Neurotransmisores y sus receptores en la médula espinal de ratas diabéticas

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La diabetes es un desorden endócrino-metabólico asociado con alteracionesfuncionales que entre otras incluye una disfunción sexual. Un gran porcentaje depacientes diabéticos de sexo masculino presentan trastornos de disfunción sexualasociados a problemas de impotencia en los estadios avanzados de és...

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Detalles Bibliográficos
Autor principal:	Dorfman, Verónica Berta
Otros Autores:	Coirini, Héctor
Formato:	Tesis doctoral publishedVersion
Lenguaje:	Español
Publicado:	Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales 2003
Materias:	IMPOTENCIA SEXUAL DIABETES ESTREPTOZOTOCINA SISTEMA GABAERGICO SISTEMA OPIOIDE IGF-I OCITOCINA VASOPRESINA NADPH-DIAFORASA MEDULA ESPINAL SEXUAL IMPOTENCE STREPTOZOTOCINE GABAERGIC SYSTEM OPIOID SYSTEM OXYTOCIN RECEPTOR VASOPRESIN RECEPTOR NADPH-DIAPHORASE SPINAL CORD
Acceso en línea:	https://hdl.handle.net/20.500.12110/tesis_n3662_Dorfman
Aporte de:	Biblioteca Digital - Facultad de Ciencias Exactas y Naturales (UBA) de Universidad de Buenos Aires

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description	La diabetes es un desorden endócrino-metabólico asociado con alteracionesfuncionales que entre otras incluye una disfunción sexual. Un gran porcentaje depacientes diabéticos de sexo masculino presentan trastornos de disfunción sexualasociados a problemas de impotencia en los estadios avanzados de ésta patología. Laregión lumbosacra de la médula espinal interviene en la inervación del pene a través delos nervios pélvicos y pudendos regulando de esta manera los mecanismos de erecciónpeneana y de eyaculación. El objetivo de este trabajo fue investigar los factores, quepueden estar modulando este mecanismo en la diabetes experimental. Para ello seestudiaron las características morfológicas y bioquímicas de la región lumbar6/sacro1 dela médula espinal de animales con diabetes inducida por tratamiento con estreptozotocinautilizando además otros modelos que también presentan una disminución en la respuestasexual. Metodología: Se utilizaron: l- ratas macho con diabetes inducida porestreptozotocina con o sin tratamiento con insulina, 2- ratas con hipogonadismo funcionalobtenido mediante tratamiento neonatal con monosodio glutamato (MSG), 3- ratas machogonadectomizadas (GDX) y/o adrenalectomizadas (ADX) con o sin el tratamientohormonal correspondiente, y 4- ratas macho intactas desde los 10 dias de vida hasta los 20 meses de edad. La médula espinal fue extraída por laminectomia dorsal y el tejidoprocesado según correspondiere al tipo de ensayo a realizar. Para los estudiosmorfológicos de los núcleos motores, se utilizaron técnicas histológicas (tinción de Nisslo tinción con tetraóxido de osmio) seguidas del análisis por microscopía óptica omicroscopía electrónica. Los distintos factores probablemente involucrados en laregulación de los mecanismos de erección peneana y eyaculación fueron estudiadosutilizando diversas técnicas tales como: autorradiografia cuantitativa para evaluarcambios en los receptores del sistema GABAérgico tipo GABA-B, GABA-A y sitios deunión para benzodiacepinas; los receptores mu- y delta-opioides y los receptores para losneuropéptidos ocitocina y vasopresina. La técnica de cromatografía líquida de altaperformance fue utilizada para evaluar los niveles tisulares de los aminoácidos GABA yglutamato. Técnicas de radioinmunoensayo fueron utilizadas para determinar los nivelesde testosterona plasmática y los niveles de beta-endorfinas tisulares. La técnicasinmunohistoquímica fue utilizada para determinar la localización y expresión del factorde crecimiento insulinico de tipo l (IGF-I) y la técnica histoquimica de reactividad NADPH diaforasa fue utilizada para el estudio de neuronas nitrérgicas. Resultados: Los animales diabéticos mostraron una reducción significativa del volumendel núcleo espinal del bulbocavemoso (sexualmente dimórfico), respecto al grupocontrol, como consecuencia de una reducción en el tamaño de sus motoneuronas, quepresentaron signos de degeneramiento neuronal. Todas las alteraciones fueron