Estudios in vivo e in vitro del efecto del bis(maltolato)oxovanadio (iv) sobre el metabolismo de algunos elementos traza

Resumen

El vanadio es un elemento traza muy abundante en la naturaleza y esencial para algunas formas de vida, no obstante, su papel como nutriente, así como su esencialidad en el organismo humano no se encuentran completamente establecidas. Este metal se encuentra ampliamente distribuido en la naturaleza desempeñando una función importante en numerosos procesos industriales, uso en deportistas (Barceloux, 1999) y en los últimos años se ha puesto de manifiesto el papel del vanadio en la regulación e incremento del transporte y metabolismo de la glucosa. Todo esto hace del vanadio un metal importante en la investigación biomédica. No obstante, numerosos autores han destacado el efecto tóxico que provoca el vanadio, muchos de ellos asociados a su efecto pro oxidante (Oster et al., 1993; Sánchez-González et al., 2014a; Sánchez-González et al., 2014b; Ścibior et al., 2006). El manganeso y el cobre son metales ampliamente distribuidos en los alimentos y que tienen una función conocida en el organismo humano, formando parte del funcionamiento normal de numerosas enzimas, destacando en enzimas asociadas a la defensa antioxidante como la superóxido dismutasa en sus diversas formas (Kemmerer et al., 1931; Marklund, 1984). El vanadio altera el metabolismo de algunos elementos traza como Mg, Fe, Cu o Zn; aunque existen diversos estudios aislados acerca de la combinación del vanadio con cobre y manganeso, no nos explican de forma fehaciente algunos aspectos de la toxicidad y metabolismo. Por tanto, este estudio plantea cómo la exposición sola o combinada del vanadio con metales antioxidantes como cobre y manganeso afectan a la homeostasis de ratas sanas y en algunos estudios in vitro en líneas celulares colónicas y hepáticas. Para la realización de estos experimentos se eligió el bis(maltolato)oxovanadio(IV) (BMOV), ya que algunos autores han sugerido que es el compuesto de vanadio que más ejerce el papel hipoglucemiante y el menos tóxico (Caravan et al., 1995)y además, es estable en soluciones acuosas. Los estudios se realizaron en dos fases: a) Estudios “in vitro”: sobre líneas celulares colónicas (HT-29) y hepáticas (HepG2) se realizaron estudios de viabilidad celular (MTT y cristal violeta) sobre distintas combinaciones de metales de vanadio, manganeso y cobre. Además, sobre la línea hepática se realizaron estudios encaminados a determinar el daño en el ADN, mediante el ensayo Comet. También se incluyeron estudios encaminados a determinar cambios en la estructura del ADNmt determinando el número de copias y las deleciones. b) Estudios “in vivo”: dos grupos de ratas Wistar sanas fueron alimentadas con dieta AIN93 durante 5 semanas, siendo uno de estos grupos suplementado con una cantidad de vanadio en forma de BMOV en el agua de bebida. A estos animales se les controló el peso y la ingesta de alimentos durante el periodo experimental y durante la última semana se recogieron heces y orinas. Posteriormente fueron sacrificados y aislado el suero, riñón, hígado, bazo y corazón. Se midió la leptina en suero y la expresión génica de la hepcidina en hígado. En los estudios in vitro, apreciamos que el vanadio tiene un descenso en la viabilidad celular al ser expuestas células de cualquier tipo de las ensayadas, esto se ve reducido al combinarlas con metales antioxidantes. Respecto a los ensayos de daño en ADN nuclear, también se manifiesta el descenso en el daño al combinar el Mn y Cu (sin embargo, siguen produciendo un elevado daño en el ADN). En los estudios in vivo se aprecia que en los animales hay un descenso en la ganancia de peso, agua y alimento, un aumento de la expresión génica de la hepcidina y un descenso de la leptina hepática. Además, no se ven cambios de Mn y Cu en los tejidos.