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Desarrollo de modelos para evaluación y pronóstico de la recuperación motora de la mano de pacientes con enfermedad vascular cerebral subsecuente a terapia con interfaz cerebro-computadora
Get PDFLa enfermedad vascular cerebral (EVC) es una de las patologías que causa mayor discapacidad a nivel mundial y, se estima que afecta a 1,148,775 personas en México. La EVC provoca parálisis en un hemisferio del cuerpo, y varios pacientes tendrán una baja probabilidad de recuperación del movimiento del miembro superior. Es por ello, que se están evaluando terapias experimentales que permitan ofrecer nuevas alternativas para la rehabilitación de los pacientes, tal es el caso de las terapias basadas en interfaces cerebro-computadora (BCI). En la actualidad, para analizar la eficacia y la efectividad de una intervención terapéutica en pacientes con EVC, se usan escalas clínicas como la Fugl-Meyer de miembro superior (FMAUE) y el “Action Research Arm Test” (ARAT), las cuales tienen la desventaja de ser subjetivas. Mediciones fisiológicas objetivas, como la electroencefalografía, la integridad de la vía corticoespinal y la fuerza del miembro superior, podrían complementar a las mediciones clínicas de miembro superior, y ser usadas como como biomarcadores de recuperación. Sin embargo, aún es necesario evaluar si las variables derivadas de estas mediciones fisiológicas están asociadas con la recuperación clínica. Para explorar esta posibilidad, en este trabajo se desarrollaron y analizaron modelos matemáticos que permitieron explorar estas asociaciones, así como la aplicación de variables fisiológicas para el pronóstico de recuperación de los pacientes, por medio de modelos lineales y no lineales. Se reclutó una muestra de 11 pacientes con EVC. Los pacientes recibieron una intervención de dos meses, compuesta por un mes de terapia convencional y otro de una terapia con una BCI (el orden de las terapias fue aleatorio). Antes y después de la intervención se realizaron evaluaciones clínicas con FMA-UE y ARAT. Y, además, se realizaron estudios fisiológicos, que consistieron en registros de electroencefalografía (EEG) (los cuales también fueron recabados durante cada sesión de la BCI), potenciales evocados motores (MEPs) obtenidos por medio de Estimulación Magnética Transcraneal (TMS) en el hemisferio afectado y no afectado, y fuerza de prensión del miembro superior afectado. En primer lugar, se realizó el análisis del EEG y de los MEPS para obtener características útiles de las señales y junto con la fuerza de prensión, se formó una base de datos compuesta por 52 variables. Siendo la mayor parte de ellas derivadas del EEG. Posteriormente, se analizó la asociación entre las variables fisiológicas con la recuperación clínica, en conjunto e individualmente, para lo cual se usaron modelos de regresión lineal tipo “stepwise”.The predictive capacity of the variables was also analyzed using linear regression models, and non-linear models comprised by a Regression Tree Ensemble. From the Regression Tree Ensemble, variables with higher and lower contribution to the model’s prediction were also analyzed. Clinical scales results showed significant differences after both interventions (baseline: FMA-UE = 12.5[9,15], post-therapy = 15.5[13,29], and ARAT: baseline = 3[0,5], post-therapy = 4.5[0,16]); therefore, they could be used for exploring associations and predictive capacity of the physiological variables. Cortical activations and functional connectivity showed a linear association with motor recovery measured with FMA-UE (p=2.26e-07, y R2=0.99996) and ARAT (p=2.03e-07, y R2=1). For FMA-UE, a lower activation in the central regions of the affected hemisphere, and a higher connectivity between central and parietal regions from both hemispheres, were associated with a higher recovery. For ARAT a lower activation of the unaffected hemisphere, coupled with connectivity changes between most of the regions in both hemispheres, were associated with recovery. These linear associations were probably observed due to physiological changes within the cortex during movement-related tasks, reflecting neuroplasticity mechanisms. For prediction, linear and non-linear models implied that it is possible to predict, using solely physiological variables, upper limb motor recovery. Since non-linear models showed prediction errors (FMAUE = -0.4[-4.9, 1.3], ARAT = -3.4[-5.2,4.2]), lower than the minimal clinically important difference. The variables that showed a greater potential for prognosis of clinical recovery were cortical activations mainly in the regions of the affected hemisphere, functional connectivity in both hemispheres, strength of the affected hand, and corticospinal excitability measured with TMS in the non-affected hemisphere. This is in line with the hypothesis that higher activity in the affected hemisphere and lower in the non-affected will imply a higher probability of upper limb recovery in stroke patients. Therefore, this work presents a tool of great usefulness for the evaluation and prognosis of hand motor recovery in stroke that receive BCI and conventional therapies, contributing to the development and validation of therapies based in braincomputer interfaces, and to the creation of new clinical evaluation tools for patients.Stroke is one of the main causes of disability worldwide, and it is estimated to affect 1,148,775 people in Mexico. Stroke causes paralysis of one of the body’s hemispheres, and some patients will have a low probability of recovery. For this reason, new experimental therapies are currently under evaluation, like those based on Brain Computer Interfaces (BCI). In order to evaluate the effectiveness of a therapeutic intervention, clinical assessments are used, such as the Fugl-Meyer Assessment of the Upper Extremity (FMA-UE) and the Action Research Arm Test (ARAT), however, these have the disadvantage of being subjective. Objective