UNIVERSIDAD RICARDO PALMA Facultad de Ciencias Biológicas
RECTOR
Dr. Iván Rodríguez Chávez VICE RECTORADO ACADÉMICO
Arq. Roberto Chang Chao
VICE RECTORADO ADMINISTRATIVO Dr. Ronald Figueroa Ávila
DECANO
Dr. Hugo Gonzáles Figueroa CONSEJO DE FACULTAD Dr. Hugo Gonzáles Figueroa Dra. Reina Zuñiga de Acleto Quím. Pilar Caso Caballero
Dr. Fred García Alayo Lic. Pedro Huamán Maita Quím. Víctor Diestra Lara TERCIO ESTUDIANTIL David Eduardo Puga Dundon Gilda Giuliana Ponce Palacios Graciela Marbetty Porras López
SECRETARIA ACADÉMICA Dra. Lidia Cruz Neyra
BIOTEMPO Vol 8, 2008
Editor: Dra. Lidia Cruz Neyra Dirección Av. Benavides 5440
Lima 33 - Perú Apartado Postal 18-0131
Telefax: 2753624
La Revista científica BIOTEMPO es una publicación anual de la Facultad de Ciencias Biológicas de la Universidad Ricardo Palma.
El contenido de los trabajos publicados
en esta revista es de exclusiva
Carátula: Fotografía de la Peninsula de Paracas, Ica - Perú, donde se realiza investigaciones paleoflorística, presentada en el artículo A greenhouse time before the onset of an ice Age.
Biotempo, Volumen 8, 2008
Revista Biotempo de la Facultad de Ciencias Biológicas – Universidad Ricardo Palma Lima – Perú
© Copyright 2008
ISSN 1992-2159 Versión Impresa
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REVISTA BIOTEMPO
Vol. 8 2008
UNIVERSIDAD RICARDO PALMA Facultad de Ciencias Biológicas
COMITE EDITORIAL
Dr. Lidia Cruz Neyra Directora
Miembro del Instituto de Genética y Biotecnología de la Universidad Ricardo Palma, Doctora en Ciencias- Bioquímica Nutricional y Magíster en Bioquímica.
Dr. Hugo Gonzáles Figueroa
Director del Instituto de Genética y Biotecnología de la Universidad Ricardo Palma, Doctor en Ciencias Biológicas, especialista en Biología Molecular de la Reproducción.
César Acleto Osorio
Profesor Emérito de la Universidad Nacional Mayor de San Marcos, Doctor en Ciencias Biológicas, especialista en Botánica
Fred García Alayo
Doctor en Química, especialista en Química Orgánica Víctor Morales Mondoñedo
Doctor en Biodiversidad y Ecología Evolutiva, especialista en Ecosistemas, Análisis y Manejo de la Biodiversidad.
Dr. José Iannacone Oliver
Doctor en Ciencias Biológicas, especialista en Entomología y Conservación.
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CONTENIDO
CICLO BIOLÓGICO Y COMPORTAMIENTO DE Udea Secticastalis HAMPSON (LEPIDOPTERA: PYRALIDAE)
Menandro S. Ortiz y Rubén M. Pulido
CAPACIDAD FECUNDANTE DE ESPERMATOZOIDES EPIDIDIMARIOS DE Cavia porcellus "cuy" MANTENIDOS EN ESTRES HIPOTERMICO
Hugo Gonzales Figueroa y Hugo Mauricio Gonzales Molfino.
EFECTO DEL EXTRACTO DE BERENJENA EN CONEJOS HIPERCOLESTEROLÉMICOS
Lidia Cruz Neyra
TOXICIDAD DE NUEVE PLANTAS Y DE LA CIPERMETRINA EN GORGOJOS DE PRODUCTOS ALMACENADOS Y EN LA PULGA DEL AGUA Daphnia Magna EN EL PERÚ
Iannacone José, Lorena Alvariño, Hildebrando Ayala y Neil Salazar A GREENHOUSE TIME BEFORE THE ONSET OF AN ICE AGE H. W. Pfefferkorn y Vera Alleman
MORFOLOGIA DEL APARATO BUCAL EN Hypostomus aculeus y Hypostomus pyrinensi (PISCES, SILURIFORMES, LORICARIIDAE)
Ruth Dueñas Peralta
CUIDADO PARENTAL A UNA ESCUELA DE RENACUAJOS EN Leptodactylus petersii (STEINDACHNER, 1864) (ANURA, LEPTODACTYLIDAE) EN LA AMAZONIA PERUANA
Víctor R. Morales , Caroll Landauro y Reginald B. Cocroft
PROTRUSION DE LA ABERTURA BUCAL EN Atherinella serrimover (TELEOSTEI, ATHERINIDAE)
Pamela Olaechea
BACTERIAS ÁCIDO LÁCTICAS: BIOPRESERVANTE DE LOS ALIMENTOS Tomás Agurto Sáenz y Juan Carlos Ramos Gorbeña
EFECTOS ECOTOXICOLOGICOS DEL PETROLEO CRUDO, DIESEL 2 Y KEROSENE SOBRE EL CRECIMIENTO POBLACIONAL DE LA MICROALGA Chaetoceros gracilis SCHUTT
Giovanna Vera, Jorge Tam, Edwin Pinto
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CICLO BIOLÓGICO Y COMPORTAMIENTO DE Udea secticastalis HAMPSON (LEPIDOPTERA: PYRALIDAE)
Menandro S. Ortiz1 Rubén M. Pulido2
RESUMEN
El presente trabajo se llevó a cabo en el insectario del Departamento de Entomología de la Universidad Nacional Agraria, durante cinco meses continuados. Se obtuvieron tres generaciones sucesivas de Udea secticastalis Hampson. Se observó las diferentes etapas de desarrollo, detallándose la duración de cada unos de ellos, comparándose con especies relacionadas de misma familia y observadas por diferentes autores. Además se incluye el comportamiento de la larva y del adulto.
Palabras claves: Udea, Pyralidae, Lepidoptera.
SUMMARY
The present paper has been deployed at the insectary of the Entomological Department of the Universidad Nacional Agraria La Molina during five continued months. Three successive generations of Udea secticastalis Hampson has been observed. Different deployment stages were noticed, detailing the duration of each one of them and compared with species of the same family and observed by different authors. Also the larvae and adult behavior has been included.
Key words: Udea, Pyralidae, Lepidoptera.
INTRODUCCIÓN
En muchos lugares del mundo existe un déficit alimenticio que cada día se agudiza más, por lo cual los gobiernos de la mayoría de países han orientado una buena parte de sus esfuerzos y economía fiscal hacía la solución de éste problema que resulta bastante complejo.
El Perú no escapa a éste problema, por lo que es necesario fomentar y tecnificar la pequeña agricultura, fundamentalmente hacía los cultivos hortícolas.
En las variadas especies hortícolas conocidas, el apio (Apium graveolens) es una de las que se encuentran entre las más importantes, tanto por el área sembrada como por sus rendimientos
económicos (Semsch, 1961). En nuestro país, el apio es una de las hortalizas bastante cultivadas (Esculies, 1966), tratando de mejorar la calidad en diversos centros de investigación con la finalidad de obtener mejores rendimientos.
La planta de apio es nativa de las tierras pantanosas del norte de África; luego su cultivo se extendió desde Suiza hasta Egipto y al oriente de Asia, el Cáucaso y las montañas de la India (Semsch, op. cit.). En Estados Unidos de Norteamérica su consumo se popularizó gracias a cultivadores holandeses- americanos que habitaban próximos a Michigan.
En la terapéutica antigua era muy usado como planta medicinal, considerando al zumo con propiedades antiescorbúticas, las hojas cocidas en leche contra la afonía y el asma, la infusión de semillas era
estomática. Antiguamente esta planta no se comía ni se usaba cruda, empleándose por mucho tiempo para sopas y guisos. Más tarde en Estados Unidos de Norteamérica e Inglaterra se consumió cruda.
