(Ciencia, Méx.) Fecha de publicación 15 de diciembre de 1975 CIENCIA Revista hispano-americana de Ciencias puras y aplicadas
PUBLICACIÓN DEL
PATRONATO DE CIENCIA
SUMARIO
Págs.
EDITORIAL !»
DEDICACIÓN V
COMUNICACIONES ORIGINALES:
Insulina y recambio de fósforo, por FRANCISCO DE VKNANZI 181
Diabetes e insulinoterapia. Reflexiones sobre SU descubrimiento y las aportaciones de la escuela de A. Pi Sufier, por R. CARRASCO-FORMHUÍERA 193
Receptores insulinicos y acción hormonal, por PEDRO CUATRECASAfl 207>
La hiperglucemia experimental en el acocil Procambarus DOUVierí (Ortmann), por J. PUCHE, Y. BERDEJA y D. LOPFZ 213
Sacarosa en las anteras de la "copa de oro", Solandra nítida (Solanaceae). Componentes de flores tropicales, 1, por FRANCISCO GlRAL, MARÍA TERESA REGUERO > CARMEN RIVERA 229
TECNOLOGÍA:
Captores de fuerza a bajo costo, por F. Foi.cn, V. R. FERIA y R. C LÓPEZ 231
ÍNDICE DE AUTORES DEL VOLUMEN XXIX 235
ÍNDICE DE MATERIAS DIL VOLUMEN XXIX 23f»
Volumen XXIX MÉXICO, D. F. Números 34 1975 CIENCIA
REVISTA HISPANO-AMERICANA DE CIENCIAS PURAS Y A PLi CADAS
DIRECTOR FUNDADOR IGNACIO BOLÍVAR Y URRUTIA t
DIRECTOR ECITOR CANDIDO BOLÍVAR Y PIELTAIN DIONISIO PELAEZ FERNANDEZ
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PRESIDENTE LIC. CARLOS PRIETO
VICEPRESIDENTI DR. IQNACIO CHAVEZ
VOCALES ING. GUSTAVO P. SERRANO DR. JORGE CARRANZA INO. RICARDO MONQES LOPE? INO. LEON SALINAS SR. EMILIO SUBERBIE DR. SALVADOR ZUBIRAN CIENCIA Revista hispano-americana de Ciencias puras y aplicadas
SUMARIO
Págs.
EDITORIAL ..: III
DEDICACIÓN v V
COMUNICACIONES ORIGINALES:
Insulina y recambio de fósforo, por FRANCISCO DE VENANZI 181
Diabetes e itisulinoterapia. Reflexiones sobre su descubrimiento y las aportaciones de la escuela de A, Pi Suñer, por R. CARRASCO-FORMIOIIFRA 193
Receptores insulinicos y acción hormonal, por PEDRO CUAIRECASAS 205 l.a hiperglucemia experimental en el acocil Protambarus boiivierl (Ortmann), por J. PUCHE, Y. BFRDFJA y D. LÓPEZ 213
Sacarosa en las anteras de la "copa de oto", SoUimha nítida (Solnnaceae). Componentes de flores tropicales, 1, por FRANCISCO GntALj MARÍA TERESA RECUERO y CARMEN RIVERA 229
TECNOLO(;iA:
Captores de fuerza a bajo costo, por F. FOLCH, V. R. FERIA y R. G. LÓPEZ 231
ÍNDICE DE AUTORES DFI. VOLUMEN XXIX 235
ÍNDICE DE MATERIAS DFI. VOLUMEN XXIX 235
[CIESCIA, Mt.X., XXIX ]
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1 CIENCIA Revista hispano-americana de Ciencias puras y aplicada*
Volunte XXIX December, 197} Number 3-4
CONTENTS
Page
EDITORIAL III
DEDICATION V
ORIGINAL PAPERS:
Insulin and phosphorus turnover, by FRANCISCO DE VENANZI 181
Diabetes and insulin-therapy. Discovery of insulin and contributions of A. Pi-Sunyer and his coworkers, by R. CARRASCO-FORMU.UFRA 193
Insulin receptors and hormonal action, by PEDRO CUATRECASAS V 20S
Experimental hyfrcrglycemia in the crayfish Procambaius bouvicri (Orttnann), by J. PICHE, Y. BERDEJA and I). LOPEZ 213
Sucrose in the anthers of "golden cup", Solandra nitida {Solanaceae), by FRANCISCO (• iK \i . \I \ki \ TERM RBCUOO and CARMEN RIVFRA 229
TECHNOLOGY:
Cheap transducers, by F. FOLCH, V. R. FERIA and R. C, LOPEZ 231
AUTHOR INDEX IN VOLUME XXIX 235
• SUBJECT INDEX IN VOLUME XXIX 235
[CIESCIA, MAX., XXIX
II CIENCIA REVISTA IIISPANO-A MSRICAN A DE CIENCIAS PUJAS Y APLICADAS
DIRECTOR FUNDADOR IGNACIO BOLÍVAR Y URRUTIA f DIRECTOR EDITOR CANDIDO BOLÍVAR Y PIBXTAIN DIONISIO PELAEZ FERNANDEZ
CONSEJO EDITORIAL FRANCISCO GIRAL GONZÁLEZ JOSÉ PUCHE ALVAREZ JOSÉ IGNACIO BOLÍVAR GOYANES
VOL. XXIX PUBLICACIÓN TRIMESTRAL DEL MÉXICO, D . F . _ . PATRONATO DE CIENCIA