physiological measurements, such as electroencephalography (EEG), corticospinal tract integrity and upper limb strength could complement clinical measurements as possible biomarkers. However, it is still necessary to evaluate the possibility that physiological derived variables are associated with clinical recovery. To explore this possibility, in this work mathematical models were developed and analyzed that allowed to explore these associations, as well as the application of physiological variables for recovery prognosis, using linear and non-linear methods. A sample of 11 stroke patients was recruited. Patients received a 2-month intervention, comprised by a month of conventional, and another month of BCI therapy (therapies sequence was random). Before and after the intervention clinical measurements of FMA-UE and ARAT were performed. Physiological measurements were comprised by EEG (which was also acquired during each of the BCI therapy sessions), motor evoked potentials (MEPs) obtained with Transcranial Magnetic Stimulation (TMS) from patients’ affected and non-affected hemispheres, and upper limb strength. Firstly, the EEG and MEP were analyzed to extract features, and combined with grip strength measurements, were used to build a database comprised by 52 variables. Most variables were obtained from EEG. Afterwards, the association between physiological variables with clinical recovery was analyzed, separating variables by type of physiological measurement, and also with all of the variables, using a stepwise linear regression.La capacidad predictiva de las variables también fue analizada usando los modelos de regresión lineal, y modelos no lineales compuestos por ensambles de árboles de regresión. Con los ensambles de árboles de regresión también se obtuvieron las variables que presentaron una mayor y menor aportación a la predicción de la recuperación de los pacientes. Las escalas clínicas mostraron diferencias significativas después de la intervención (FMA-UE: pre-terapia = 12.5[9,15], post-terapia2 = 15.5[13,29]; ARAT: pre-terapia = 3[0,5], post-terapia2 = 4.5[0,16]), por lo que pudieron ser usadas para explorar asociaciones y la capacidad predictiva de las variables fisiológicas. Los modelos lineales que presentaron una mayor asociación con la recuperación medida con FMA-UE (p=2.26e07, y R2=0.999958) y con ARAT (p=2.03e-07, y R2=1), incluyeron activaciones y conectividad funcional cortical. Para FMA-UE, una menor activación de regiones centrales del hemisferio afectado, y mayor conectividad entre regiones centrales y parietales en ambos hemisferios, fueron asociadas con mayor recuperación. Mientras que para ARAT menor activación en el hemisferio no afectado, combinado con cambios de conectividad entre la mayor parte de las regiones dentro de ambos hemisferios fueron asociados con la recuperación. Estas asociaciones lineales probablemente se deben a que los mecanismos de neuroplasticidad pudieron observarse como cambios fisiológicos en la corteza cerebral durante tareas asociadas al movimiento. Por otro lado, se observó que es posible predecir la recuperación clínica del miembro superior usando únicamente variables fisiológicas tanto con modelos lineales como no lineales. Sin embargo, los modelos no lineales mostraron errores de predicción (FMA-UE = -0.4[-4.9,1.3,], ARAT = - 3.4[-5.2,4.2]) menores a la diferencia mínimamente clínicamente significativa. Las variables que mostraron mayor potencial para describir la recuperación clínica fueron las activaciones principalmente en el hemisferio afectado, la conectividad funcional en ambos hemisferios, fuerza de la mano afectada, y la excitabilidad corticoespinal medida a partir de TMS en el hemisferio no afectado. Lo cual cumple con la hipótesis de que a mayor actividad del hemisferio afectado y menor del no afectado se tendrá una mayor probabilidad de recuperación en pacientes con EVC. Por lo que, este trabajo presenta una herramienta de gran utilidad para evaluar y pronosticar la recuperación de la mano de pacientes con EVC que se someten a terapias con BCI y convencionales, contribuyendo así al desarrollo y validación de terapias basadas en interfaces cerebro-computadora y a la creación de nuevas herramientas para la valoración clínica de los pacientes
Modelos y prácticas de belleza entre los trabajadores formales en venta y aplicación de maquillaje en Ciudad de México
Get PDFEfecto de la ingesta de inulina tipo agave en las concentraciones de calcio y fósforo en sangre en una población de monos Rhesus con densidad ósea conocida mediante tomografia axial computarizada (TAC)
Get PDFLa osteoporosis es una enfermedad crónica caracterizada por baja masa ósea y un deterioro de la microarquitectura del tejido óseo que incrementa la fragilidad del mismo, aumentando el riesgo de fractura; debido a que el calcio (Ca2+) es fundamental para la mineralización de huesos y dientes, se recomienda una ingesta diaria adecuada como medida preventiva y tratamiento de enfermedades esqueléticas. El microbioma intestinal es un factor determinante en la absorción de minerales y existe evidencia que el consumo de fructooligosacáridos, como la inulina del agave, incrementan la presencia de micriobiota benéfica en el tracto gastrointestinal. Las similitudes fisiológicas y la proximidad filogenética entre el humano y los monos Rhesus, los vuelven un excelente modelo para el estudio de enfermedades asociadas a la edad y sus posibles tratamientos. Además, las poblaciones de macacos en cautiverio son una alternativa ventajosa en estudios de larga duración ya que las historias clínicas están completas, los individuos se encuentran bajo observación constante y variables como la dieta y el consumo general de alimentos están estrictamente controladas. Objetivo: Evaluar las concentraciones de calcio y fósforo en sangre antes y después de la suplementación de inulina tipo agave en la dieta de una población de monos Rhesus con densidad ósea