La hoja y el peciolo del apio constituyen la porción de la planta que tiene valor y calidad, determinando consecuentemente su valor comercial. Del mismo modo estas estructuras de la planta presentan caracteres físicos y químicos que determinan los nutrientes del que se disponen.
Para el cultivo del apio, el clima ideal es aquel que contenga baja humedad atmosférica y bastante luminosidad; como lo es la región de la sierra de nuestro país (Esculies op. cit.). En algunas otras localidades diferentes también es posible su cultivo;
pero se debe tener mucho cuidado por el ataque de plagas y enfermedades que puede tener.
Sobre éste último factor, excluyendo los factores climáticos y edáficos, se nos presenta la evidencia inobjetable de las estadísticas que nos indican la magnitud de las mermas producidas por las plagas, enfermedades y malezas.
Respecto a las plagas se hallan los lepidópteros de las familias Noctuidae y Pyralidae, hemípteros de las familias Cicadellidae y Aphididae y ácaros de la familia Tetranychidae. El éxito del control de plagas depende del conocimiento que se tenga de las especies de insectos dañinos, por lo cual el estudio de los aspectos básicos de biología, hábitos, capacidad de oviposición, porcentaje de fertilidad de los huevos, longevidad de los adultos, influencia de la temperatura y humedad sobre el desarrollo de Udea secticastalis Hampson constituye un aporte a la solución racional de éste problema con la finalidad de ir cubriendo este vacío; y que son los objetivos del presente trabajo.
ANTECEDENTES
En nuestro país no se han realizado trabajos sobre Udea secticastalis Hampson, ni tampoco existen trabajos relacionados con especies del mismo género como son U. profundalis (Packard) y U. rubigalis (Guenée), las que también se hospedan sobre apio, registradas en otras regiones zoogeográficas.
Sólo se cuenta con el trabajo de Wille (1952) quien cita a Nomophilla noctuella (D. et S.) en la costa central, estando más bien ésta especie distribuida en
Europa (Wolf, 1975) y que probablemente se refirió a U. secticastalis.
Sobre la biología de especies de éste género se encuentran pocos trabajos, destacando los de Metcalf y Flint (1965) y Tamaki y Butt (1977). Estos últimos sólo refieren que el desarrollo larval presenta 5 estadíos y es completado en 17,58 días en U.
profundalis. Por otro lado Metcalf y Flint (op. cit.) presentan datos adicionales sobre U. rubigalis.
Refieren que el período de incubación varía de 5 a 12 días, señalando además que la pre-pupa tiene una duración promedio de 2 días y que el estado de pupa oscila entre 10 a 12 días, según la temperatura imperante. Agregan que la duración total del ciclo de desarrollo es de aproximadamente 40 días, pudiendo haber 7 a 8 generaciones al año en los invernaderos. Finalmente señalan que ésta especie parece estar afectada adversamente por temperaturas mayores a 30° C.
Sobre el comportamiento, Tamaki y Butt (op. cit.) refieren que las larvas de U. profundalis, cuando recién emergen se alimentan principalmente de los brotes, cubriendo además las hojas con hilos de seda y excrementos hasta cuando llega aproximadamente a la mitad de su desarrollo. Estiman que la larva individualmente, durante el tiempo de su desarrollo, consume alrededor de 14,67 cm2 de hoja, siendo éste consumo cerca del 79 % durante el último estadío larval.
Metcalf y Flint (op. cit.) reseñan que los insectos cuando se hallan listos para empupar, usualmente forman un estuche protector, enrollando las hojas, luego interiormente tejen un capullo de seda (cocón) y finalmente se transforman al estado de pupa, emergiendo las polillas adultas entre los 10 a 12 días.
Los adultos permanecen quietos en el cultivo la mayor parte del día, volando activamente durante la noche.
Finalmente Peterson (1951) señala que ésta especie es polífaga, teniendo como plantas hospedadoras al algodonero, papa, rosa, fucsia, lechuga, crisantemo, dalia, geranio, entre otras; y evidentemente el apio.
Sobre la distribución geográfica, Munroe (1967) registró por primera vez en el Perú al género Udea Guenée al describir a U. punoalis procedente del valle de Chuchito, aproximadamente a 4000 m sobre el nivel del mar, en el Departamento de Puno. Otros registros acerca de éste género lo otorga el mismo Munroe (op. cit.) describiendo a U. decoripennis
para Chile y U. soratalis, U. coranialis y U.
annectans para Bolivia.
MATERIALES Y MÉTODOS
El presente trabajo fue conducido en el insectario del Departamento de Entomología de la Universidad Nacional Agraria La Molina, durante 5 meses, época en se obtuvo 3 generaciones sucesivas.
El primer paso consistió en conseguir material biológico del campo, colectándose larvas y pupas de ésta polilla. Estos estados de desarrollo junto con hojas de apio se trasladaron al insectario en donde se les dispuso en frascos de boca ancha, cubriéndolas con tela sujetada con una banda elástica, a fin de obtener adultos. Obtenidos éstos se trasladaron a otros frascos similares, alimentándolos con miel de abeja diluida en agua en una proporción de 1:3. En el interior se dispuso frasquitos con agua sosteniendo ramitas de apio para la postura de huevos.
Producida la eclosión de los huevos, se tomaron 40 larvas recién emergidas, individualizadas en vasitos de plástico, previamente numerados. La observación fue diaria para cada una de las 40 larvas a fin de obtener la duración de cada uno de los diferentes estadíos. Este se determinó midiendo el diámetro transversal de la cápsula cefálica, buscándose las exuvias para confirmar la muda producida. Formada la pupa se conservó en condiciones similares hasta la emergencia del adulto.
La determinación de la capacidad de oviposición y longevidad de los adultos se efectuaron con parejas aisladas. Se consideró 10 parejas como mínimo. Se usaron adultos recién emergidos en condiciones similares a lo anteriormente descrito, efectuándose las observaciones de modo diario.
Respecto al estudio del comportamiento se realizaron sobre los estados larval y adulto. Fue necesario usar jaulas de malla y naturalmente tomando notas sobre lo que acontece al interior de ella.
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
Los resultados sobre la duración del ciclo de desarrollo comprende el período de incubación, de desarrollo larval y período pupal, para las tres generaciones sucesivas criadas en condiciones de
Período de incubación
Los huevos eclosionaron 10 días después de la oviposición para la primera generación, 7 días para la segunda y 5 días para la tercera generación. Los datos obtenidos concuerdan ampliamente con lo observado por Metacalf y Flint (1965) quienes encontraron que los huevos incuban entre 5 a 12 días en Udea rubigalis (Guenée), plaga de importancia en cultivo de apio. Igualmente se observa la influencia de la temperatura en la sucesión de generaciones, según los estimados de Jacob y Cox (1977), pues el registro de temperatura promedio para la incubación de los huevos de la primera generación fue de 15,6°
C en el mes de septiembre, para la segunda generación fue de 16.8° C en octubre y para la tercera generación fue de 19.6° C en el mes de diciembre.
Desarrollo Larval
Se observa con claridad las diferencias existentes en las tres generaciones. Para la primera generación la duración promedio observada fue de 19,78 días en el mes de octubre cuando la temperatura en un insectario (en ésta oportunidad cerrado) fue de 18,4°
C. Luego para la segunda generación en el mes de noviembre (a partir de la cual el insectario fue abierto) fue de 23,7 días con una temperatura promedio de 17,7° C. Finalmente la tercera generación necesitó 19,58 días promedio, en el mes de enero con una temperatura de 21,1° C.
Igualmente, para ésta fase la influencia de la temperatura se hace presente, dándonos a saber que la duración del estado larval se hace más corto en la estación de verano, donde la temperatura es mayor.
Los resultados obtenidos por Jacob y Cox (1977) quienes condujeron la biología del pirálido Ephestia kuehniella Zeller conforman estas variantes. En todos los casos el desarrollo del estado larval requirió de 5 estadíos larvales.