NÚMEROS 3-4 CQN ^ AYUOA ECONÓMICA DEL -U.UCAOO: IS DI mol —i 0< ItTE CONSEJO NACIONAL DE CIENCIA Y TECNOLOGÍA
REGISTRADA COMO ARTICULO DE 2A. CLASE EN LA ADMINISTRACIÓN DE CORREOS DE MÉXICO. D. F. CON FECHA 24 DE OCTUBRE. 194
Editorial
El lenguaje de la ciencia
I.a conveniencia de adoptar un lenguaje unitario para la comunicación científica se ha plantea• do en muchas ocasiones. Puesta a discusión en distintas asambleas y reuniones internacionales no fue posible arbitrar otro acuerdo que seguir con el uso simultáneo de los tres o cuatro idiomas más acreditados por sus aportaciones a ¡a Ciencia.
Recientemente Kutl Kramer, en su calidad de presidente del XXV Congreso Internacional de Ciencias Fisiológicas, propuso la adopción del inglés como "nuevo latín'* de nuestra época; adujo entre otras razoness la enorme producción científica de los fisiólogos de habla inglesa, el alto contenido de su léxico en raices romances y otro argumento, menos válido, la mayor facilidad que ofrece el "inglés básico" que el de otros idiomas europeos.
Si bien es cierto que el uso del latín sirvió durante varios siglos para el entendimiento en el orbe cristiano y también, es verdad, que el latín llevó a los pueblos de Occidente el contenido de las culturas clásicas; el saber científico medieval y del Renacimiento, sus creaciones, discrepancias y utopías se extendieron por Europa de otro modo: la información, procedente de varios idiomas y corrientes culturales, se tradujo al latín y simultáneamente a romances diversos. Huen ejemplo de esta pluralidad fue la afortunada convivencia lingüistica e ideológica de cristianos, musulma• nes y judíos en la escuela de traductores de Toledo.
¿Cuál es la situación que predomina en la actualidad? Má\ compleja y azarosa que la de cual• quier otra época. Nunca con el rigor y la extensión de ahora, la Humanidad se siente amenazada por normas arbitrarias y descontenta por la restricción de su libertad.
El mundo que pudo ser, en una aspiración utópica del Renacimiento, "la patria de todos", desea organiztirse en agrupaciones más afines. Los seres Intuíanos aceptan de mal talante la sumi• sión a los poderes, cualesquiera que sean, en pugna por asumir la hegemonía sobre su destino. En este momento crucial, con el desarrollo alucinante de la Ciencia, los hombres que contribuyen a su engrandecimiento, ante las perspectivas de su aplicación destructora, tratan de imaginar nue• vas utopias o arbitrios que aquieten sus temores.
III CIENCIA, MÉX. XXIX 0-4) 1973
Se ha dicho que no existen pueblos bilingües y en los que parecen ser tales, uno de los dos lenguajes es el único verdadero. Es evidente que la superposición de un idioma sobre cualquier otro, acorta su valor expresivo, desfigura los conceptos y acaba por anularlo. Esta situación se agrava en el lenguaje científico al añadir los galimatías de las siglas, pues lo convierte en una jerigonza insopo ríable.
¿Cuál pudiera ser la solución viable? Proponemos la siguiente: Escribir con la mayor concisión posible en el idioma nacional de cada país; tomar en cuenta las aportaciones publicadas en los otros, ¡yara evitar repeticiones inútiles. Agregar un resumen de los conceptos y de los resultados concretos en los idiomas de mayor aceptación. Unificar el uso de las siglas y de las unidades de medida y aclarar su significado al comienzo de las comunicaciones. Ampliar el uso de gráficas, fórmulas y símbolos matemáticos.
Y como colofón añadiremos que el nitrito de un trabajo científico no depende del idioma en que aparezca escrito, sino de su contenido y de su ifcracidad.
En cuanto a las normas para seleccionar y difundir el trabajo científico habremos de opinar en otra ocasión.
