riñón en ratones normales y ratones diabéticos (inducidos por
administración de estreptozotocina). A ambos grupos se les administró extractos
de tallos de dicho nopal (20 mg/l00 g peso corporal) diariamente por 5 semanas.
AI grupo testigo se le administró solución salina (0.1 ml/l00 g de peso). Se
determinó el volumen de orina, salida de sodio, potasio y creatinina diariamente y
el promedio de filtración por el glomérulo. Se observó que las concentraciones de
glucosa en el plasma se redujo por la administración del extracto de O.
megacanfha, sin embargo, se incrementó la excreción de sodio por vía urinaria en ambos grupos, concomitante con una reducción del ion en el plasma, un
incremento en la concentración de urea y creatinina. Bwititi y colaboradores
sugieren que dicho extracto no sólo reduce los niveles de glucosa en la sangre,
sino que puede ser tóxico para el riñón, por la elevación en el plasma de las
concentraciones de urea, creatinina y la disminución de sodio en plasma (Bwititi y
col., 2000)Así, además de los estudios farmacológicos de la acción
Los resultados de estos estudios permiten concluir lo siguiente:
G Los polisacáridos de Opuntia ficus-indica y Opuntia strepfacantha no producen
efecto hipoglucémico en ratones sanos.
h El polisacárido de Opuntia streptacantha posee efecto hipoglucémico en ratones con diabetes experimental
P El polisacárido de Opuntia ficus-indica no posee efecto hipoglucémico en ratones con diabetes experimental.
G El polisacárido de Opuntia ficus-indica tiene efecto antihiperglucémico en ratones con hiperglucemia temporal, cuando la glucosa se administra por vía
enteral (intragástrica).
P El polisacárido de Opuntia strepfacantha no tiene efecto antihiperglucémico en ratones con hiperglucemia temporal, cuando la glucosa se administra por vía
enteral (intragástrica).
P Las diferencias que existen entre la composición química de los polisacáridos
de Opuntia streptacantha y la de Opuntia ficus-indica, les confieren diferencias en sus propiedades farmacológicas.
Por lo tanto, los polisacáridos de Opuntia streptacantha y Opuntia ficus-indica son
los
responsables del efecto hipoglucémico que se les ha atribuido a dichasespecies de nopal. Sin embargo, el efecto antihiperglucémico es distinto en cada
especie, debido a las diferencias en la composición química de ambos
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