Particularmente, en el quinto y último estadío larval, se observa un requerimiento mayor de días en las tres generaciones. Cabe destacar que en promedio los últimos 1,93 días, para las tres generaciones, corresponden a una etapa inactiva del quinto estadío larval, llamada pre-pupa. Tamaki y Butt (1977) en su trabajo con U. profundalis (Packard) encontraron que las larvas presentan 5 estadíos antes de empupar en condiciones de medio ambiente.
Con respecto a la pre-pupa, se considera dentro del
su duración es el promedio registrado por Murat (1961) e Hinostroza (1975) para el pirálido Hellula undalis Fabricius.
La disminución relativa de la duración total del desarrollo larval bajo la influencia de la temperatura progresivamente ascendente y considerando el período pre-pupal en cada generación sucesiva, es reflejo de la duración del estado larval correspondiente, ya que la duración del período de pre – pupa para las tres generaciones no varía mayormente; siendo la duración larval total correspondiente a la primera generación de 21,45 días, para la segunda generación de 25,72 días y de 21,60 días para la tercera generación. Esta duración en condiciones de insectario, está en relación con el resultado obtenido por Prabha et al. (1978), quienes encontraron una duración variable de 19,95 a 29,3 días, al efectuar estudios biológicos con Phycita infusilla Meyrick, especie que también pertenece a la familia Pyralidae.
Por otro lado, al evaluar los datos obtenidos, se constata que la duración promedio del desarrollo larval de la segunda generación es mayor debido a que la temperatura descendió, en comparación a la primera y segunda generación, donde sí hubo una mayor temperatura.
Período de Pupa
El período de pupa es semejante al de la incubación;
se reduce a medida que se suceden las generaciones.
Sin embargo, se puede notar un ligero aumento en la duración de la segunda generación (10,8 días) con respecto a la primera generación (9,17 días) y luego claramente una disminución en la duración de la tercera generación. Es preciso, para ello, anotar la influencia de la temperatura en éste período, tal como se notó en el desarrollo de los estados anteriores.
Esta duración, con los rangos observados, son significativamente semejantes a los observados por Metcalf y Flint (1965) en U. rubigalis (Guenée).
Ciclo Total de Desarrollo
Udea secticastalis Hampson presenta para las condiciones de insectario, un ciclo total de desarrollo que implica una menor duración según se suceden las generaciones. Así tenemos 35,33 días para la tercera generación cuanto la temperatura fluctuaba con un promedio de 21° C, con respecto a la primera generación (40,62 días) cuando la temperatura fue de 18,4° C.
Igualmente, el período mínimo y máximo para completar el desarrollo total, disminuye en las nuevas
generaciones, así se observa que para la primera generación el rango es de 38 a 47 días, disminuyendo en la tercera generación de 32 a 41 días.
Los experimentos demostraron por otro lado, aunque en forma no muy marcada, que las hembras completan primero el desarrollo de su ciclo total que los machos. Así mismo se menciona nuevamente que la segunda generación tiene una duración mayor (43,52 días) que la primera generación (40,62 días) dado que desarrolló bajo una menor temperatura promedio.
Los organismos sujetos normalmente a temperaturas variables en la naturaleza dentro de un rango permisible, propenden a adaptarse a éstos cambios;
y por ello podría explicarse la duración del ciclo en las siguientes generaciones criadas en insectario a partir de la primera generación, cuando se elevó la temperatura.
Metcalf y Flint (1965) encontraron en U. rubigalis (Guenée) que la duración del ciclo de vida es de alrededor de 40 días. Datos relacionados encontraron Bouhelier y Hudalt (1935) y Wille (1952) para el pirálido Hellula undalis Fabricius, señalando duraciones menores en los meses de verano y otoño y períodos mayores para completar el ciclo de desarrollo durante los meses más fríos.
Así mismo Wille (op. cit.) amplía sus obervaciones para la especie tratada, indicando que el número de generaciones son 4, durante el verano y otoño; y que probablemente éstas sean 8 al año. Igualmente, Metcalf y Flint (op. cit.) señalan que en U. rubigalis (Guenée) pueden existir 7 ú 8 generaciones en los invernaderos. Finalmente señalan que ésta especie es adversamente afectada por temperaturas mayores a 28° C. Hecho similar ha sido posible observar en el presente trabajo en donde generaciones posteriores no se obtuvo una población semejante como al inicio de éste ciclo biológico.
Período de Pre-Oviposición
Se considera a este período al comprendido entre la emergencia del adulto y el inicio de la oviposición.
Este período tuvo una duración que varía en las tres generaciones sucesivas, sin embargo la duración mínima observada fue de 2 días para las tres generaciones. La mayor variabilidad se presenta en las generaciones anteriores (8 días máximo en la primera generación) a la tercera generación (4 días máximo); por lo tanto debido a la acción de los factores físicos medio ambientales, principalmente la temperatura, la duración promedio es menor
conforme suceden las generaciones entendiéndose que debe haber un límite, pudiendo observarse una menor variabilidad en la tercera generación (3,5 días con respecto a la primera generación (4,1 días).
Período de Oviposición
Las hembras depositan los huevos en un período, en donde se notó una tendencia a la disminución en el número de ellos, según se suceden las generaciones.
Se apreció que para la primera generación el promedio de oviposición es de 6,20 días, para la segunda generación es de 4,83 días y 3,66 para la tercera generación.
La oviposición se completa en un período mínimo de 1 a 3 días, mientras que el máximo varía de 6 (segunda y tercera generación) a 8 días (primera generación).
Este período se completa en la mayor parte de las hembras varios días antes de su muerte.
Período de Post-Oviposición
Se considera al período comprendido entre el término de la oviposición y la muerte del adulto. Durante éste período las hembras presentaron una duración no similar a los períodos precedentes (pre-oviposición y oviposición). Sino más bien de modo irregular. Así la duración de éste período para la segunda generación fue de 3,0 días y 4,16 días para la tercera generación, menores con respecto a la primera generación que posee un tramo de 6,20 días, debido probablemente a que es una generación cuyos padres proceden del campo. En cambio las dos últimas generaciones proceden de una crianza llevada a cabo en insectario, por lo que sus valores son más próximos.
Longevidad en Relación al Sexo
Considerando sólo adultos apareados, la longevidad por sexo en promedio varió notablemente en cada generación, manteniéndose las hembras vivas por mayor tiempo. La longevidad máxima para machos (9,8 días) y hembras (15,5 días) se observó en la primera generación; mientras que la longevidad mínima para machos (8 días) y de hembras (10,4 días) se observaron en la última generación obtenida en el presente trabajo.
Longevidad de Adultos no Apareados
Considerando adultos machos no apareados, la longevidad promedio por generación no fue muy variable, manteniéndose más bien casi estable; pero sí resultaron más longevos que los adultos apareados.
es decir, presentaron un rango estrecho de variabilidad. Esta longevidad con respecto a la de los adultos hembras apareadas, resultó ser similar.
Comparando longevidad entre machos y hembras no apareados resultaron con mayor longevidad éstas últimas, de modo similar que el caso de adultos apareados.. El promedio obtenido para machos no apareados fue de 10,2 días y para hembras no apareadas fue de 12,5 días.
Capacidad y Ritmo de Oviposición
La capacidad de oviposición de cada hembra es muy variable. Se encontró que las hembras ovipositaron de 3 hasta 414 huevos, con un promedio de 167,5 huevos, teniendo en cuenta a las tres generaciones observadas.
El número máximo de huevos se observó en la primera generación; éste resultó ser muy superior al promedio. Girlind (1978) encontró un potencial de oviposición entre 400 a 600 huevos por hembra en un trabajo realizado con Eldana saccharina (Walker). Prabha et al.(1978) encontraron que Phycita infusilla Meyrick pone casi 100 huevos por hembra.
Como se deducirá, en los Pyralidae, que agrupa a las especies antes citadas, al igual que las de Udea, parece ser que el número de huevos por hembra es variable; presentando nuestra especie en estudio una oviposición que se le puede considerar relativamente alta.