conocida mediante Tomografía Axial Computarizada (TAC). Material y métodos: Se utilizaron 32 macacos (Macaca mulatta) divididos en grupos etarios (juveniles de 5-9, adultos de 10-19 y seniles de 20-28 años), se realizó una tomografía axial computarizada (TAC) para medir la densidad media ósea (DMO) femoral y categorizarlos en sanos, osteopénicos y osteoporóticos. También se extrajeron muestras de sangre para realizar bioquímica sanguínea, en donde se evaluaron los niveles de calcio (Ca), fósforo (P) y fosfatasa alcalina (FosAl). La población se dividió en dos grupos: control (n=11) y experimental (n=21) de acuerdo a sus clanes familiares. Al grupo experimental se le suministró un producto comercial de inulina de agave (Metlin®) a una concentración de 1 gr/ml asegurando una ingesta de al menos 8g de inulina al día. Transcurridos 22 meses, se realizó nuevamente un análisis de sangre. Los resultados de la TAC fueron analizados estadísticamente mediante ANOVA y prueba de Tukey para determinar diferencias en la densidad ósea de los individuos. Para determinar diferencias en las concentraciones de Ca, P y FosAl, se usó ANOVA para las concentraciones iniciales y ANOVA de 3 vías para las concentraciones finales y sus relaciones con las variables. Resultados: Se obtuvo la DMO de la población, y las proporciones de hueso trabecular y hueso cortical para cada grupo de edad, también se determinaron 7 sujetos osteopénicos. Tanto en el grupo control y grupo experimental no presentaron diferencias significativas en las concentraciones iniciales de Ca, P y FosAl. En las concentraciones finales se observaron diferencias significativas en Ca y P, no así en FosAl. Conclusiones: Nuestros resultados sugieren que en monos Rhesus, la ingesta de inulina como suplemento alimenticio tiene un efecto positivo en la salud ósea favoreciendo la homeostasis del Ca a través de su absorción y consecuente incremento en biodisponibilidad, potencialmente deteniendo los procesos de resorción ósea. Se recomienda la realización de estudios más específicos para comprobar el efecto de este prebiótico en la salud ósea.Osteoporosis is a chronic skeletal disease characterized by low bone mass and microarchitectural deterioration of bone tissue with a consequent increase in bone fragility and fracture risk. An adequate calcium (Ca2+) daily intake is recommended to prevent and treat bone diseases, since it is critical to bone and teeth mineralization. Gut microbiome is a determinant factor on the absorption of minerals and there is evidence that the consumption of fructooligosaccharides like agave inulin increases the presence of beneficial microbiota in the gastrointestinal tract. The physiological similarities and the close phylogenetic relation between humans and Rhesus monkeys, make them an excellent model to study age-related diseases and possible treatments. Captive macaque populations are an advantageous alternative in long-term studies because their individual clinical history is well documented, the individuals are under constant observation and variables such as diet and overall food intake are controlled. Objective: To evaluate the concentrations of calcium and phosphorus serum before and after the supplementation of agave-type inulin in the diet of a population of Rhesus monkeys with known bone density through of Computed Axial Tomography (CT). Material and methods: 32 macaques (Macaca mulatta) were used, divided in three age groups (youth 5-9, adults 10-19 and senile 20-28 years old), an axial computer tomography (CT scan) was performed to assess femoral bone mineral density (BMD) and categorized them into healthy, osteopenic and osteoporotic. Blood samples were also extracted to run blood biochemistry test, where the levels of calcium (Ca), phosphorus (P) and alkaline phosphatase (FosAl) were evaluated. For the experimental phase, subjects were sorted out in two groups: control (n=11) and experimental (n=21) according to their troops. The experimental group was supplied with a commercial product of agave inulin (Metlin®) at a concentration of 1gr/ml ensuring an intake of at least 8 gr of inulin per day. After 22 months, a blood test was performed again. The results of the CT scan were statistically analyzed by ANOVA and Tukey's test to determine differences in the bone density of the individuals. To determine differences in Ca, P and FosAl concentrations, ANOVA was used for the initial concentrations and 3-way ANOVA for the final concentrations and their interaction with the variables. Results: The BMD of the population was obtained, and the proportions of trabecular bone and cortical bone for each age group, 7 osteopenic subjects were also determined. Both the control group and the experimental group did not show significant differences in the initial concentrations of Ca, P and FosAl. In the final concentrations, significant differences were observed in Ca and P, but not in FosAl. Conclusions: Our results suggest that in Rhesus monkeys, inulin intake as a dietary supplement has a positive effect on bone health, favoring Ca homeostasis through its absorption and consequent increase in bioavailability, potentially stopping bone resorption processes. More specific studies are recommended to verify the effect of this prebiotic on bone health. Key words: Bone Mineral Density, calcium, agave inulin, prebiotics, non-human primates, Rhesus macaques
Participación de los receptores muscarínicos M2 presentes en el núcleo supraquiasmático sobre la regulación de la ovulación a lo largo del ciclo estral de la rata adulta
