Acta Odontológica Venezolana

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Trabajo original

Alteraciones ultraestructurales del Hepatocito de Ratas Hipertiroideas alimentadas con una dieta suplementada con ácidos grasos poli-insaturados de la Serie N-3

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  1. Cátedra de Fisiología. Facultad de Odontología. Profesora Asociado. Universidad Central de Venezuela
  2. Instituto de Medicina Experimental. Facultad de Medicina. Universidad Central de Venezuela. Profesor Titular. Miembro de Sociedad Venezolana de Ciencias Fisiológicas
  3. Centro de Microscopía Electrónica. Facultad de Ciencias. Universidad Central de Venezuela. Profesor Titular. Miembro de AsoVAC
  4. Estudiante de pregrado de la Escuela de Medicina Luis Razetti. Universidad Central de Venezuela

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(Esta estimación no incluye el texto de las tablas, figuras y referencias)

Resumen

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Alteraciones ultraestructurales del Hepatocito de Ratas Hipertiroideas alimentadas con una dieta suplementada con ácidos grasos poli-insaturados de la Serie N-3

Tanto el hipertiroidismo experimental como la administración de una dieta rica en aceite de pescado alteraran la ultraestructura mitocondrial del hepatocito. Los cambios observados utilizando microscopía electrónica a transmisión fueron específicos para el tratamiento con la hormona como para la administración de la dieta. Sin embargo, cuando ambos procedimientos se emplearon simultáneamente, las mitocondrias mostraron una estructura similar a aquella de los animales alimentados con el aceite de pescado (ácidos grasos poliinsaturados n-3). Los peroxisomas muestran alteraciones del nucleoide y se encuentran asociados a mitocondrias reflejando la interacción que existe entre estas organelas en el proceso de ß- oxidación de los ácidos grasos de cadena larga. Los cambios estructurales observados pueden deberse a modificaciones en la composición de ácidos grasos de las membranas de estas estructuras producidos por ambos tratamientos. Los cambios ultraestructurales pueden explicar variaciones en la función de las estructuras alteradas.

Palabras clave: Hepatocito, Hipertiroidismo, Acidos Grasos Poli-insaturados, Mitocondrias.

Ultrastructural alterations of the hepatocyte of hyperthyroid rats fed a diet supplemented with poly-unsaturated fatty acids of the N-3 series

As much experimental hyperthyroidism as fed rats with a fish oil enriched diet altere hepatocyte mitochondrial ultrastructure. The observed changes by transmission electronic microscopy were specifics for the hormone treatment and the diet administration treatments. However when both procedures were used together, hepatocyte mitochondria remained those observed when animals were fed with a fish oil suplied diet (polyunsaturated fatty acid n-3).Peroxisomes show alterations of their nucleids and are found associeted with mitochondria reflexing the interction between these organelles in the ß-oxidation of long chain fatty acids. Structural alterations could due to changes in the mitochondrial membrane fatty acid composition produced by each treatment. The ultraestructure changes can to explain variations in the function of the alterade structures.

INTRODUCCIÓN

En 1978 Hulbert sugirió que los efectos de las hormonas tiroideas (HT) se debían a cambios producidos en la composición lipídica de las membranas(1). El hipertiroidismo experimental aumenta el consumo de oxígeno de mitocondrias hepáticas(2). Las mitocondrias de músculos de ratas hipertiroideas muestra tanto un incremento en el contenido del ácido docosahexaenoico (22:6 n-3) como de las velocidades de respiración en estados 3 y 4 cuando se comparan con las de ratas eutiroideas(3). La administración de tiroxina (T4) aumenta el porcentaje de los ácidos grasos poli-insaturados (AGPI) de los fosfolípidos de las membranas mitocondriales de hígado(4).

Mitocondrias aisladas de ratas alimentadas con dietas enriquecidas con ácidos grasos (AG) de diferentes series, muestran alteraciones en su función y en el contenido de lípidos de sus membranas(5). Brand y col.(6) han sugerido que las diferencias en las velocidades de respiración de mitocondrias de varias especies se deben a las distintas permeabilidades a protones que las mismas poseen como consecuencia de la composición de los ácidos grasos de los fosfolípidos de la membrana interna mitocondrial. Dado que se ha reportado que los cambios en la composición lipídica son determinantes de la estructura y función de las membranas mitocondriales(7), en este trabajo se investigó la influencia del hipertiroidismo experimental y de la administración de una dieta rica en AGPI de la serie n-3 en la ultraestructura de mitocondrias de hepatocitos de ratas.