La cantidad de huevos ovipositados por las hembras, disminuye en promedio conforme suceden las generaciones; así ésta reducción se observó en la tercera generación (114,83 huevos) con respecto a la segunda generación (221 huevos).
El ritmo de oviposición diario en las diferentes generaciones en general, presentó una tendencia similar en todas ellas, depositando el mayor número de huevos los primeros días hasta el cuarto o quinto día; y luego ésta cantidad disminuye progresivamente hasta ser nulo entre el séptimo y noveno días. El máximo número de huevos se observó al tercer día.
El mayor número de huevos por día se dio en la primera generación, disminuyendo luego dichas cantidades en las sucesivas generaciones. En la
Relación de la Longevidad de la Hembra y el Número de Huevos
Observando el promedio de huevos puestos por hembra y su longevidad también promedio, de cada generación, se aprecia que existe una relación directamente proporcional entre éstas dos variables, es decir que a mayor longevidad la capacidad de oviposición es también mayor. Este hecho se deduce destacando el máximo promedio de huevos puestos (221 huevos) por la máxima longevidad promedio de hembra (15,5 días) que se dio en la primera generación; mientras que el promedio mínimo de huevos puestos (114,83 huevos) por una longevidad promedio mínima de hembras se dio en la tercera generación.
Fertilidad de Hembras
De las tres generaciones estudiadas, en la segunda se observó un 25% de infertilidad, correspondiendo un 100% de fertilidad potencial a las otras generaciones. Sin embargo no todas las hembras que ovipositaron dieron lugar a huevos viables, observándose en cada generación una marcada tendencia a disminuir la viabilidad de huevos.
Así, de la primera a la tercera generación, el porcentaje de hembras que pusieron huevos no viables fue de 20, 50 y 83,3%, respectivamente; es decir que las hembras que ovipositaron y cuyos huevos fueron viables decreció hasta 16,7% en la tercera generación. Este hecho pueda deberse probablemente a una serie de factores como por ejemplo que las hembras no copularon o no fueron receptivas o copularon con machos estériles o puede haber existido una cópula imperfecta. Por otro lado, debe tenerse en cuenta que la baja de fertilidad de las hembras por generación, pudo verse afectada adversamente por la temperatura cada vez mayor, tal como los señala Metcalf y Flint (1965). Así mismo debe tenerse en cuenta la influencia que ejerce la luz; ya que ésta especie parece ser un insecto de días cortos.
Proporción de sexos
Se aprecia que la producción de hembras en individuos criados en insectario fue ligeramente mayor al de los machos, aunque esto no sucedió en la segunda generación, pues aquí la proporción de sexos fue de 1:1. Por lo tanto se estima que en el campo ésta proporción estaría equilibrada lo cual asegura la sucesión de generaciones con poblaciones apreciables. Estos resultados obtenidos están acordes con los que presentaron El-Kilf et al. (1974) con Palpita unionalis Hübner, también polilla de la familia Pyralidae.
Comportamiento
Al eclosionar los huevos, las larvitas emergen dirigiéndose a los brotes, donde inician el daño a las hojas, según el lugar de oviposición. Cuando atacan a los brotes, las hojitas son reunidas mediante hilos de seda para construir un lugar protegido. En tal situación consumen totalmente a los brotes atacados.
Cuando se dirigen a las hojas se posesionan en el envés del limbo, plegando los bordes de ésta o con las hojas vecinas mediante los hilos de seda ya citados, alimentándose dentro de éstos túneles. A la hoja la consumen hasta llegar a la nervadura central.
Una larva puede destruir más de una planta pequeña e igualmente, ésta puede albergar más de una larva en sus primeros estadíos de desarrollo. En plantas más desarrolladas, las larvas de los dos primeros estadíos y aún del tercero, raspan las hojas. En el cuarto estadío larval ya se hace notorio que la larva come la hoja, practicándole perforaciones.
En todos los casos el lugar donde las larvas se posesionan, se va a encontrar abundante excrementos de las mismas, de apariencia granular y húmeda, ensuciando las hojas. Estos coprolitos les dan una característica típica al daño ocasionado, además de los hilos de seda plegando a las hojas o brotes, según lo citado anteriormente.
La larva de quinto estadío sigue siendo muy voraz, con abundante coprolitos; plega más a las hojas y empieza a formar un capullo de hilos de seda en el que permanecen hasta dar lugar a la pupa.
Los adultos emergen rompiendo la cubierta pupal por la parte antero-dorsal. Una vez fuera el nuevo adulto mueve las antenas y camina inmediatamente por un corto trecho después del cual permanece quieto. En éste momento el color no es muy nítido, pero se puede diferenciar los colores y ornamentación que presenta el ala del adulto maduro, aunque éstas aún no han sido extendidas.
Luego de casi una hora se observa que el adulto está apto para volar, después que las alas se han extendido, dejando al descubierto el dorso del abdomen.
También se observó la expulsión de un líquido marrón rojizo por el ano, quedando finalmente el nuevo adulto completamente hábil.
Al iniciar el vuelo, es característica la forma zigzageante pudiendo observarse también un vuelo alto y sostenido; durante el día permanecen escondidos entre las hojas, especialmente en el envés.
Estos adultos son de hábitos nocturnos tal como lo
señalan Bohulier y Hudault (1935) y Metcalf y Flint (1965).
La cópula se realiza en la noche, estimándose sea en la noche del primer día. Durante éste acto el macho y la hembra permanecen unidos en sentido opuesto por un determinado tiempo (cuando se intentó determinar el tiempo, estas polillas interrumpían la cópula, por la aproximación de una luz muy tenue).
Las hembras ovipositan durante la noche, las posturas se realizan generalmente en el envés de las hojas, aunque eventualmente pueden hacerlo en el haz y en toda la hoja. Esto fue observado por Wille (1952), quien mencionó además que el peciolo servía también como lugar de oviposición. Los huevos son puestos en grupos superpuestos, constituyendo masas y a veces de manera individual. Esta forma de oviposición concuerda con lo citado por Metcalf y Flint (1965) y Wille (1952).
CONCLUSIONES
• El período de incubación disminuye conforme se sucede las generaciones, correspondiendo para cada una de éstas: 10, 7 y 5 días respectivamente.
• Presenta 5 estadíos larvales, cuya duración de cada una de ellas es variable en las diferntes generaciones obtenidas, siendo el último estadío larval el que requirió mayor tiempo para su desarrollo.
• El tiempo requerido para el completo desarrollo larval en las tres generaciones, son: 21,45;
25,72 y 21,60 días, respectivamente.
• La larva tiene por hábito el pegar las hojas, ubicándose dentro de ésta cubierta protectora, donde se alimenta y posteriormente empupa, protegiéndose éste con hilos de seda, formando un capullo (cocón).
• Las hembras apareadas tienen una longevidad promedio para las tres generaciones de 12,21 días, similar al de las hembras no apareadas.
En ambos casos resultan ser más longevas que los machos.
• Los machos apareados muestran una menor longevidad que los machos no apareados.
• El potencial de reproducción en condiciones de invernadero disminuye en 65,5 % en la tercera generación.
• La máxima oviposición se produce al tercer
LITERATURA CITADA
BOUHELIER & Hudault. 1935. Note Sur Hellula undalis F., Pyrale aux cruciferes dans le Maroc occidental. Rev. Path Veg., 22: 123-130.
EL-KIFL, A.H., A.L. Andel – Salam & A.M.M.
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HINOSTROZA, F.H. 1975. Biología y comportamiento del «gusano del brote de la col»
Hellula undalis F. (Lep.: Pyralidae). Tesis para optar el título de Ingeniero Agrónomo. Universidad Nacional Agraria La Molina, Lima-Perú, 98 pp.
ESCULIES, O. 1966. Ensayo del uso de herbicidas químicos en el cultivo del apio. Tesis para optar el título de Ingeniero Agrónomo. Universidad Nacional Agraria La Molina, Lima-Perú, 78 pp.