Get PDFOvulationis a process regulated by neuroendocrine signals from the hypothalamus, pituitary gland, ovaries, etc.Gonadotropin-releasing hormone (GnRH) is secreted in the hypothalamus, which stimulates the release of gonadotropins in the adenohypophysis. The secretion of GnRH is modulated by various hormones or neurotransmitters that regulate it in a stimulating or inhibitory manner. Several studies have shown that the muscarinic system participates in neuroendocrine mechanisms that regulate ovulation and steroid hormone secretion, which varies depending on the stage of the estrous cycle and the time of day. Ovulation is a periodic process. The pre-secretory secretion of GnRH is regulated by signals that come from the suprachiasmatic nucleus (NSQ). The NSQ receives cholinergic information and there is evidence to show that the cholinergic information that reaches both sides of the NSQ is necessary for the pre-secretory secretion of luteinizing hormone (LH) to induce ovulation. In order to analyze throughout the estrouscycle the participation of the M2 muscarinic receptors (m2AChR)of the Suprachiasmatic nucleus left (NSQ-I) or right (NSQ-D) on ovulation, in the present study the blockade of m2AChR was performed through the use of an antagonist allosteric.For this, female, adult and cyclic rats of the CIIZ-V strain maintained in a photoperiod LD= 14: 10 with water and food ad libitumwere used. To which a guide cannula was inserted directed towards the NSQ-D or NSQ-I. After recovery and presenting three consecutive 4-day estrous cycles, at 7:00 h on the days of estrus, right-handed, right-handed or proestrus, the animals were microinjected with 0.3 μL of a triethiodide solution of galamina (26 nmol) or 0.3 μL of vehicle solution. The animals were sacrificed at 9:00 hfrom the predicted estrous and at the autopsy the number of oocytes released and the rate of ovulating animals (TAO) were quantified. The microinjection of saline solution in the NSQ-I did not modify ovulation. The implantation of the guide cannula or the microinjection of saline solution in the NSQ-D did not change the rate of ovulating animals or the number of oocytes released.In the estrous and proestrusstage, the mass of the uterus of the animals with saline microinjection in the left or right NSQ was smaller than that of the intact group. Microinjection with galamine, in the NSQ-I at the stage ofdiestrus-1 resulted in a decrease in the number of oocytes released with respect to the control group (7.4±2.5 vs. 14.7±0.7). In the proestrus,blockade of the m2AChR receptors resulted in an increase in the number of oocytes released by the left ovary and both with respect to their vehicle group (8.3±0.4 vs. 7.3±1.3; 15.0±0.4 vs. 12.3 ±0.5 respectively).The blockade of the m2AChR receptors in the NSQ-D in the proestrusresulted in the blockage of ovulation with respect to its vehicle group (TAO: 7/9vs. 1/9).In the stage ofdiestrus-2, the animals presented the uterine uterus on the day of sacrifice compared to the control group (5/6vs. 0/6). In rats that do not ovulate, as a result of blocking the m2AChR in the NSQ-D at the stage of the proestrus, the injection of synthetic LHRH induced ovulation,so we suggest that the activation of the m2AChR of the NSQ-D is necessary for thegeneration of the increase in LHRH / LH.Based on the results obtained in this study, we suggest that the m2AChR of the NSQ participate differentially on the neuroendocrine mechanisms that regulate the secretion of GnRH and ovulation, which varies depending on the NSQs studied and the stage of the estrous cycle.La ovulación es un proceso regulado por señales neuroendocrinas provenientes del hipotálamo, la hipófisis, los ovarios, etc. En el hipotálamo se secreta la hormona liberadora de gonadotropinas (GnRH), la cual estimula en la adenohipófisis la liberación de las gonadotropinas. La secreción de la GnRH es modulada por diversas hormonas o neurotransmisores que la regulan de manera estimulante o inhibitoria. Diversos estudios han mostrado que el sistema muscarínico participa en los mecanismos neuroendocrinos que regulan la ovulación y la secreción de hormonas esteroides, lo cual varía en función de la etapa del ciclo estral y la hora del día. La ovulación es un proceso periódico. La secreción preovulatoria de GnRH es regulada por señales que provienendel núcleo supraquiasmático (NSQ). El NSQ recibe información colinérgicay se tienen evidencias que muestran que la información colinérgica que llega a ambos lados del NSQ es necesaria para la secreción preovulatoria de la hormona luteinizante (LH) para inducir la ovulación. Con el fin de analizar a lo largo del ciclo estral la participación de los receptores muscarínicos M2 (m2AChR) del núcleo supraquiasmático izquierdo (NSQ-I) o derecho(NSQ-D) sobre la ovulación, en el presente estudio se realizó el bloqueo de los m2AChR mediante el uso de un antagonista a lostérico. Para ello, se utilizaron ratas hembras, adultas y cíclicas de la cepa CIIZ-V mantenidas en un fotoperiodo LD=14:10 con agua y alimento ad libitum. A las cuales se les insertó una cánula guía dirigida hacia el NSQ-D o NSQ-I. Después de su recuperación y de presentar tres ciclos estrales consecutivos de 4 días, a las 7:00 h en los días de estro, diestro-1, diestro-2 o proestro, los animales fueron microinyectados con 0.3 μL deuna solución de trietioduro de galamina (26 nmol)o 0.3 μL de solución vehículo. Los animales fueron sacrificadosa las 9:00 hdel estro predichoy en la autopsia se cuantificó el número de ovocitos liberados y la tasa de animales ovulantes (TAO). 