MATERIALES Y MÉTODOS

Ratas machos de la cepa Sprague-Dawley de 100-120 g de peso corporal se dividieron en tres grupos; Grupo 1: animales alimentados con una dieta comercial (RatarinaR) enriquecida con aceite de pescado al 10% (p/p) por tres semanas, Grupo 2: ratas hechas hipertiroideas por la administración de T4 (3) y Grupo 3: ratas hipertiroideas alimentadas con aceite de pescado en las mismas condiciones de los grupos 1 y 2.

Los animales se sacrificaron por dislocación cervical al final de cada tratamiento y sus hígados se procesaron para microscopía electrónica de transmisión(8). Los cortes finos se observaron en un microscopio electrónico marca Hitachi H-500 con un voltaje de aceleración de 100kV.

RESULTADOS

Las mitocondrias del hígado de las ratas de los grupos 1, 2 y 3 presentaron alteraciones en su forma y en el número y disposición de las crestas. Las alteraciones observadas dependían del tipo de tratamiento al que se sometieron los animales. La densidad electrónica de la matriz de las mitocondrias de los Grupos 1 (Fig. 1) y 3 (Fig. 3) era mayor que la observada en las mitocondrias del Grupo 2 (Fig. 2). Mientras las mitocondrias de los animales alimentados con aceite de pescado eran alargadas y con abundantes crestas hinchadas (Fig.1) las de los animales tratados con T4 eran redondeadas con una matriz casi homogenea y con un número variable de crestas. Las mitocondrias de las ratas que recibían ambos tratamientos (Fig.3) eran semejantes a aquellas del Grupo 1. Estas mitocondrias podían presentar una forma bizarra y se encontraban rodeando otras estructuras (Fig. 4). También se encontraron peroxisomas con o sin nucleoide (Fig. 1, 2, 3 y 5). Estas organelas en los animales del Grupo 3 muestran una estructura paracristalina en su interior sin arreglo definido (Fig. 3). Con frecuencia se observó una estrecha asociación entre las mitocondrias, gotas de lípidos y los peroxisomas (Fig. 5).

FIG. 1.-Sección de un hepatocito de rata alimentada con una dieta enriquecida con aceite de pescado al 10% (p/p). Las mitocondrias (m) son alargadas. En la matriz se observan las crestas hinchadas y una elevada densidad electrónica. L: lisosoma, cg: complejo de Golgi, rel: retículo endoplasmático liso, p: peroxisoma. gl: Gránulo de lipofucsina x27.000

FIG. 1.-Sección de un hepatocito de rata alimentada con una dieta enriquecida con aceite de pescado al 10% (p/p). Las mitocondrias (m) son alargadas. En la matriz se observan las crestas hinchadas y una elevada densidad electrónica. L: lisosoma, cg: complejo de Golgi, rel: retículo endoplasmático liso, p: peroxisoma. gl: Gránulo de lipofucsina x27.000

Fig. 2.-Hepatocito de una rata hipertiroidea. Las mitocondrias (m) muestran una matriz casi homogénea y las membranas presentan una elevada densidad electrónica. Note el arreglo del retículo endoplasmático rugoso (rer) y la presencia de numerosos ribosomas libres (rl). p: peroxisoma. x37.000.

Fig. 2.-Hepatocito de una rata hipertiroidea. Las mitocondrias (m) muestran una matriz casi homogénea y las membranas presentan una elevada densidad electrónica. Note el arreglo del retículo endoplasmático rugoso (rer) y la presencia de numerosos ribosomas libres (rl). p: peroxisoma. x37.000.

Fig. 3.-Hepatocito de una rata alimentada con una dieta enriquecida con aceite de pescado al 10% (p/p) y tratada con T4. Las mitocondrias (m) muestran una forma alargada, con crestas hinchadas y una elevada densidad electrónica en su matriz. Algunos peroxisomas (p) presentan una estructura paracristalina en la matriz. x30.000.