GIRLIND, D.J. 1978. The distribution and biology of Eldana saccharina Walker (Lep.: Pyralidae).
Bull. Entomol. Res. 68 (3): 471-488.
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CAPACIDAD FECUNDANTE DE ESPERMATOZOIDES EPIDIDIMARIOS DE Cavia porcellus "cuy" MANTENIDOS EN ESTRES HIPOTERMICO
Hugo Gonzales Figueroa1 Hugo Mauricio Gonzales Molfino1
RESUMEN
Durante el estrés hipotérmico los espermatozoides de cuy conservan sus patrones de capacitación espermática, hiperactivación, reacción del acrosoma y fecundación in vitro El piruvato, componente del medio de cultivo San Marcos (SM), sería la fuente energética preferencial para mantener la supervivencia espermática en estrés hipotérmico prolongado, a lo mejor, regulando el metabolismo oxidativo en el espermatozoide. De la misma manera se constituiría en el sustrato ideal de la piruvato deshidrogenasa para iniciar la capacitación e hiperactivación cuando los espermatozoides son incubados a 37°C. El imidazol provoca reacción acrosómica espontánea en los espermatozoides hiperactivos y permite que estos puedan interaccionar con ovocitos maduros, fecundarlos e iniciar el desarrollo embrionario temprano hasta blastocisto. La madurez ovocitaria se consiguió cultivando Complejos Ovocito-Cumulo (COCs) en el medio North Carolina State University 23 (NCSU-23), usado por primera vez para cuy.
En este trabajo se demuestra que la hipotermia prolongada a 5°C en un medio químicamente definido, SM, no afecta los procesos espermáticos fundamentales para la adquisición de la capacidad fértil del espermatozoide de cuy.
Palabras claves: Estrés hipotérmico, hiperactivación, reacción del acrosoma. blastocisto
SUMMARY
During hypothermic stress, guinea pig sperm retain their of sperm capacitation, hiperactivation, acrosome reaction and in vitro fertilization patterns. The pyruvate, a component of San Marcos (SM) culture medium, would be the preferred energy source to keep the sperm survival prolonged stress hypothermic, perhaps by regulating the oxidative metabolism in the spermatozoon. In the same way would constitute the ideal substrate for the pyruvate dehydrogenase regulates to sperm capacitation and hiperactivation when sperm are incubated at 37 ° C. The imidazole causes spontaneous acrosome reaction in the hyperactived sperm and allows them to interact with mature oocytes, fertilized and begin start early embryonic development to blastocyst.
Mature oocyte was achieved by cultivating Cumulus-Oocyte complexes (COCs) in the North Carolina State University 23 (NCSU-23), used for the first time in guinea pig.
In this work demonstrates that the prolonged hypothermia at 5 ° C in a chemically defined, medium SM, does not affect sperm fundamental processes for the acquisition of the capacity of fertile sperm of guinea pig.
Key words: Hypothermic stress, hiperactivation, acrosome reaction, blastocyst.
INTRODUCCIÓN
El espermatozoide de mamífero para fusionarse con el ovocito necesita de cambios morfológicos y fisiológicos conocidos como capacitación, hiperactivación y reacción del acrosoma.
La capacitación in vivo, tiene lugar en el tracto genital de la hembra y se acepta que es la fase o las fases que promueve alteraciones en los patrones de motilidad «hiperactivación» (Yanagimachi, 1988;
Frasser, 1977) y precede a la reacción del acrosoma (Bedford, 1970). Está comprobado que no todas las células de una población espermática inician la reacción del acrosoma después de una inducción, esta sólo ocurre en los espermatozoides hiperactivos (Yanagimachi, 1994).
La capacitación espermática, la hiperactivación y la reacción del acrosoma pueden lograrse in vitro utilizando medios de cultivo adecuados, químicamente definidos o semidefinidos. Un sistema de cultivo puede denominarse «medio químicamente definido» cuando en su composición sólo se encuentra sustancias químicamente puras sin fluidos biológicos y además contener algún producto biológico purificado como albúmina sérica de bovino (Biggers et al. 1971). Sin embargo algunas veces es necesario agregar fluidos biológicos para estudiar la sensibilidad y los requerimientos necesarios para los complejos mecanismos que ocurren desde la fecundación hasta el desarrollo embrionario temprano en mamíferos, denominándose, entonces, sistemas de cultivo semi- definidos (Van Thuan et al.. 2002).
La capacitación y reacción del acrosoma pueden lograrse en medios químicamente definidos (Jaiswal et al., 1998). Al respecto, se han encontrado espermatozoides de cuy hiperactivos en el medio San Marcos (SM) que contiene 22,3 mM de piruvato de sodio (Gonzales-Figueroa, 1988).
Las hembras de los mamíferos tienen ovarios bifuncionales que cumplen una función exocrina cuando liberan ovocitos y una endocrina cuando producen: estrógenos, progesterona, inhibina y activina. El crecimiento folicular tiene un control intraovárico y otro gonadotrófico, regulados por señales paracrinas y endocrinas (Manikkan et al..
2002). Los ovocitos y las células foliculares forman una unidad estructural y funcional denominada complejo cúmulo-ovocito (COC).
El estrés hipotérmico, consiste en colocar caudas de epidídimos de cuy sumergidas en el medio SM a temperaturas entre 4-6°C por varios días (Gonzales- Figueroa, 1988).
Se ha reportando que el uso de sistemas de cultivo definidos in vitro, permiten un mejor esclarecimiento
de los mecanismos moleculares que promueven o inhiben el desarrollo embrionario. Sustancias como aminoácidos, sustratos energéticos, citrato y vitaminas pueden tener una influencia decisiva en el desarrollo embrionario (Keskintepe & Brackett, 1996).
En el presente trabajo se relaciona la permanencia prolongada de espermatozoides epididimarios de cuy en estrés hipotérmico con la capacitación espermática, reacción del acrosoma y fecundación in vitro en el medio San Marcos (SM).
MATERIALES Y MÉTODOS Colecta del material biológico
Las caudas de epidídimo y los ovarios de cuy fueron obtenidos de animales sacrificados para el consumo humano en el mercado mayorista de Lima.
Supervivencia espermática en cauda de epidídimos mantenidas en estrés hipotérmico Las caudas de epidídimo seleccionadas fueron colocadas en tubos de polipropileno que contenían 30 ml de medio SM, cubriéndose la superficie del tubo con una capa de aceite mineral. Cada tubo contenía 4 caudas, que se mantuvieron entre 4 a 6°C, siendo el medio renovado cada 48 horas.
Para verificar la supervivencia de los espermatozoides se extraía en tiempos diferentes de estrés hipotérmico una cauda. Con una tijera de punta fina se disectaba la parte distal de la cauda que era colocada en 200 ul de medio SM en un disco de cultivo Falcon. Con la ayuda de pinzas de punta fina era trozada para facilitar la salida de los espermatozoides, formándose una
«suspensión patrón». El movimiento masal de los espermatozoides en la «suspensión patrón» observado a través de un microscopio estereoscópico, nos indicaba la supervivencia espermática.
Capacitación espermática
A partir de la «suspensión patrón» se hacía una dilución cuya concentración final tenía 105 espermatozoides/µl. Se prepararon microgotas de 100 µl de medio SM cubiertas de aceite mineral. Estas eran temperadas a 37º C entre 15 a 20 minutos antes de agregarle 10 µl de la dilución espermática, para luego ser incubadas a 37º C entre1 a 2 horas. Al término del periodo de incubación se contaba, a través de un microscopio compuesto de campo claro, 100 espermatozoides libres, determinándose el número de espermatozoides hiperactivos que tenían movimientos rápidos y el batimiento del flagelo asincrónico.
Evaluación de la reacción del acrosoma
Al término de 60 minutos de incubación, se agregó a la microgota, que contenía espermatozoides hiperactivos, 10 µl de una solución de imidazol (5mM),
para incubarse nuevamente. Entre los 15 y 30 minutos de incubación, se evalúo el número de espermatozoides reaccionados. Sólo en los espermatozoides recién obtenidos (control) la reacción del acrosoma se logró después de 2 horas de capacitación.