2 La microinyección de solución salina en el NSQ-I no modificó la ovulación. El implante de la cánula directriz o la microinyección de solución salina en el NSQ-D no modificó la tasa de animales ovulantes ni el número de ovocitos liberados. En la etapa de estro y proestro, la masa del útero de los animales con microinyección de solución salina en el NSQizquierdo o derecho fue menor que la del grupo intacto. La microinyección con galamina, en el NSQ-I en la etapa de diestro-1 resultó en una disminución del número de ovocitos liberados con respecto al grupo control (7.4±2.5 vs. 14.7±0.7). En el proestro, el bloqueo de los receptores m2AChR resultó en un aumento del número de ovocitos liberados por el ovario izquierdo y por ambos con respecto a su grupo vehículo (8.3±0.4 vs.7.3±1.3; 15.0±0.4 vs. 12.3±0.5 respectivamente). El bloqueo de los receptores m2AChR, en el NSQ-D en el proestro resultó en el bloqueo de la ovulación con respecto a su grupo vehículo (TAO: 7/9vs.1/9). En la etapa del diestro-2, los animales presentaron el útero balonado el día del sacrificio a comparación del grupo control (5/6vs. 0/6) En ratas que no ovulan, resultado del bloqueo de los m2AChR en el NSQ-D en la etapa del proestro, la inyección de LHRH sintética indujo la ovulación, por lo que sugerimos que la activación de los m2AChR del NSQ-D es necesaria para la generación del aumento preovulatorio de LHRH/LH. Con base en los resultados obtenidos en este estudio, sugerimos que los m2AChR del NSQ participan de manera diferencial sobre los mecanismos neuroendocrinos que regulan la secreciónde GnRHy la ovulación, lo cual varía en función del NSQs estudiado y de la etapa del ciclo estral
Exposición a cadmio en etapa puberal: su efecto oxidante y la determinación de testosterona en la rata Wistar adulta
Get PDFEl Cadmio (Cd) es un metal pesado que es considerado como uno de los mayores agentes tóxicos asociados a la contaminación industrial y ambiental. Laprincipal fuente de exposición es por el consumo de alimentos contaminados y por el humo del cigarro. La toxicidad del Cd se ha asociado con daños severos en varios órganos, entre ellos los del aparato reproductor masculino, siendo los testículos unos de los principales órganos afectados junto con los epidídimos. En el testículo, se lleva a cabo la producción de espermatozoides y la síntesis de testosterona (T), mientras que en el epidídimo se lleva a cabo la maduración espermática. La producción y maduración de espermatozoides, así como un incremento en la T, coincide con el desarrollo puberal de la rata Wistar (42 y 49 días de vida posnatal). El Cdse puede concentrar dentro del testículo y en el epidídimo, desde etapas muy tempranas del desarrollo y ejercer efectos negativos, dependiendo de la dosis y periodo de la exposición, se pueden presentar efectos a nivel celular. Se ha propuesto que el estrés oxidante generado por este metal puede estarimplicado en la etiología de la morfología anormal de espermatozoides, lo que puede contribuir a la infertilidad masculina. Es por lo queresulta importante estudiar la exposición al Cd en relación con el desarrollo reproductivo, específicamente sobre la espermatogénesis y los mecanismos de daño asociados. Especialmente los efectos oxidantes que pueden afectar la generación de espermatozoides y su maduración epididimaria. Para ello, se utilizaron ratas crías Wistar macho, las cuales fueron destetadas a los 21 días y asignadas a cuatro grupos. Grupo 1) ratas macho administrados con solución salina vía i.p. del día 21 al día 49 de vida;Grupo 2) ratas macho administrados con 1mg/kg de CdCl2porvía i.p. del día 21 al día 49de vida; Grupo 3) ratas macho tratados del día21 al día 49 de vida con solución salinapor vía i.p.y Grupo 4) ratas macho del 21 al día 49de vida administrados con 1mg/kg de CdCl2 por vía i.p. Los grupos 3 y 4, se dejaron en condiciones de bioterio y se utilizaron hasta el día 90 de vida. En las diferentes edades de estudio, se realizó eutanasia por decapitación para la obtención de sangre y tejido del testículo y epidídimo regionalizado en cabeza y cola para cuantificación de Cdy la medición de la actividad de enzimas antioxidantes. En los animales tratados con Cd, se muestra una mayor concentración de Cd en sangre, testículo y en ambas regiones del epidídimo. Se observó que el Cd disminuyela concentración de la T en suero en ambos grupos, en comparación con los grupos controles, así como un aumento de malondialdehído (MDA) en testículo y epidídimo. El Cd induce alteraciones en la actividad de SOD, CAT y GPx que incideen la relación GSH/GSSG. Nuestros resultados, muestran que el Cd administrado en edades tempranas repercute en la fertilidad masculina durante la edad adulta a través de la inducción de estrés oxidante.Cadmium (Cd) is a heavy metal that is considered one of the main toxic agents associated with industrial and environmental pollution. The main source of exposure is the consumption of contaminated food and cigarette smoke. The toxicity of Cd has been associated with severe damage to several organs, including those of the male reproductive system, being the testicles one of the main organs affected along with the epididymis. Sperm production and testosterone (T) synthesis are carried out in the testicle, while sperm maturation is performed in the epididymis. The production and maturation of sperm, as well as an increase in T, matches the pubertal development in Wistar rat (42 and 49 days of postnatal life, respectively). Cd can be concentrated within the testis and the epididymis, from very early development stages and exert negative effects, effects at cellular level can be presented depending on the dose and period of exposure. It has been proposed that oxidative stress generated by this metal may be involved in the etiology of abnormal sperm morphology, which may contribute to male infertility. It is therefore important to study the exposure to Cd related to reproductive development, in particular on spermatogenesis and associated damage mechanisms, especially the oxidizing effects that can affect sperm generation and epididymal maturation. For this, male Wistar young rats were used, which were weaned at 21 days and assigned to four groups. Group 1) male rats administered with saline solution via i.p. from day 21 to day 49; Group 2) male rats administered with 1 mg/kg of CdCl2 via i.p. from day 21 to day 49; Group 3) male rats treated from day 21 to day 49 with saline solution via i.p. and Group 4) male rats from 21 to 49 days administered with 1mg/kg of CdCl2via i.p. Groups 3 and 4 were left at vivarium conditions and were used from their 90th day of life. Euthanasia was performed at different ages of study by decapitation to obtain blood and tissue from the testis and regionalized epididymis in head and tailfor quantification of Cd and the measurement of antioxidant enzyme activity. In animals treated with Cd, a higher concentration of Cd is shown in blood, testis and in both regions of the epididymis. It was observed that Cd decreases the concentration of serum testosterone in both groups, compared to the control groups, as well as an increase in malondialdehyde (MDA) in the testis and epididymis. The Cd induces alterations in the activity of SOD, CAT and GPx that affects the GSH/GSSG ratio. Our results showthat Cd administered at an early age affects male fertility during adulthood through the induction of oxidative stress