Fig. 3.-Hepatocito de una rata alimentada con una dieta enriquecida con aceite de pescado al 10% (p/p) y tratada con T4. Las mitocondrias (m) muestran una forma alargada, con crestas hinchadas y una elevada densidad electrónica en su matriz. Algunos peroxisomas (p) presentan una estructura paracristalina en la matriz. x30.000.

Fig. 4.-Mitocondrias del hepatocito de ratas alimentadas con una dieta suplementada con aceite de pescado al 10% (p/p) y tratadas con T4. Mitocondrias bizarras (mb) parecidas a las de la Fig.1 dispuestas en un arreglo circular. rer: retículo endoplasmático rugoso. x56.000.

Fig. 4.-Mitocondrias del hepatocito de ratas alimentadas con una dieta suplementada con aceite de pescado al 10% (p/p) y tratadas con T4. Mitocondrias bizarras (mb) parecidas a las de la Fig.1 dispuestas en un arreglo circular. rer: retículo endoplasmático rugoso. x56.000.

Fig. 5.-Las mitocondrias (m) del hepatocito de ratas alimentadas con aceite de pescado aparecen asociadas a peroxisomas (p) y gotas de lípidos (gl). x27.000

Fig. 5.-Las mitocondrias (m) del hepatocito de ratas alimentadas con aceite de pescado aparecen asociadas a peroxisomas (p) y gotas de lípidos (gl). x27.000

DISCUSIÓN

Los resultados obtenidos demuestran que tanto el tratamiento con T4 como la administración de aceite de pescado con la dieta producen alteraciones ultrasestructurales en las mitocondrias y otras organelas de hígado de ratas. Estas alteraciones parecen ser específicas para cada tratamiento. En aquel grupo de animales que recibieron la hormona y la dieta rica en AGPI n-3 simultáneamente (Grupo 3), los cambios en la ultraestructura mitocondrial fueron semejantes a los observados en los animales a los que sólo se le administró la dieta con PUFA n-3 (Grupo 2). lo cual sugiere un predominio del efecto de la dieta sobre la acción de la hormona.

La administración de T4 redujo el número de crestas de las mitocondrias hepáticas. Aunque esto parece contradictorio a lo reportado en otros trabajos en referencia al efecto hormonal sobre la respiración mitocondrial(9,10), ya que el número de crestas está directamente relacionado a la actividad mitocondrial, esto podría explicarse a través de los cambios que el hipertiroidismo produce en la composición de los AG de los fosfolípidos de las membranas mitocondriales(11) los cuales a su vez modifican sus funciones(1,12). Quizás en este estado tiroideo las mitocondrias son más efectivas consumiendo oxígeno o la acción hormonal provoca un incremento en el número de estas organelas.

Las modificaciones encontradas en las mitocondrias alimentadas con dietas ricas en aceite de pescado pueden sugerir la existencia de cambios en la composición lipídica debidos a la incorporación de los AG de la dieta a los fosfolípidos de las membranas(13). Más aún, tanto las dietas como el tratamiento con hormonas tiroideas(15) son factores a los que se les ha atribuido promover el cambio de la composición de los ácidos grasos poli-insaturados de las membranas mitocondriales y así provocar modificaciones en la velocidad de respiración de esas organelas(16). La dieta alteró las membranas mitocondriales de tal manera que frecuentemente se observó que estas organelas tenían algunas formas bizarras y se encontraban rodeando otras estructuras. La asociación encontrada entre mitocondrias, peroxisomas y gotas de lípidos es indicativa de la relación de estas organelas durante la beta-oxidación de los AG de cadena muy larga(14).

Las estructuras paracristalinas peroxisomales pudieran corresponder al nucleoide de estas organelas sin su arrego usual el cual pudo ser afectado por los tratamientos utilizados.

AGRADECIMIENTOS

Este trabajo fue financiado por el Consejo de Desarrollo Científico y Humanístico de la Universidad Central de Venezuela (Proyecto No 10.10.0159.93). Los autores desean expresar su agradecimiento al personal de la Sección de Lipidología del Instituto de Medicina Experimental y al Centro de Microscopía Electrónica de la Facultad de Ciencias de la Universidad Central de Venezuela por su asistencia técnica.

BIBLIOGRAFÍA

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