Recuperación y selección de ovocitos
Se utilizaron ovarios de hembras de cuy de los cuales se recuperaron los complejos cúmulo-ovocito (COCs) mediante el método de cortes transversales.
Utilizando una jeringa hipodérmica de 10 ml y una aguja de 21G se aspiró los folículos que tenían entre 4 - 6 mm de diámetro, los que fueron colocados en un tubo de polipropileno (50 ml) mantenido a una temperatura de 37º C en baño María. Luego de 10 minutos de reposo, se extrajo el sedimento del fondo del tubo llevándolo a una placa Petri, a la que se le agregó 25 mM Hepes-buffer TCM-199 (Sigma Chemical Co., St. Louis, MO, USA) . Para la selección de los COCs se tomaron en cuenta indicadores morfológicos del cúmulo: número de capas, compactación y transparencia, y del citoplasma del ovocito, el color (densidad) y el tamaño de los gránulos.
Maduración in vitro de los COCs
Como medio de maduración se utilizó el (NCSU-23;
North Carolina State University 23) (Petters y Wells, 1993) suplementado con 0.57 mM de cisteína, 10%
fluido folicular porcino, 10 IU/ml de gonadotropina corionica equina, 10 IU/ml de gonadotropina coriónica humana y 50 µg/ml sulfato de gentamicina (Sigma) las que fueron colocadas en placas cubiertas con aceite mineral e incubadas por 12 - 14 horas a 39ºC con 5% CO2, 90% humedad. Transcurrido este tiempo, los ovocitos se colocaron en el mismo medio libre de hormonas por un periodo adicional de 10-12 horas.
Al término del cultivo de maduración, las células del cúmulo fueron separadas empleando un vortex por 4 minutos en una solución buffer fosfato PBS (Dulbecco´s) sin Ca2+ y Mg2+ con hialuronidasa(0,1%
)colocándolos después en el medio TCM-199 con buffer Hepes (25mM). En este medio fueron seleccionados aquellos ovocitos maduros, que presentaron el primer corpúsculo polar
Fecundación in vitro.
Al medio que contenía los ovocitos maduros, se les agregó 10 ul del cultivo de espermatozoides con
Pruebas estadísticas
Se emplearon las pruebas estadísticas de análisis de varianza (ANOVA) para comparar si los patrones de capacitación espermática y reacción del acrosoma son significativamente distintos en los diferentes momentos del estrés hipotérmico y la prueba de Tukey por medio de la cual se realizó una comparación de los grupos por pares, para establecer cual grupo marca la diferencia.
RESULTADOS
Hiperactivación y reacción del acrosoma Los espermatozoides que permanecieron en estrés hipotérmico entre 24 a 264 horas, adquirían el estado capacitado y perdían su acrosoma cuando fueron incubados a 37º C. En el cuadro N° 1 se puede observar que no existe diferencia significativa, en cuanto a hiperactivación entre los espermatozoides que permanecieron hasta 120 horas en estrés hipotérmico, sin embargo esta diferencia se aprecia en los que estuvieron por 264 horas en hipotermia.
Con respecto al tiempo de inicio de la hiperactivación, los espermatozoides recién extraídos de la cauda demoran 2 horas mientras los que permanecieron en estrés hipotérmico, lo logran a los 6º minutos del inicio de la incubación a 37º C.
En el cuadro N°2, se presentan los porcentajes de reacción del acrosoma a través del tiempo de permanencia en hipotermia. La reacción del acrosoma se evalúo 30 minutos después de agregar imidazol 5mM a las microgotas de espermatozoides hiperactivos. Como se puede apreciar, el la reacción del acrosoma es muy similar a las 24 hrs. (67,20 %), 72 hrs (66.88%) y 120 hrs.(66,80%) en estrés hipotérmico, sin embargo existe una disminución de reacción del acrosoma (47.90 %) en los que estuvieron por 264 horas a baja temperatura.
Maduración de ovocitos
Los tipos de COCs seleccionados de ovarios de hembra fueron madurados por 13 horas en el NCSU 23 con hormonas y después 12 horas en el medio sin hormonas. Se utilizaron 283 COCs y se observó la expansión del cúmulo sólo en 158 (55.8%). La expansión del cúmulo es el indicador morfológico de maduración.
Fecundación in vitro
Espermatozoides sin acrosoma se agregaron a los ovocitos con cúmulo expandido y después de 24 horas se verificaba la presencia de embrión de 2-células y
Se fecundaron ovocitos con espermatozoides que no habían permanecido en hipotermia y con espermatozoides de 72 y 120 horas de hipotermia.
En cada caso se utilizaron 50 ovocitos. En la tabla N°1 se muestran los resultados preliminares obtenidos donde se puede apreciar que el estrés hipotérmico no es un factor limitante de la fecundación ni del desarrollo embrionario temprano en cuy.
DISCUSIÓN
En el presente trabajo se demuestra que los espermatozoides epididimarios de cuy en estrés hipotérmico adquieren capacidad fértil hasta 264 horas inclusive en el medio SM, en relación a los medios de cultivo que contienen entre 0.25 a 0.33 mM de piruvato en los cuales el tiempo máximo de viabilidad alcanza sólo a 120 horas (Gonzales Figueroa, 1988).
Esto sugiere que el piruvato, en una concentración elevada (22,3 mM), sería la fuente energética preferida para mantener la supervivencia espermática en estrés hipotérmico. Conjuntamente con las sustancias que se encuentran en el fluido de la cauda del epidídimo que inhiben capacitación y reacción del acrosoma cuando los espermatozoides se encuentran almacenados en la cauda (Bavister et al., 1978).
Los espermatozoides cuando abandonan el testículo, lo hacen morfológicamente completos, pero no funcionalmente (Austin, 1952). La funcionalidad total se adquiere en el tránsito por el epidídimo y por el tracto reproductor de la hembra o mediante la capacitación espermática in vitro. Durante la capacitación ocurren cambios en los patrones de batimiento del flagelo espermático, fenómeno conocido como hiperactivación (Yanagimachi, 1969).
El aumento de la motilidad de los espermatozoides hiperactivos presumiblemente les ayuda a superar la barrera de la mucosa del tracto reproductivo femenino y es crucial para lograr la fecundación de los gametos. Durante la capacitación los espermatozoides experimentan una pérdida de colesterol de la membrana, probablemente desde un microdominio de membrana (glicoesfingolípido, colesterol y proteína), que asociada al ingreso de bicarbonato de sodio desde el medio (aparato reproductor femenino o su equivalente in vitro) generan la activación de un mecanismo original de transducción de señales Esta vía conduce a fosforilación de residuos de tirosina en proteínas específicas ricas en este aminoácido (Boarelli et al, 2007). Es interesante tener en cuenta que a partir de las 24 horas de estrés hipotérmico, la capacitación espermática se logra 60 minutos después del inicio de la incubación a 37°C, en relación a las 2 horas que demora este proceso en los
espermatozoides recién obtenidos del epidídimo. Esto podría deberse a la formación de microdominios lipídicos, provocado por el estrés hipotérmico, pero que no compromete la integridad funcional de los espermatozoides. Los valores de hiperactivación entre 24 a 120 horas en estrés hipotérmico son similares con respecto a los espermatozoides de 264 horas donde se evidencia una baja porcentual significativa de hiperactivación.
Existen proteínas fosforiladas en tirosina como la piruvato deshidrogenasa A2 (PDHA2) que es requerida para la hiperactivación y la reacción del acrosoma en espermatozoides de hamster (Kunar et al., 2008) y otra, la dihidrolipoil deshidrogenasa (DLD) que se mantiene fosforilada en tirosina durante la capacitación de espermatozoides de mamíferos (Mitra &. Shivaji, 2004). La presencia de estas enzimas, servirían para regular la oxidación del piruvato, y de esta forma provocar la hiperactivación en el medio SM (22.3 mM de piruvato). A juzgar por nuestros resultados estas enzimas no se deterioran durante la permanencia de los espermatozoides de cuy en estrés hipotérmico, puesto que los espermatozoides de 24 horas y los de 264 horas mantienen los patrones de hiperactivación y reacción del acrosoma.