EL PATRONATO DE CIENCIA
AGRADECE LA AYUDA ECONÓMICA PRESTADA
POR EL
CONSEJO NACIONAL DE CIENCIA Y TECNOLOGÍA
LA
COMPAÑÍA FUNDIDORA DE FIERRO Y ACERO DE
MONTERREY, S. A.
Y EL
BANCO DE MÉXICO, S. A.
IV Dedicación
Este número de la revista Ciencia está dedicado a rememorar las extraordinarias aportaciones del maestro Augusto Pi-Suñer a la enseñanza y a la investigación de la fisiología.
Algunos de sus colaboradores y discípulos más cercanos nos han enviado sendos trabajos que permiten ofrecer a nuestros lectores la vigencia de muchas de las ideas e investigaciones de este sabio excepcional.
Desde las cátedras que honró y especialmente desde el Instituto de Fisiología de Barcelona, fundado por la Generalidad de Cataluña, impulsó, como ningún otro contemporáneo suyo pudo hacerlo, el desanollo de las ciencias fisiológicas en España y en América. El brutal desmantela- miento del Instituto de fisiología por el encono de las hordas fascistas frustró temporalmente la labor científica de Pi-Suñer y de sus discípulos y además malogró la integración de la Ciencia y de la Cultura españolas en el rango que conquistaba de nuevo entre los países considerados axmnzada de Europa.
La primera relación directa con América se produjo al ocupar la cátedra Ramón y Cajal en Buenos Aires (¡919) que dio origen a una de sus obras más significativas "Los mecanismos de correlación fisiológica, adaptación interna y unificación funcional". En ella establece, sobre nue• vos fundamentos, la doctrina iniciada por CL Bernard. Unos años ?nás tarde fue ampliada y di• fundida por el maestro H\ B. Cannon en su libro famoso "The Wisdom of the Body". Homeos- tasis y regulación adaptativa siguen siendo conceptos sinónimos, pero el desarrollo que diera Pi- Suñer a estos conceptos ofrece perspectivas que coinciden y otras que difieren, de las que sustentara el maestro bostoniano.
Durante su estancia en la República Argentina pudo influir afortunadamente en la designa• ción de Bernardo H. Houssay para dirigir, desde la cátedra de fisiología, al grupo de entusias• tas fisiólogos que formaron luego el Instituto de fisiología y Medicina Experimental de Buenos Aires que dieron y siguen dando prestigio a su país.
De regreso a Barcelona, Pi-Suñer tuvo el acierto de atraer a otro fisiólogo ilustre, Juan Xegrin, a la sazón en Alemania, para ocupar unos meses más tarde la cátedra de D. José Gómez Ocaña en la facultad de Medicina de Madrid, donde muy pronto el talento y la prodigiosa información de Xegrin logró agrupar a valiosos investigadores.
Pi-Suñer siguió en su empeño de elevar el tono de la vida universitaria española y de varios países americanos. Su valimiento internacional facilitó el intercambio científico con las personali• dades mas señeras de Europa y de A mélica. La relación con los Estados Unidos de América fue muy asidua a traites de Cannon y de fulton, que tuvieron consigo a dos de sus mejores discípulos: Rosendo Carraseo-for mi güera y Jaime Pi-Suñer. Carrasco, como relata en su trabajo, merced a su relación con Me. Leod, Joslin y Banting trajo a España las primicias del descubrimiento de la insulina y en el Instituto de fisiología de Barcelona obtuvo los primeros extractos activos.
Las relaciones del grupo barcelonés con México fueron iniciadas por el maestro J. J. Izquierdo, quien se mantuvo siempre atento a la corriente de renovación de la fisiología, la cual aumentó en intensidad a la llegada en 1939 de un grupo numeroso de colegas que recibieron fraternal acogida
V CIENCIA, MÉX. XXIX (3-4) l*>15 en este país y fueron acomodados, de inmediato, a sus quehaceres científicos, docentes y profesio• nales.
Pero fue en Venezuela donde Pi-Suñer dejó testimonio mas fecundo de su entrega a la enseñanza y a la investigación, ¡.os amigos e instituciones que dejó en Caracas son prueba elocuente de ello.
Los trabajos reunidos en este número extraordinario de nuestra revista recuerdan, no sólo as- pecios pretéritos, sino también otros de palpitante actualidad, que demuestran la trascendencia que Pi-Suñer infundió a la Fisiología en las naciones de habla española a través de su cátedra, de sus publicaciones y de la promoción de profesores y discípulos.
Entre los colaboradores más jéwcnes de Ciencia deseamos señalar la presencia de Pedro Cuatre- casas, hijo del eminente naturalista cuyas aportaciones científicas han honrado con frecuencia nues• tra publicación. Pedro Cuatrecasas, sin nexo directo con el Maestro Pi-Suñer, hállase aplicado, con éxito evidente, a dilucidar problemas intimamente vinculados a los que fueron objeto principal de ¡as investigaciones de la escuela barcelonesa.