El consumo de una dieta alta en fructosa potencia la progresión del carcinoma hepatocelular en ratones
Get PDFEl carcinoma hepatocelular (HCC) constituye la cuarta causa de muerte relacionada con cáncer a nivel mundial y la tasa de incidencia de este continúa en ascenso, tanto en hombres como en mujeres. La principal causa ha sido el consumo de dietas hipercalóricas ricas en carbohidratos como la fructosa. La dieta alta en fructosa se relaciona con el desarrollo de la NAFLD, uno de los principales factores de riesgo para la aparición del HCC con una alta incidencia en la región americana. La NAFLD se ha clasificado como la enfermedad crónica del hígado más común en los últimos 30 años y es una de las principales causas de trasplante hepático. La NAFLD se define como un conjunto de patologías que pueden desarrollarse debido a la acumulación de lípidos en forma de esteatosis macrovesicular en más del 5% de los hepatocitos y que no se encuentra relacionado con el alto consumo de alcohol. Esta enfermedad puede comenzar como simple esteatosis que puede evolucionar a NASH, fibrosis, puede pasar o no por cirrosis, hasta llegar a la aparición del HCC. México presenta un alto consumo de alimentos ricos en azúcares añadidos, consumo de los cuales se ha relacionado con el riesgo de padecer cáncer. Actualmente, el país ocupa el 5to lugar en consumo de bebidas azucaradas y se preveé un aumento en el consumo de los mismos hacia los próximos 5 años. El principal edulcorante utilizado para la fabricación de estos refrescos es el jarabe de maíz con alto contenido en fructosa (HFCS por sus siglas en inglés), el cual tiene una composición de fructosa:glucosa entre 55%:45% o 65%:35%, respectivamente. Ante un consumo elevado de fructosa en la dieta, aproximadamente el 70% de su metabolismo se lleva a cabo en el hígado. Se ha visto que la fructosa es un metabolito altamente lipogénico que entra al hepatocito a traves del transportador GLUT-2 y GLUT-8. Una vez dentro, la fructosa es rápidamente fosforilada en la posición 1 por la principal enzima de la ruta: la cetohexocinasa (KHK). La Fructosa-1-fosfato (F-1-P) es escindida por la Aldolasa B, dando lugar a los metabolitos intermediarios gliceraldehído-3-fosfato y dihidroxiacetona fosfato (G-3-P y DHAP), los cuales se incorporan a la ruta glicolítica pasando por puntos de regulación importantes de esta ruta (Glucocinasa y Fosfofructocinasa-1). Como resultado se obtienen metabolitos precursores de bases nitrogenadas o que se incorporan a la vía lipogénica a partir del citrato, ocasionando un incremento en la lipogénesis y la acumulación de lípidos en el hígado. Además, también se conoce que tanto la fructosa como sus metabolitos activan la expresión de genes implicados en la degradación de la fructosa y rutas lipogénicas (glut-2, khk, acly, acaca, fasn, chrebp y srepb1) y reprimen la expresión de genes relacionados con la oxidación de lípidos (cpt1a y fgf21), lo cual potencia la esteatosis en el hígado y la activación de rutas pro-inflamatorias. Por tanto, el alto consumo de fructosa en la dieta constituye un factor de riesgo importante para la aparición, progresión y agresividad del HCC.Hepatocellular carcinoma (HCC) is the fourth cause of cancer-related death and its incidence has been increasing in both men and women. One of the main concerns has been the consumption of hypercaloric diets mainly rich in carbohydrates such as fructose. High fructose diet is related to the development of Non-Alcoholic Fatty Liver Disease (NAFLD) and the progression of HCC since it potentiates the lipogenic pathway and the accumulation of lipids. The aim of the study is to determine the effect of a high fructose diet on the progression and aggressiveness of HCC. We used a murine model (C57Bl/6j mice strain, both sex) with a high Fructose diet (Fru) (33% of Fructose in the drinking water, ad libitum). Fru supplementation started with 15 days old mice, two days after N-Diethylnitrosamine (DEN) was injected (10 µg/Kg, i.p) and the treatment was ended 32 weeks later to evaluate the role of fructose in tumor progression by histological and biochemical tests. The protocol was approved by the UAM ethics commission. Also, we used Huh-7 HCC cell line and applied three treatments, Fructose or Glucose alone at different concentrations (0.65 mM, 0.68 mM and 0.72 mM) and the combination of both (Fructose: Glucose) (0.58 mM: 0.14 mM, 0.61 mM: 0.11 mM and 0.67 mM: 0.05 mM) to carry out tests of viability, proliferation, and cellular functionality. Tumorigenic parameters such as spheroid formation and colony formation were also evaluated. Fructose consumption increases the adipose tissue in Fru and Fru/HCC groups, and also enhance tumor formation. The major number of tumors were found in the Fructose+DEN (Fru/HCC) mice group vs. only DEN (CW/HCC) mice group. Triglyceride levels (TG) was evaluated in the serum with no differences between treatments; however, in the liver tissue the Fru and Fru/HCC groups showed significantly higher TG content. On the contrary, the Cholesterol (CHO) levels were significantly higher in the serum of dietary fructose group and had no differences in the tissue. The protein content in tissue followed the same observed pattern, since significance was only found in fatty acid synthase (FASN) with a higher protein content in the groups with dietary fructose. Curiously, we noticed tumors in the lungs. In vitro model did not show significant changes with sugar concentrations, so 0.68 mM fructose was continued for 24 h. Following this experimental model, a greater number of spheroids and colonies were obtained in the cells treated with fructose compared to the control. The data strongly suggests that the high consumption of Fru in the diet induces effects in liver tumor promotion, in a mechanism dependent on FASN and independent of CHO, enhancing the aggressiveness of the HCC