Sólo los espermatozoides hiperactivos inician la reacción del acrosoma inducida por el imidazol presente en el medio de cultivo. Existen evidencias que algunas sustancias como el bicarbonato de sodio, promueven la reacción acrosómica espontánea en espermatozoides de hámster (Boatman & Robbins, 1991), es probable que el imidazol, sea un regulador del pH del medio de cultivo y la variación de pH sea una de las causas de la reacción acrosomal, pero no se puede descartar que el imidazol pueda provocar, también, la formación de microdominios lípidicos que facilitarían la exocitosis acrosomica.
El desarrollo embrionario está influenciado directamente por mecanismos que ocurren durante la maduración del ovocito. Si bien es cierto que muchos ovocitos inmaduros son capaces de completar la meiosis in vitro, sólo un pequeño porcentaje de ellos adquieren una correcta competencia de desarrollo, para continuar hasta el estado de blastocisto. Los ovocitos recolectados de ovarios procedentes de mataderos son una fuente extremadamente heterogénea en términos de calidad y competencia de desarrollo (Brackett & Zuelke, 1993). De los 283 COCs de cuy seleccionados 158 (55.8%) maduraron en el medio NCSU 23 expandiendo el cúmulo, indicador importante de la capacidad de competencia ovocitaria (Krisher, 2004).
Es interesante mencionar que es la primera vez que
se usa este medio de cultivo para madurar con relativo éxito ovocitos de cuy.
La eficiencia del medio de maduración ovocitaria, sirvió para comprobar que los espermatozoides que sobreviven en estrés hipotérmico prolongado, son capaces de fecundar ovocitos maduros y además iniciar el desarrollo embrionario hasta el estado de blastocisto.
Se puede afirmar que sistemas de cultivo quimicamente definidos, como el medio SM, permiten que los espermatozoides de cuy sobrevivan en estrés hipotérmico sin alterar su capacidad fértil.
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Cuadro 1. ESPERMATOZOIDES HIPERACTIVOS EN ESTRÉS HIPOTERMICO
Cuadro 2. REACCIÓN DEL ACROSONA EN ESPERMATOZOIDES DE CUY EN ESTRES HIPOTERMICO.
Tiempo en estrés hipotérmico Número de ovocitos maduros 2-células blastocisto
Control (0 hrs) 50 31 (62 %) 19 (38.0 %)
72 hrs 50 23 (46 %) 15 (30.0 %)
120 hrs 50 19 (38 %) 17 (34.0 %)
Tabla 1. Embriones obtenidos in vitro con espermatozoides que permanecieron en estrés hipotérmico
EFECTO DEL EXTRACTO DEL FRUTO DE Solanum melongena "BERENJENA" EN CONEJOS HIPERCOLESTEROLÉMICOS
Lidia Cruz Neyra1
RESUMEN
El propósito de la presente investigación fue determinar el efecto del extracto crudo del fruto de la «berenjena», Solanum melongena, sobre el perfil lipídico y la peroxidación lipídica en conejos hipercolesterolémicos. Se utilizaron treinta conejos, separados en tres grupos que recibieron dieta control (GC), dieta hipercolesterolémica (GH) y dieta hipercolesterolémica y extracto de berenjena (GB). Se evaluaron el perfil lipídico y la peroxidación en la lipoproteína de baja densidad (LDL) nativa y oxidada. El colesterol plasmático, LDL y triglicéridos que se incrementaron en el grupo GH se redujeron en 19, 29 y 38% respectivamente en el grupo GB. En el grupo GB disminuyeron el contenido de malonaldehído (MDA) en las LDL nativas (56%) y oxidadas (22%) en comparación al grupo GH (p< 0.05). Se evidencia que la berenjena tiene un papel protector sobre la peroxidación lipídica.
Palabras claves: Berenjena, hipercolesterolemia, peroxidación lipídica
SUMMARY
The purpose of this study was to determine the effect of crude extract from the fruit of the eggplant, Solanum melongena, on the lipid profile and lipid peroxidation in hypercholesterolemic rabbits. Thirty rabbits were used, separated into three groups that received control diet (GC), hypercholesterolemic diet (GH) and hypercholesterolemic diet and extract eggplant (GB). These were evaluated lipid profile and lipid peroxidation in low-density lipoprotein (LDL) native and oxidized. The plasma cholesterol, LDL and triglycerides are increased in the GH group, but were reduced by 19, 29 and 38% respectively in group GB. The group GB decreased the content of malonaldehide (MDA) in the native LDL (56%) and oxidized (22%) compared to the GH group (p
<0.05). It was evident that the eggplant has a protective role on lipid peroxidation.
Key words: Eggplant, hypercholesterolemia, lipid peroxidation
INTRODUCCIÓN
En la actualidad existe un consenso en relación al papel del estrés oxidativo en la aterosclerosis, que representa un mayor estado de oxidación de lípidos y proteínas en la pared vascular. (Witztum, 1994, Stocker et al. 2004)
La hipótesis de la modificación oxidativa en la aterosclerosis predice que la oxidación de las lipoproteínas de baja densidad (LDL) es un evento temprano en la aterosclerosis y su modificación oxidada contribuye a la formación de ateromas. Esta hipótesis, se evidencia in vitro cuando LDL oxidada
forma células espumosas (foam cell) e in vivo tiene una serie de actividades potencialmente proaterogenica, y varias de ellas estructuralmente no vinculadas a la inhibición por antioxidantes en aterosclerosis experimental en animales. Un consenso en la enfermedad vascular destaca la importancia de los eventos oxidativos, además de la oxidación del LDL (Aviram, 1996).
Los eventos oxidativos incluyen la producción de especies reactivas de oxígeno y nitrógeno por las células vasculares, así como las modificaciones oxidativas que contribuyen a importantes manifestaciones clínicas de las enfermedades cardio-
1 Laboratorio de Bioquímica y Nutrición. Facultad de Ciencias Biológicas. Universidad Ricardo Palma.
E-mail: [email protected]
vasculares, tales como la disfunción endotelial y la interrupción de la placa. A pesar de estos abundantes datos, sin embargo, siguen habiendo problemas fundamentales con la implicancia de la modificación oxidativa como un requisito patofisiologicamente importante de la aterosclerosis (Ylä-Herttuala, 1991).
El daño oxidativo que se produce por el desequilibrio entre fenómenos antioxidantes/proxidantes parece crucial en el origen de la ateroesclerosis, y esto aumenta la posibilidad que los antioxidantes, como la vitamina C, betacaroteno y en especial el alfa tocoferol (vitamina E), puedan prevenir o retardar el desarrollo de esta enfermedad (Miller, 1998, Stocker y Keaney, 2004)
Por otro lado, hay una corriente de utilizar dietas ricas en alimentos que contengan antioxidantes como es el caso del uso de Solanum melongena L "berenjena", por lo que se deberá estudiar sus principios químicos que tengan una mayor implicancia en el secuestro de radicales libres.
La berenjena es una especie vegetal originaria del sudeste asiático, es consumida cocida o cruda.
Estudios farmacológicos demuestran propiedades anti- inflamatorias, así como efecto antioxidante de preparados del fruto dada la alta composición de flavonoides. Se ha reportado 115 compuestos de diversa familias química, los que se encuentran en el fruto y corresponden a aminoácidos (alanina, 5- hidroxitriptamina, arginina, glicina, leucina, serina), ácidos carboxílicos (alfa-linolénico, araquidónico, ascórbico, aspártico, glutámico, oxálico, palmítico), aminas (fenilalanina, triptamina), alcaloides (isoescopoletina, solanina, solanidina), flavonoides (delphinidin-3-rutinósido-3-(4'-coumaroilrutinósido)-5- glucósido) y oligoelementos (aluminio, bario, boro, cadmio, calcio, cobre, hierro, magnesio, potasio, selenio, sodio).