Poner de manifiesto estos antecedentes científicos, sociales e internacionales justifica la nece• sidad de comentarlos y ampliarlos para que, al difundir su conocimiento, adquieran el valor que merecen en el ámbito científico.
NOTA:
Por circunstancias imprevisibles y de fuerza mayor, nuestra revista ha sufrido un retardo consi• derable en su publicación. Rogarnos a nuestros suscriplores, amigos y colaboradores disculpen esta involuntaria recesión que esperamos subsanar en ¡o sucesivo.
VI CIENCIA RfiWa hisjHi'io iiftiriiiirid de i -i • i. plir.ll y .M'-'
Instrucciones a los autores
Esta revista sólo publicará trabajos originales e iné• el mismo tema, evitando revisiones bibliográficas ex• ditos. tensas. El Consejo Editorial se reserva el derecho de aceptar o rechazar los trabajos recibidos. Los originales sólo Material y métodos se devolverán a petición expresa del autor. La Revita aceptará trabajos escritos en español, por• Se indicarán los materiales empleados y los métodos tugués, francés, inglés, italiano y alemán. seguidos; cuando éstos sean nuevos o poco usuales, se Conforme a las recomendaciones de la UNESCO, el describirán detalladamente, y los demás con brevedad Consejo Internacional de Uniones Científicas, la Fede• o, mejor aún, señalando tan sólo la referencia biblio• ración Internacional de Documentación, etc., (UNESCO¡ gráfica correspondiente. NS/I77, 1962), los trabajos se clasificarán en las si• guientes categorías principales, con algunas subdivisiones ya conocidas de nuestra publicación: Resultados a) Memorias científicas originales, Comprenderán exclusivamente los obtenidos en el b) Notas preliminares o publicaciones provisionales. trabajo que se publica, evitando en lo posible interpre• c) Estudios recapitulativos o revisiones. taciones o discusiones personales. Su exposición median• Especialmente para los trabajos que, a juicio de los te gráficas, tablas c ilustraciones, es preferible en muchos autores, correspondan a una de las dos primeras (a o b), casos, siempre que se tienda a no incurrir en duplicida• se les recomienda ajustarse tan estrictamente como les des inútiles. sea posible a las instrucciones que siguen.
Discusión REDACCIÓN DEL TEXTO Se limitará exclusivamente a los resultados obtenidos Titulo en el tiabajo, su significación y la relación que tengan con los publicados por otros autores, evitando hipótesis Deberá ser tan corto como sea posible, escrito total• que no estén basadas en los datos presentados por el mente en mayúsculas y no incluirá abreviaturas. El autor. autor debe agregar su traducción al inglés (o al es• pañol, si está redactado en aquel idioma) y señalará en ambo* casos las palabras clave del trabajo que per• Referencias bibliográficas mitan identificar su naturaleza y contenido y faciliten Por ser ésta una revista multidisciplinaria no pueden la claboiación del índice de materias. establecerse normas específicas para la presentación de la bibliografía. Cada autor deberá apegarse a las reglas establecidas para su especialidad por alguna de las pu• Nombres del o de los autores blicaciones periódicas internacionales de reconocido A continuación del titulo y en líneas bien separadas prestigio. de aquel, se escribirán (también totalmente con ma• yúsculas) en la forma que acostumbren hacerlo para sus publicaciones, marcando claramente con tinta los PRESENTACIÓN DEL MANUSCRITO acentos, tildes o guiones propios de su correcta orto• El trabajo se presentará mecanografiado con tipo es• grafía. Seguidamente y aparte, se indicará la institución tándar, a doble espacio y dejando márgenes de 4 y 3 en que se hi/o el trabajo y la dirección de la misma. cm, en hojas tamaño carta de papel blanco apropiado para poder corregir con tinta. Se evitará el cortar pa• labras en el margen derecho o igualar con guiones Resúmenes innecesarios. Presentados en hoja por separado, serán redactados No deberá exceder de 15 cuartillas, salvo casos excep• por el autor dos resúmenes, cuidando de que cada uno cionales que se discutirán con el editor, y todas irán no tenga una extensión mayor de 200 palabras: el lo., numeradas progresivamente. Si es necesario hacer alguna en el mismo idioma utilizado en el texto, y el 2o„ en pequeña corrección en el manuscrito, ésta se escribirá inglés. Si el trabajo está escrito en esta última lengua, con tinta, suficientemente clara y en letra de molde. deberá adjuntarse su traducción al español. Los resúmenes, tablas y cuadros deberán presentarse cada uno en una hoja por separado. Las tablas se mi- Introducción iiiciai.iii ton caiactcies romanos, en serie independíenle de la de las figuras (si las hay), debiendo llevar cada Asentará con claridad los objetivos del trabajo y una su leyenda o título explicativo, lo mismo que los sus relaciones con otros anteriormente publicados sobre cuadros.