Respuesta neurovascular al tratamiento de activador tisular del plasminógeno y estimulación magnética del ganglio geniculado en un modelo de infarto cerebral isquémico en conejos
Get PDFIntroducción: La estimulación magnética del ganglio geniculado del nervio facial es una tecnología que ha demostrado efectividad en modelos animales con evento cerebrovascular isquémico mediante la restauración de la perfusión a través de la circulación colateral. Sin embargo, se desconocen los efectos que pudieran darse al combinar esta técnica con un agente trombolítico como el activador tisular del plasminógeno (tPA). Objetivo: Comparar el efecto que tiene la terapia de tPA y estimulación magnética del ganglio geniculado en un modelo de infarto cerebral isquémico en conejos. Métodos: Se realizó un estudio apegado a los principios de las buenas prácticas de laboratorio en un modelo de infarto cerebral isquémico en conejos Nueva Zelanda. Se utilizó un diseño factorial de 2x2 para evaluar el efecto del tPA (dosis única 3.3 mg/kg) y estimulación magnética del ganglio geniculado del nervio facial (0.9T durante 2 minutos). Todos los conejos recibieron estimulación magnética y la aplicación del tPA se realizó de forma aleatoria. Aquellos que no presentaron un incremento de la perfusión de al menos el 25% sobre línea de base y no recibieron tPA fueron considerados como grupo control. Resultado: Se observó que la estimulación magnética favorece el aumento de la perfusión sanguínea cerebral y no se encontraron cambios que sugieran efectos negativos derivado del uso de la terapia combinada. No se encontró diferencia entre los sujetos que tuvieron una respuesta a la estimulación y los que no tuvieron respuesta. Conclusión: La estimulación magnética del ganglio geniculado ocasiona un incremento de la perfusión cerebral, combinar esta terapia con tPA no muestra un aumento en la mortalidad. No observar una diferencia entre los sujetos que respondieron y los que no a la estimulación sugiere que hay un error metodológico en la clasificación de los sujetos
Estudio termodinámico de la asociación de la cistatina C humana con la quimopapaína
Get PDFEn la presente tesis se realizó la caracterización termodinámica de la unión de la proteasa cisteínica quimopapaína (carboximetilada en su -SH catalítico) a la cistatina C humana (CCH), la cual es un inhibidor reversible natural de las proteasas cisteínicas. La afinidad de la CCH por proteasas cisteínicas tipo papaína incluidas las catepsinas, oscila de acuerdo con las constantes de unión (KU) entre 106 y 1014 M-1. La calorimetría de titulación isotérmica (CTI) es una de las técnicas más útiles para caracterizar la termodinámica de interacción intermolecular, permitiendo separar la energía libre de unión (ΔGU) en sus componentes entálpico (∆HU) y entrópico (T∆SU). Esta información, junto con los cambios estructurales que se producen durante la asociación, podría permitirnos comprender mejor las bases moleculares que llevan a esa variación considerable en la afinidad. La CTI requiere concentraciones de proteína de al menos 10-100 μM para obtener datos confiables; sin embargo, es conocido que la CCH es propensa a formar dímeros y oligómeros de orden superior a través de un mecanismo de intercambio de dominios a partir de concentraciones de 16.0 μM, perdiendo su capacidad inhibitoria. Nilsson y col., 2004, mostraron que al introducir un enlace disulfuro en la CCH silvestre mediante las mutaciones puntuales L47C y G69C, se inhibe el reacomodo de los dominios manteniendo el estado monomérico de la proteína. Esta forma de cistatina C estabilizada (CCE), se obtuvo por mutagénesis dirigida del vector que contiene el gen de la CCH madura incluyendo el codón de inicio. Ambas proteínas, CCH y CCE, se purificaron del sobrenadante de lisis en tres etapas cromatográficas, mientras que la quimopapaína se inactivó por carboximetilación de su Cys catalítica, y purificó por cromatografía de intercambio catiónico. Se realizó un estudio comparativo de la termodinámica de unión de la proteasa cmQ con la cistatina C silvestre y su mutante estabilizada, comparando además las propiedades estructurales, estabilidad térmica y oligomerización de ambos inhibidores. Se efectuó el estudio calorimétrico de la formación de los complejos cmQ–CCH y cmQ–CCE en amortiguador de fosfatos 10 mM, pH 7.0 y fuerza iónica de 0.1 M ajustada con NaCl. Por CTI se determinaron los parámetros termodinámicos asociados a la formación del complejo: KU, ∆HU, T∆SU y ΔGU, así como el número de sitios de unión (n), al ajustar los datos al modelo de sitios de unión idénticos e independientes. El valor del ΔCp se obtuvo de la dependencia térmica de la entalpía, al realizar titulaciones isotérmicas a distintas temperaturas. Ambos sistemas mostraron afinidades moderadas con una KU del orden de 106 M-1, aunque ligeramente mayor para el complejo cmQ–CCE, y una entalpía de unión exotérmica que se hace más negativa a temperaturas mayores dado que el ΔCp para ambos sistemas es negativo. Se construyó un modelo atómico para cada complejo quimopapaína–Inhibidor, por el acoplamiento rígido de las estructuras 3D individuales. Para el caso particular de CCH su estructura 3D se modeló de la estructura 3D de la CCE al cambiar los residuos C47 y C69 por L y G respectivamente. Tanto las estructuras de los inhibidores como de los complejos se