Sudheesh et al., 1999 reportaron que flavonoides aislados de Solanum melongena (berenjena) muestra una potente actividad antioxidante en ratas alimentadas con dieta hipercolesterolémica a quienes se les administró 1 mg de extracto de flavonoide por 100 gramos de peso / día. Las concentraciones de malonaldeído, hidroperóxidos y conjugados dienos fueron sgnificativamente disminuidos. Los niveles de glutationa aumentaron y significativamente estimularon la actividad de catalasa, que podría ser la responsable de los efectos de los flavonoides de la berenjena.
Botelho et al., 2004 evaluaron el efecto de la berenjena en el metabolismo de colesterol y la aterogenesis en
extracto de berenjena. Al término del experimento fueron evaluados el estrés oxidativo a través de la formación de conjugados dienos, anticuerpos anti LDL oxidada por inmunoensayo. El colesterol total y las lipoproteínas aterogénicas no disminuyeron con la ingesta de extracto de berenjena, pero incrementaron los anticuerpos anti LDL oxidada indicando un alto nivel oxidativo . Asimismo el extracto de berenjena no disminuyó el colesterol plasmático, ni la placa aterogénica. Sus resultados no sostienen el uso de extracto de berenjena como agente hipocolesterolémico.
El propósito de la presente investigación fue determinar el efecto del extracto crudo del fruto de la "berenjena" sobre el perfil lipídico y la peroxidación lipídica en conejos hipercolesterolémicos.
MATERIALES Y MÉTODOS
Se usaron conejos machos de la raza Nueva Zelandia de aproximadamente 2.60 kilos de peso, los cuales fueron colocados en jaulas independientes. Las condiciones ambientales fueron: temperatura promedio 22-25ºC, humedad 75% y un foto período de 12 horas.
Los animales de experimentación fueron separados en 3 grupos como sigue: Grupo I, dieta control (GC);
Grupo II, dieta hipercolesterolémica (GH), conteniendo 0.5% y 10% de aceite de coco y Grupo III, dieta hipercolesterolémica + 20 ml de extracto de berenjena (vía nasofaríngea), GB. La dieta fue proporcionada diariamente a razón de 100 gramos y agua ad libitum, durante 30 días, luego de los cuales los animales fueron sacrificados previo ayuno de 14 horas, colectándose la sangre.
Fueron determinados enzimáticamente los valores de triglicéridos (TG) y colesterol total (CT). La LDL se determinó por precipitación selectiva mediante el uso de heparina. Dicho valor se obtiene por diferencia entre los valores de colesterol total y los de VLDL (lipoproteína de muy baja densidad) HDL (lipoproteína de alta densidad). HDL se obtuvo precipitando selectivamente las lipoproteínas LDL y VLDL, y quedando HDL en solución, determinándose el contenido de colesterol, según Trinder 1998.
Para la determinación de la peroxidación lipídica se aisló LDL por ultracentrifugación de acuerdo al procedimiento de Havel et al. 1995. La oxidación de LDL fue realizada mediante incubación de 100 ug de proteína/ mL en buffer fosfato salino 1 mM, pH 7.4 en presencia de sulfato de cobre (5 mM) a 37 C por
MDA, producto de lipoperoxidación con el ácido tiobarbitúrico, formándose el complejo MDA-TBA, que se determina a 535 nm por absorbancia.
El análisis estadístico se realizó usando el test de Kruskal Wallis a un nivel de significancia de p<0.05.
RESULTADOS
Los valores del perfil lipídico de los tres grupos de conejos: control (GC) hipercolesterolémico (GH) y el tratado con extracto de berenjena (GB) son mostrados en la Tabla 1.
Los valores de colesterol total CT, LDL, VLDL y Triglicéridos aumentaron significativamente en el
grupo sometido a dieta hipercolesterolémica, en comparación con el grupo control; mientras que el grupo tratado con extracto de berenjena disminuyeron significativamente. (p< 0.05). Sin embargo, no hay diferencias significativas para los niveles de VLDL y HDL entre los grupos hipercolesterolémicos y tratados con extracto de berenjena.
La concentración de malonaldehído en las LDL nativas y oxidada aumentaron significativamente (p<
0.05) en los animales del grupo hipercolesterolémicos en relación al grupo control y disminuyeron en el grupo tratado con extracto de berenjena (Tabla 2)
Tabla 2. Niveles de peroxidación lipídica en LDL de conejos según dieta
LDL=lipoproteína de baja densidad, MDA-LDL nativa y oxidada = nanomoles de malonaldehído / mg de proteína de la fracción de LDL. Letras distintas indican diferencias significativas entre grupos (p< 0.05) según el test de Kruskall –Wallis
Tabla 1. Perfil Lipídico en conejos según dieta
CT= colesterol total; TG= triglicéridos, VLDL= lipoproteína de muy baja densidad, LDL=lipoproteína de baja densidad, HDL= lipoproteína de alta densidad. Letras distintas indican diferencias significativas entre grupos (p< 0.05) según el test de Kruskall –Wallis.
mg/dL GrupoI (Control) Grupo II
(Hipercolesterolémicos)
Grupo III
(Hipercolesterolémico + extracto de
berenjena) CT 59.60 ± 5.39
c1,360 ± 59.80
a1,097.70± 80.90
bC-VLDL 9.7 ± 0,16
b410.53 ± 42.50
a435.89 ± 67.54
aC-LDL 16.91 ± 2.40
c841.33 ± 140.62ª 595.87 ± 207.06
cC-HDL 32.85 ± 5.65
b49.19 ± 4.63ª 32.85 ± 5.15ª TG 119.00 ± 35.26
c326.54 ± 78.61
a119.00 ± 35.26
bmg/dL GrupoI (Control) Grupo II
(Hipercolesterolémicos)
Grupo III
(Hipercolesterolémico + extracto de
berenjena) MDA-LDL
oxidada 31.21 ± 5.06ª 57.23 ± 5.26ª 44.67 ± 7.42b MDA-LDL
nativa 1.49 ± 0,46b 3.31 ± 0.65a 1.45 ± 0.92b
DISCUSIÓN
La administración de dietas enriquecida con colesterol y aceite de coco a conejos de la raza Nueva Zelandia, durante treinta días mostró un incrementó de los niveles de colesterol, y de las lipoproteínas plasmáticas, cuando se compara con los niveles de conejos sometidos a una dieta control.
En los animales hipercolesterolémicos tratados con extracto de berenjena, se observó una reducción del 19% del colesterol total en comparación con el grupo hipercolesterolémico, esta disminución fue observada por Mitschek en 1975 en tejidos aórticos de conejos hipercolesterolémicos, a través de su estudio histológico cuyas alteraciones fueron muy discretas en aquellos animales tratados con berenjena.
Asimismo Cruz et al. 1997 reportó que tratando a pacientes hipercolesterolémicos con extracto de berenjena y jugo de naranja observaron una reducción del colesterol total y de las fracciones LDL y VLDL sin observar cambios en los valores de HDL.
Se ha reportado que la berenjena tiene flavonoides entre ellos destaca el delphin-3-rutinosido-3-(4’- coumaroilrutinosido)- 5’glucósido, además de contener más de 115 compuestos. Los flavonoides podrían jugar un rol importante en la actividad antioxidante que evitaría la oxidación de las lipoproteínas, particularmente LDL, a quien se le atribuye papel importante en la formación de la placa aterogénica.
De manera que el efecto antioxidante podría ser una causa de la observación de la resistencia de LDL a oxidarse como se aprecia en la tabla 2; sin embargo, se necesita realizar mayores pruebas para establecer las propiedades de la berenjena como reductor de la oxidación y disminución de las concentraciones de colesterol total y de las lipoproteínas plasmáticas.
LITERATURA CITADA
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