VII I s indispensable enviar el original del trabajo me• números arábigos. Las escalas, números y letras corres• canografiado y una copia del mismo. pondientes a cada una deben dibujarse sobre la propia figura, calculando bien su tamaño para que conserven su nítida en los grabados. ILUSTRACIONES La totalidad de las explicaciones o pies de las figu• ras, con su número correspondiente, deben escribirse a Las gráficas y dibujos —siempre originales, no repro• máquina, reunidas en una o más hojas agregadas al ducciones fotográficas— deberán trazarse con tinta china final del original del manuscrito. negra sobre papel blanco, de preferencia de tipo "al- banenc", y de un tamaño doble o triple del que se desea que aparezcan en la Revista. No debe utilizarse papel PRUEBAS TIPOGRÁFICAS pautado comercial: cuadriculado, milimétrico, semiloga- rítmico, etc. Si lo solicitan expresamente, los autores que lo deseen pueden recibir pruebas de galera o de planas para su Las fotografías serán copias en blanco y negro, hechas revisión, siempre que ello no signifique un retrase en papel brillante y bien contrastadas. considerable en la publicación. Como una guía para preparar los originales con un tamaño conveniente, debe tenerse en cuenta lo que si• gue: las dimensiones máximas con que puede aparecer SOBRETIROS impresa una ilustración en la Revista (plana comple• ta) son de 23.5 x 155 cm; en estas medidas queda Una vez que el Consejo Editorial haya comunicado incluido el espacio que ocupará el título y el pie o por escrito al autor la aceptación de su trabajo, el explicación de la figura, así como la clave de símbolos interesado deberá solicitar el número de sobretiros que o signos convencionales en el caso de mapas, gráficas, desee. Una tabla referente a su costo acompañará a la etc.; la anchura de una sola columna es de 7.5 cm. notificación del Editor. Todas las ilustraciones, a las que conjuntamente se Los manuscritos (original y copia del trabajo) con hará referencia en el texto como "figuras" (dibujos, sus ilustraciones y resúmenes, así como toda la corres• gráficas, fotografías) se ordenarán progresivamente con pondencia, deberán enviarse a
CIENCIA, MÉX.
APARTADO POSTAL 32133
MÉXICO 1, D. F.
VIII CIENCIA, MÉX. ¡5, Diciembre, ¡975 XXIX 0-4) ¡81-191
G omunicacwnesoriginal es
INSULINA Y RECAMBIO DEL FÒSFORO *
FRANCISCO DE VENANZI
Curdi.i de Patologia t•iici.il y Fisiopatologia Insanito de Medicina Expérimental Univcrsidad Central de Venezuela **
RESUMEN
Se presenta una revisión sobre el papel de la insulina en el recambio del fósforo. La pri• mera parte de la misma se refiere al efecto hipofosfatemico de la hormona, incluyendo los factores facilitadores o inhibidores que pueden tener influencia sobre este fenómeno. La se• cunda parte se refiere al destino del fósforo que sale del plasma bajo la acción de la Insulina; los estudios de la distribución en los órganos de la rata, muestran (pie la hormona promueve la incorporación de fósforo al hígado, corazón y diafiagma, pero si se administra la insulina, .n'in en dosis doble, con glucosa, a fin de evitar la hipoglucemia y la consiguiente acción de las hormonas de contrarregulación, desaparece el citado efecto sohrc el hígado, pero persiste a nivel del corazón y el diafragma; en el musculo esquelético hay un discreto aumento de incorporation que no llega a ser significativo desde el punto de vista estadístico; el glucagon aumenta la incorporación de fósforo en el hígado y el corazón de la rata normal, pero si se usan ralas aloxani/adas, sólo persiste el efecto sobic el hígado. En el hígado nerfunuido de la rata alimentada ad libitum, la insulina no promueve la incorporación de Pi, pero reduce la salida del mismo; en cambio, el glucagon, la epinefrina, y el W cAMP aumentan la incor• poración de Pl al hígado. En la tercera parte, se estudia el efecto de la insulina sobre los nucleótidos libres. En la cuarta parte, se revisan los conocimientos sobre el efecto de la in• sulina y la deficiencia de la hormona sobre la fosforilación oxidaiiva y la función y estructura mitocondrialcs. Por ultimo, se hace un recuento de las relaciones de la insulina con el sistema de la adenil-ciclasa.