revertidaspor insulina. Los sistemas de neuromoduladores estudiados presentaron alteraciones enlos animales diabéticos así como en los animales con alteraciones endócrinas. El estudiodel sistema GABAéigico presentó marcación específica de los receptores en asta dorsal yregión central, con aumento significativo en la densidad de los receptores tipo GABA-Ben los animales diabéticos respecto al control, con una disminución en la afinidad y unaumento en el número total de sitios de unión. Los sitios receptores de tipo central parabenzodiacepinas presentaron una disminución significativa de su densidad, asociada condisminución en la afinidad y en el número de sitios totales en animales diabéticos. Enambos casos los valores alterados volvieron a su nivel control con el tratamiento deinsulina. Los receptores tipo GABA-A presentaron un aumento solo en los animalesdiabéticos tratados con insulina. El sistema GABAérgico presentó también alteracionesen animales GDX ó ADX y una disminución en los niveles de receptores, progresiva conla edad. Por otro lado los niveles de GABA mostraron una disminución significativa en lamédula espinal de ratas diabéticas. En el estudio del sistema opioide se observó presenciade los receptores tipo mu y delta en el asta dorsal, con disminución significativa de lostipo mu, asociada a un aumento en la constante de disociación, en animales diabéticosque fue revertida por tratamiento con insulina. No se evidenciaron cambios en losreceptores tipo delta. Los animales con diabetes experimental presentaron un aumentosignificativo en el contenido de beta-endorfinas en la medula espinal. No se observarondiferencias en los receptores mu-opioides por GDX y/o ADX. El análisis del sistema dereceptores para ocitocina y para vasopresina demostró marcación específica para ambosreceptores, el primero en asta dorsal y el segundo sobre los núcleos pudendos. El receptorpara ocitocina presentó disminución significativa de su densidad en animales diabéticos yen animales MSG respecto a sus grupos control, y el receptor para vasopresina tambiénse mostró alterado con la diabetes. En ambos casos los valores se normalizaron por elreemplazo con insulina. Además los receptores para vasopresina presentaron unadisminución significativa en ratas hembras intactas respecto a machos intactos. Losanimales GDX y los ADX presentaron disminución de la densidad de los receptores paravasopresina respecto a su control. Además se observaron diferencias significativas entrehembras y machos con menor expresión de estos receptores en los núcleos sexualesdimórficos del primer grupo. El estudio de IGF-I permitió describir la presencia de estefactor las láminas IV y V del asta dorsal y en los entrecruzamientos fibrosos de lacomisura gris ventral al epéndimo con disminución significativa del área de expresión enanimales diabéticos, en animales tratados neonatalmente con MSG y en animales GDX. El estudio de la actividad NADPH-diaforasa demostró la presencia de la NOS en lasneuronas de: las astas dorsales, de la región circundante al epéndimo, de la columnacelular intermediolateral y de los núcleos motores pudendos, presentando alteracionesmorfológicas y de actividad enzimática en los diabéticos y su reversión por tratamientocon insulina. Conclusiones: Los factores neuromoduladores estudiados se ven alteradosen la diabetes experimental inducida por estreptozotocina, y esta variación podría sergenerada tanto por la falta de insulina per se o por la hiperglucemia crónica, como por lasalteraciones de los ejes gonadal y adrenal que ocurren en esta patología. Las alteracionesen los factores neuromoduladores podrían estar involucrados en la regulación de losmecanismos de erección peneana y eyaculación modulando el tono muscular peneano através del nervio pudendo y/o la dilatación vascular que regula el flujo sanguíneo a travésdel nervio pélvico. Estos estudios aportan información de importancia para comprensiónde la fisiopatología de la disfunción sexual relacionada con la erección peneana ya seadurante estadios avanzados de la diabetes, o en modelos con analogía endócrina, quepodrán permitir el desarrollo terapéuticas para un mejoramiento en la.calidad de vida delindividuo afectado.