sometieron a una simulación de dinámica molecular durante 200 ns en solvente explícito a 350 K y 450 K. La CCE mostró un aumento en la estabilidad estructural en comparación con la CCH, al tardar más del doble de tiempo en perder su conformación de hélice α a 450 K esto concuerda con los resultados de CDB en los que CCE muestra una mayor estabilidad térmica que CCH, con un aumento en la Tm de 11 °C. El análisis de la interfaz de los complejos identificó a un radio de corte de 3.0 Å que estos se mantienen unidos principalmente por la formación de puentes de hidrógeno e interacciones iónicas. Los valores de ∆Cp determinados a través de modelos semiempíricos de área superficial accesible al solvente son menos negativos que los determinados experimentalmente, lo que sugiere la posible fijación de moléculas de agua en la interfaz predominantemente de estos complejos. Asimismo, los valores de ∆HU calculados con los modelos de área superficial son bastante más exotérmicos que los experimentales, lo que nos hace suponer que los coeficientes de proporcionalidad ∆hp y ∆hap no son del todo adecuados para este tipo de complejos
Premios monetarios a la escolaridad de nivel licenciatura en el mercado laboral formal e informal: el caso de México 2018
Get PDFIn this research, an updated theoretical framework of the main arguments of the economics of education and work is systematized, with respect to the relationship between undergraduate education and labor income of salaried workers, formal and informal (Becker, 1975; Shultz, 1972; Arrow, 1973; Spence, 1974; Carnoy, 2006; Tokman, 1990; Lewis, 1960; Rosen, 1986; Maloney, 1998). The monetary awards for schooling are estimated, corresponding to employed and subordinate workers, formal and informal, with bachelor's studies, in Mexico 2018. For this, the micro data of the National Survey of Income and Households (ENIGH) 2018, new series. Furthermore, the main differences between the monetary reward for schooling and the internal rate of return (IRR) for education are raised. It is concluded that the labor market rewards the different attributes of workers, including schooling. The average monetary award for an additional year of schooling at the upper secondary or undergraduate levels, without differentiating between these two levels, is estimated at 14.27%. The average monetary award for an additional year of study in the bachelor's degree is 11.63%. This award, but for workers in the formal sector of the labor market, is estimated at 13.91% and less than 11.63% for workers in the informal sector. Therefore, it is concluded that the monetary award for schooling at the undergraduate level is approximately 2.28% higher for formal workers than for informal workers. For its part, the monetary premium for formality with respect to informality is 52.25%. The estimates obtained in this research on the monetary award for schooling at the undergraduate level for the labor market as a whole are similar to the award estimated at 13.33% for Mexico 1989 (Bracho and Zamudio, 1994). The estimates obtained on the monetary awards for schooling at the undergraduate level for each sector of the labor market are different from those estimated by authors such as Llamas (2019), which estimates the awards (or income differentials) for higher education in 7.5% and 5.8% for the formal and informal sectors, respectively, in the period 2005-2017. Therefore, this research constitutes an additional reference on the returns to education in Mexico.En la presente investigación se sistematiza un marco teórico actualizado de los principales argumentos de la economía de la educación y economía del trabajo, con respecto a la relación entre educación de nivel licenciatura e ingresos laborales de los trabajadores ocupados asalariados, formales e informales (Becker, 1975; Shultz, 1972; Arrow, 1973; Spence, 1974; Carnoy, 2006; Tokman, 1990; Lewis, 1960; Rosen, 1986; Maloney, 1998). Se estiman los premios monetarios a la escolaridad, correspondientes a los trabajadores ocupados y subordinados, formales e informales, con estudios de licenciatura, en México 2018. Para ello, se utilizan los micro datos de la Encuesta Nacional de Ingresos y Gastos de los Hogares (ENIGH) 2018, nueva serie. Además, se plantean las principales diferencias entre el premio monetario a la escolaridad y la tasa interna de retorno (TIR) de la educación. Se concluye que el mercado laboral premia los distintos atributos de los trabajadores, entre ellos la escolaridad. El premio promedio monetario a un año adicional de escolaridad en los niveles de educación media superior o licenciatura, sin diferenciar entre estos dos niveles, se estima en 14.27%. El premio monetario promedio a un año adicional de estudio en la licenciatura es 11.63%. Este premio, pero para los trabajadores del sector formal del mercado laboral, se estima en 13.91% y en menos de 11.63% para los trabajadores del sector informal. Por lo tanto, se concluye que el premio monetario a la escolaridad en el nivel de licenciatura, es aproximadamente 2.28% mayor para los trabajadores formales que para los trabajadores informales. Por su parte, el premio monetario a la formalidad con respecto a la informalidad es de 52.25%. Las estimaciones obtenidas en esta investigación sobre el premio monetario a la escolaridad en el nivel de licenciatura para el mercado laboral como un todo, son similares al premio estimado en 13.33% para México 1989 (Bracho y Zamudio, 1994). Las estimaciones obtenidas sobre los premios monetarios a la escolaridad en el nivel de licenciatura para cada sector del mercado laboral son distintas a las estimadas por autores como Llamas (2019), el cual estima los premios (o diferenciales de ingresos) de la escolaridad superior en 7.5% y 5.8% para el sector formal e informal, respectivamente, en el periodo 2005-2017. Por lo tanto, la presente investigación constituye un referente adicional sobre los rendimientos de la educación en México