SUMMARY
The effect of insidio on phosphorus metabolism is reviewed. In the first part, the dala pertaining to the hypophosphatemic action of insulin are considered, including the facilitatory and inhibitory factors that may modify this phenomenon. In the second part the knowledge related to the organ distribution of the orihophosphate leaving the plasma under the effect of insulin is presented; insulin promotes the incorporation of Pi into the liver, heart and diaphragm, but when insulin is given with glucose in order to avoid the loueiing of the blood sugar and the secretion of contraregulatory hormones, the effect on the liver dissapcars skeletal muscle may also contribute to the hypophosphatemia response (non significant tendency); glucagon increase the Incorporation of Pi into the liver and into the heart in the normal rat, but if alloxanized rats aie employed, die heart effect does not take place. In the perfused rat liver, insulin does not increase the incorporation of Pi, but reduces the efflux of the same; at the contrary, glucagon, epinephrine, 3'5* cAMP arc able to increase the uptake of Pi. In the third part, the effect of insulin on free nucleotides is considered and in the fourth part the experimental work related to the effect of insulin deficiency and insulin on oxidative phosphorylation and mitochondrial functions and structure is presented. Finally, the interaction of insulin with the cyclic adenylate system is reviewed.
En esta revisión se trata de condensar los co• cambio del fósforo, incluyendo su participa• nocimientos pertinentes a la acción de la insuli• ción en la homeostasis del fósforo inorgánico na y la deficiencia de la hormona sobre el re- plasmático, la distribución del elemento de los diferentes órganos, su incorporación a través de • Trabajo realizado con el patrocinio del Consejo de Desarrollo Científico y Humanístico de la Universidad los procesos fosforilativos a diferentes compues• Central de Venezuela y del Consejo Nacional de Inves• tos químicos de interés metabólico y la influencia tigaciones Científicas y Tecnológicas de Venezuela. Apartado Postal 50587» Sabana Grande. de la hormona sobre algunas substancias fosfo-
181 (JESCiA. MÉX. XXIX (3-4) 1975 nulas que juegan un papel importante en el traron que la administración oral de glucosa en metabolismo. No serán considerados los efectos sujetos normales produce descenso del fósforo relacionados con la síntesis de proteínas, o los inorgánico del suero. Estos últimos autores10 ¡ispéelos en/imáneos vinculados con el fósforo señalaron, además, ausencia del fenómeno en pa• en los cuales la insulina puede actuar. cientes diabéticos. Bolliger y Hartman11 realizaron en 192") una serie de experimentos muy demostrativos, 1. HOMKOSTASIS DEL FÓSFORO INORGÁNICO en los cuales comprobaron el efecto de la glu• PLASMÁTICO cosa y la insulina sobre el descenso del Pi del suero y mostraron que, en el perro panerea- En el Esquema 1 se puede apreciar la com• tectomizado, se hacía defectuoso o nulo el des• plejidad de la regulación de los niveles plasmá• censo inducido por la glucosa; señalaron, ade• ticos del fósforo inorgánico. Al respecto desea• más, el efecto hiperlosfatémico de la pituitrina mos puntualizar el conocimiento relativamente y comprobaron el efecto depresor sobre el Pi sé• escaso de los intercambios del fósforo plasmá• rico determinado por la epineirina, que había tico con los tejidos blandos, en los cuales decenas sido citado antes;10 esta última hormona no actúa de substancias fosforadas participan en los más en el perro pancreatectomizado;11 pudimos com• diversos procesos metabólicos. Nuestro campo probar este hallazgo y mostrar que tampoco ejer• de trabajo ha estado vinculado especialmente ce efecto hipofosfatémico en perros aloxani a las acciones de la insulina, glucagon, epinefri- zados.12 Experimentos llevados a cabo con do• na y cAMP en estos procesos. ble administración ele glucosa, sugirieron que el El interés por la acción de la insulina sobre descenso del Pi sérico después de la inyección el fósforo plasmático se remonta a la etapa del de glucosa dependía de una descarga de insuli• descubrimiento de la hormona, cuando comen• na.1314 Muy pronto después del aislamiento y zaron a explorarse con gran tesón sus diversas 1 cristalización del glucagon se observó que esta acciones metabólieas. Wigglesworth y col. en hormona tenía efecto hipofosfatémico.15 Demos• 1922, reportaron el descenso del fosfato sanguí• tramos en pacientes diabéticos y perros pancrea- neo en conejos a los cuales se provocó convul• tectomizados y aloxanizados que este efecto era siones insulínicas y muchos otros trabajos si• 2 7 propio e independiente de la secreción reaccio- guieron a este informe inicial ~ incluyendo el 13 8 9 nal de insulina. Rasmussen y col. y Wells de los argentinos Savinos y Mazzoco y Morera. 10 3,4 10 y Lloyd observaron que la inyección endove• Harrop y Benedict y Perlzweig y col. mos• nosa de dB-cAMP producía hipofosfatemia y