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El objetivo de este trabajo fue investigar los factores, quepueden estar modulando este mecanismo en la diabetes experimental. Para ello seestudiaron las características morfológicas y bioquímicas de la región lumbar6/sacro1 dela médula espinal de animales con diabetes inducida por tratamiento con estreptozotocinautilizando además otros modelos que también presentan una disminución en la respuestasexual. Metodología: Se utilizaron: l- ratas macho con diabetes inducida porestreptozotocina con o sin tratamiento con insulina, 2- ratas con hipogonadismo funcionalobtenido mediante tratamiento neonatal con monosodio glutamato (MSG), 3- ratas machogonadectomizadas (GDX) y/o adrenalectomizadas (ADX) con o sin el tratamientohormonal correspondiente, y 4- ratas macho intactas desde los 10 dias de vida hasta los 20 meses de edad. La médula espinal fue extraída por laminectomia dorsal y el tejidoprocesado según correspondiere al tipo de ensayo a realizar. Para los estudiosmorfológicos de los núcleos motores, se utilizaron técnicas histológicas (tinción de Nisslo tinción con tetraóxido de osmio) seguidas del análisis por microscopía óptica omicroscopía electrónica. Los distintos factores probablemente involucrados en laregulación de los mecanismos de erección peneana y eyaculación fueron estudiadosutilizando diversas técnicas tales como: autorradiografia cuantitativa para evaluarcambios en los receptores del sistema GABAérgico tipo GABA-B, GABA-A y sitios deunión para benzodiacepinas; los receptores mu- y delta-opioides y los receptores para losneuropéptidos ocitocina y vasopresina. La técnica de cromatografía líquida de altaperformance fue utilizada para evaluar los niveles tisulares de los aminoácidos GABA yglutamato. Técnicas de radioinmunoensayo fueron utilizadas para determinar los nivelesde testosterona plasmática y los niveles de beta-endorfinas tisulares. La técnicasinmunohistoquímica fue utilizada para determinar la localización y expresión del factorde crecimiento insulinico de tipo l (IGF-I) y la técnica histoquimica de reactividad NADPH diaforasa fue utilizada para el estudio de neuronas nitrérgicas. Resultados: Los animales diabéticos mostraron una reducción significativa del volumendel núcleo espinal del bulbocavemoso (sexualmente dimórfico), respecto al grupocontrol, como consecuencia de una reducción en el tamaño de sus motoneuronas, quepresentaron signos de degeneramiento neuronal. Todas las alteraciones fueron revertidaspor insulina. Los sistemas de neuromoduladores estudiados presentaron alteraciones enlos animales diabéticos así como en los animales con alteraciones endócrinas. El estudiodel sistema GABAéigico presentó marcación específica de los receptores en asta dorsal yregión central, con aumento significativo en la densidad de los receptores tipo GABA-Ben los animales diabéticos respecto al control, con una disminución en la afinidad y unaumento en el número total de sitios de unión. Los sitios receptores de tipo central parabenzodiacepinas presentaron una disminución significativa de su densidad, asociada condisminución en la afinidad y en el número de sitios totales en animales diabéticos. Enambos casos los valores alterados volvieron a su nivel control con el tratamiento deinsulina. Los receptores tipo GABA-A presentaron un aumento solo en los animalesdiabéticos tratados con insulina. El sistema GABAérgico presentó también alteracionesen animales GDX ó ADX y una disminución en los niveles de receptores, progresiva conla edad. Por otro lado los niveles de GABA mostraron una disminución significativa en lamédula espinal de ratas diabéticas. En el estudio del sistema opioide se observó presenciade los receptores tipo mu y delta en el asta dorsal, con disminución significativa de lostipo mu, asociada a un aumento en la constante de disociación, en animales diabéticosque fue revertida por tratamiento con insulina. No se evidenciaron cambios en losreceptores tipo delta. Los animales con diabetes experimental presentaron un aumentosignificativo en el contenido de beta-endorfinas en la medula espinal. No se observarondiferencias en los receptores mu-opioides por GDX y/o ADX. El análisis del sistema dereceptores para ocitocina y para vasopresina demostró marcación específica para ambosreceptores, el primero en asta dorsal y el segundo sobre los núcleos pudendos. El receptorpara ocitocina presentó disminución significativa de su densidad en animales diabéticos yen animales MSG respecto a sus grupos control, y el receptor para vasopresina tambiénse mostró alterado con la diabetes. En ambos casos los valores se normalizaron por elreemplazo con insulina. Además los receptores para vasopresina presentaron unadisminución significativa en ratas hembras intactas respecto a machos intactos. Losanimales GDX y los ADX presentaron disminución de la densidad de los receptores paravasopresina respecto a su control. Además se observaron diferencias significativas entrehembras y machos con menor expresión de estos receptores en los núcleos sexualesdimórficos del primer grupo. El estudio de IGF-I permitió describir la presencia de estefactor las láminas IV y V del asta dorsal y en los entrecruzamientos fibrosos de lacomisura gris ventral al epéndimo con disminución significativa del área de expresión enanimales diabéticos, en animales tratados neonatalmente con MSG y en animales GDX. El estudio de la actividad NADPH-diaforasa demostró la presencia de la NOS en lasneuronas de: las astas dorsales, de la región circundante al epéndimo, de la columnacelular intermediolateral y de los núcleos motores pudendos, presentando alteracionesmorfológicas y de actividad enzimática en los diabéticos y su reversión por tratamientocon insulina. Conclusiones: Los factores neuromoduladores estudiados se ven alteradosen la diabetes experimental inducida por estreptozotocina, y esta variación podría sergenerada tanto por la falta de insulina per se o por la hiperglucemia crónica, como por lasalteraciones de los ejes gonadal y adrenal que ocurren en esta patología. Las alteracionesen los factores neuromoduladores podrían estar involucrados en la regulación de losmecanismos de erección peneana y eyaculación modulando el tono muscular peneano através del nervio pudendo y/o la dilatación vascular que regula el flujo sanguíneo a travésdel nervio pélvico. Estos estudios aportan información de importancia para comprensiónde la fisiopatología de la disfunción sexual relacionada con la erección peneana ya seadurante estadios avanzados de la diabetes, o en modelos con analogía endócrina, quepodrán permitir el desarrollo terapéuticas para un mejoramiento en la.calidad de vida delindividuo afectado. Diabetes is an endocrine-metabolic disorder that has been associated withfunctional alterations including sexual impotence. A great percentage of male diabeticpatients show sexual dysfunction associated to impotence at later stages of thispathology. The lumbosacral region of spinal cord innervates the penis through pelvic andpudendal nerves and regulates the penis erection and ejaculation mechanisms. The aim ofthis work was to study changes on the possible factors involved in the modulation ofthese mechanisms in the experimental diabetes model. Morphological and biochemicalcharacteristics of the lumbar6/sacral1 spinal cord were evaluated using streptozotocine (STZ)-induced diabetic rats and other models with a known diminished sexual response. Methods: The animal models used were: 1- STZ- induced diabetic male rats with orwithout insulin treatment, 2- Animals neonatally treated with glutamate monosodium (MSG), 3- Animals that were gonadectomized (GDX) and/or adrenalectomized (ADX)and then treated or not with the corresponding hormone, and 4- Intact male rats from 1Odays old to 20 months old. Spinal cords were removed by dorsal laminectomy and thetissue was processed according to the assay. Histological methods (Nissl or osmiumtetroxide staining) were used to evaluate the morphology of the different motor nuclei. Tissue sections were analysed by optical or electronic microscopy. Different factorsinvolved in penile erection and ejaculation were studied using different techniques suchas: Quantitative autoradiography to study GABAergic receptors system GABA-B, GABA-A and benzodiazepine receptors sites, mu- and delta-opioid receptors andoxytocin and vasopressin receptors. High performance liquid chromalography to evaluatetissular levels of GABA and glutamate amino acids. Radioimmunoassay techniques wereused to determine plasmatic testosterone levels and tissular beta-endorphins. Immunohistochemical technique was used to determine IGF-I, and histochemical NADPH-diaphorase reactivity