Esquema 1 PRINCIPALES FACTORES REGULADORES EN LA HOMEOSTASIS DEL FOSFORO INORGÁNICO PLASMÁTICO
TEJIDOS BLANDOS
INSULINA PARATOHORMONA TIR0CALCITON1NA \^Jy GLUCAGON GLUCAGON PARATOHORMONA GLUCOCORTICOIDES VITAMINA D
PAR ATOHORMONA STRESS HORMONA CRECIMIENTO 1 ABSORCIÓN INTESTINAL H FOSFORO INORGANICO PLASMÁTICO HEXCRECIÓ N URINARIA GLUCOCORTICOIDES VITAMINA D T TI ROCA LCI TONINA PARATOHORMONA INSULINA
GLUCAGON 1 GLUCOCORTICOIDES ANOROGENOS HORMONA CRECIMIENTO HORMONAS TIROIDEAS HORM. CRECIM . TIROCALCITONINA
TEJIDO OSEO
EFECTO DIRECTO 0 INDIRECTO ESTIMULACIÓN \
INHIBICIÓN •
182 CIENCIA, MÉX. XXIX (3-1) 1975
Esquema 2
FACTORES PRINCIPALES CAPACES DE INDUCIR UNA RESPUESTA HIPOFOSFATEMICA RÁPIDA
INSULINA GLUCOSA GLUCAGON TIROCALCITONINA SORBITOL EPINEFRINA CALCIO SORBOSA cAAAP 3'5' FRUCTOSA? dB-cAAAP 3'5' 2-DEOXIGLUCOSA TEOFILINA ALCOHOL IMIDAZOL DIHIDROXI ACETONA GLUTATION aumento del calcio del plasma en ratas. Efectos desencadena una serie de reacciones que per• similares fueron reportados en humanos,*" lo siguen la compensación del fenómeno, siendo que se ha interpretado como un efecto mimético característica una marcada hipeí glucemia, que de la hormona paraliroidea que actuaría por li• ha sido atribuida esencialmente a una descarga beración de cAMP en el tejido óseo. de catecolaminas por las suprarrenales. Usando Eli el esquema 2 se suministra una lista de una dosis de 1 ml/Kg de sol. 1.5 M de 2-DG las substancias principales capaces de inducir por vía endovenosa en el perro, se obtiene un rápida hipofosfatemia,3-410-11"-"'"-2*-28 31 algu• descenso del Pi plasmático dos veces mayor que nas de ellas mediadas por secreción de insulina el determinado por glucosa 3 M, 1 ml/Kg de como los efectos de la glucosa y la epincfri- peso corporal. La adrenalectomfa y el pretra• tamiento con dihidroergotamina reducen apre- El efecto de la 2-deoxi-D-gl ticosa sobre el Pi ciablemente la respuesta hiperglucemiantc, en merece ser destacado por la magnitud que al• tanto que el descenso del fósforo en ambos casos canza la respuesta. Como es bien conocido, se se acentúa. En perros pancreatectomizados o nata de un bloqueador metabólico que deter• aloxanizados, inyectados con 2-DG, el descenso mina glucocitopciiia por interferencia con la uti• del fósforo se reduce a cerca de la mitad del lización de la glucosa y, como consecuencia, se encontrado en perros normales, lo que iría en
Esquema 3
FACTORES MODIFICADORES DE LA ACCIÓN HIPO• FOSFATEMICA DE LA INSULINA O LA GLUCOSA
FACTORES INHIBIDORES FACTORES FACILITADORES
EMBARAZO PUERPERIO HIPOFISECTOMIA SENECTUD
DIABETES ACROMEGALIA ADRENALECTOMY BASOFILISMO HIPOFISARIO BASOFILISMO PROGRESIVA ACTH ? PARATIROIDECTOMIA ? GLUCORTICOIDES PITUITRINA DISTROFIA MUSCULAR HIPOFISARIO INSUFICIENCIA STRESS ANESTESIA FIEBRE HEPÁTICA HIPERTENSIÓN ESENCIAL HEMOCROMATOSIS
183 Clt.SCIA, MI X. XXIX (3-4) 1975 favor de una participación de la insulina en este presentaban. En otra serie de experimentos rea• descenso.-1 En otra serie de experimentos reali• lizados con perros normales, aloxanizados y pan• zados en perros normales se pudo mostrar que createctoinizados,11 se pudo notar que, práctica• la 2-DG, usada en la forma descrita, eleva los mente, eran iguales las respuestas del fósforo niveles de insulina inmuno-reactiva del plasma; a la inyección de insulina en los tres grupos por oirá parte, se hicieron observaciones en pe• experimentales; la respuesta hipoglucemiante rros diabéticos, con la glucemia previamente fue siempre bastante mayor en los perros diabé• normalizada con inyección de insulina de acción ticos; esto plantea una diferencia interesante retardadaj y se observó que persiste el delecto entre pacientes con diabetes y perros