technique was used to study nitrergic neurons. Results: Diabetic animals showed a significant reduction in the volume of the spinal nucleus ofthe bulbocavernosus as a consequence of a decrease in motoneuronal size. These neuronsalso presented some neuronal degeneration signs. All alterations were reverted by insulintreatment. All the studied systems showed changes in the diabetic animals as well as inthose animals with endocrine alterations. The evaluation of the GABAergic systemshowed specific labelling at the dorsal horn and central region of the spinal cord. Asignificant increase in the GABA-B receptors density was found in diabetic rats, this wasassociated with a decrease in the affinity and an increase in the total number of bindingsites. Moreover GABA levels showed a significant decrease in spinal cord of diabeticrats. The benzodiazepine receptor sites showed a significant density decrease in diabeticanimals, associated with a decrease in the affinity and the total binding sites. In bothcases insulin treatment was able to restore the altered receptor values. GABA-A receptorsshowed a significant increase in the diabetic animals that were treated with insulin. The GABAergic system also showed changes in GDX, ADX animals and a time dependingdecrease of the receptors levels with age. The study of the opioid system showed thepresence of mu- and delta-opioid receptor types in the dorsal horn with a significantdecrease of the mu receptor type in diabetic rats. These changes were associated with anincrease in the dissociation constant that could be reverted with insulin treatment. Therewere not changes in delta-opioid receptors type density. Experimental diabetic animalsshowed a significant increase in the beta-endorphins content at spinal cord. No changeswere observed on the opioid receptors on GDX and/or ADX animals. Oxytocin receptorswere found on the dorsal horn of the spinal cord meanwhile the specific binding forvasopressin was seen on the pudendal nuclei. Receptor binding sites for bothneuropeptides showed a significant decrease in diabetic animals and oxytocin showedsimilar results in MSG animals. In both cases the changes were restored to control valuesafter insulin treatment. Vasopressin binding sites showed a significant decrease on GDXand ADX animals. Moreover, when intact animals of both sexes were compared, femalesalso showed lower amount of vasopressin analogue binding than in male tissue. IGF-Iimmunoreactivity was observed in layers IV and V of dorsal horn and in the ependimalventral grey commissure. A significant reduction of the expression area was seen indiabetic animals, as well as in the MSG and GDX animals. The NADPH-diaphorasereactivity showed the presence of nitrergic neurons at: the dorsal horns, the ependimus,the intermediolateral cell column and at the motor pudendal nuclei. Changes on themorphological cell characteristics as well as on the enzymatic activity was seen indiabetics animals being these changes reverted by insulin treatment. Conclusions: Theneuromodulator factors evaluated were all altered in the STZ induced diabetic animalsand those variations could be generated by insulin lack “per se”, by the chronichyperglycemia, or by alterations in the gonadal and adrenal axis seen in this pathology. The observed alterations may be involved in the regulation of penile erection andejaculation mechanisms regulating the penile muscular tone through pudendal nerve orthe vascular dilatation regulating the blood flow through the pelvic nerve. These studiesprovide important information to the comprehension of the pathophysiology of the sexualdysfunction related with the penile erection during advanced stages of diabetes as well asin models with endocrine analogy. They may allow the development of new therapeuticstrategies to improve the life quality of affected patients. Fil: Dorfman, Verónica Berta. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales 2003 info:eu-repo/semantics/doctoralThesis info:ar-repo/semantics/tesis doctoral info:eu-repo/semantics/publishedVersion application/pdf spa info:eu-repo/semantics/openAccess https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/ar https://hdl.handle.net/20.500.12110/tesis_n3662_Dorfman

Neurotransmisores y sus receptores en la médula espinal de ratas diabéticas

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