con defi• del fósforo. En los perros aloxani/ados, la ele• ciencia insuh'nica experimental. vación de la glucemia por administración de La acromegalia,42 basofilismo hipofisario,41 2-DG fue mayor que en los pancreatectoinizados, la distrofia muscular progresiva,44 anestesia,45 hi• lo que sugiere la posibilidad de que pueda haber pertensión esencial,40 stress y fiebre,47 hemocro- cierta participación del glucagon.24 Es probable matosis48 y hormonas del lóbulo posterior de tpie en los perros adrenalectomizados o pretra- la hipófisis,11-27 reducen el descenso del Pi sérico lados con dihidroergotamina, el mayor descenso determinado por la glucosa. La situación con del Pi pueda estar relacionado con una mayor respecto a los glucocorticoides y la hormona producción de glucagon. Ha sido reportado que corticotrópica es un tanto contradictoria. En un la administración de 2-DG eleva los niveles de trabajo realizado en perros, encontramos que. glucagon en el plasma.25 después de administrar ACTH durante varios En el esquema 3 se anotan una serie de fac• días y suspender la hormona, había reducción del tores que pueden intensificar o inhibir las res• descenso del Pi sérico inducido por glucosa o 4U 50 puestas hipofosiatémicas inducidas por la admi• por glucosa más insulina. - Con la adminis• nistración de glucosa o insulina. En muchos tración aguda endovenosa de la misma hormona casos, el mecanismo del antagonismo no ha sido se ha citado reducción del descenso del Pi del 51 precisado; pero, indudablemente, puede tener suero provocado por la insulina. Forsham y 49 bastante interés por su jx>sible vinculación con Thorn trataron un paciente con administra• los factores patogénicos de la diabetes. En el ción continua de ACTH durante 48 horas y, a embarazo hemos observado una disminución de pesar de reducirse la tolerancia glucosada, no la tolerancia glucosada y del descenso del Pi del hubo modificaciones del descenso del Pi sérico. suero y hay resistencia a la acción de la insulina La administración aguda de glucocorticoides sobre la glucemia y el P¡ del suero.32 Burt com• no produjo reducción del descenso del Pi des• 81 probó nuestros resultados con respecto a los pués de administrar glucosa. -" Recientemente, 51 cambios glucémicos y del Pi del plasma deter• Madar y Pora realizaron un estudio donde minados por glucosa en el embarazo y el puer• anotaron que la administración de hidrocortiso- perio;** en mujeres preeclámpticas disminuye na hemisuccinato por vía venosa en ratas, si• más la tolerancia glucosada, pero el descenso multáneamente con glucosa y ortofosfato ra• del fósforo plasmático es similar al de las emba• diactivo, reduce el descenso del Pi de la sangre razadas no complicadas.34 En relación con este y retarda la desaparición del fósforo radiactivo fenómeno es interesante anotar que se ha mos• del torrente circulatorio, al comparar los da• trado elevación de los niveles de insulina plas• tos obtenidos en ratas controles sometidas al mática durante el embarazo,35-38-#tc- y se han mismo procedimiento, pero sin administración postulado varias hipótesis con respecto a la na• de glucocorticoides. Es muy probable que fac• turaleza de la insulino-resistencia.38 Jacir39 ha tores de dosis y duración del tratamiento ten• hecho observaciones mostrando que la disminu• gan importancia en cuanto a las divergencias ción de la tolerancia glucosada, común en el señaladas. anciano, se acompaña de defecto de descenso del Pi plasmático. Varias condiciones clínicas o experimentales tienden a incrementar la respuesta del fósforo De Venanzi y col.40 señalaron que en los pa• a la glucosa o la insulina: Chaikoff y col.55 ci• cientes diabéticos existe una resistencia a la taron un incremento de la sensibilidad a la acción de la insulina sobre el Pi, contrastando insulina, en relación con el fenómeno, en perros con mayor sensibilidad de la glucemia; este fe• hipofisectomizados. Con respecto a las supra• nómeno se presentaba por igual en diabéticos rrenales, se ha mostrado que estas glándulas no que mostraban descenso del Pi del suero des• son indispensables para que el descenso del Pi pués de administrar glucosa y los que no lo sérico tenga lugar después de administrar gluco-
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sa o insulina '"° y, además, se ha mencionado una experimentos determinando la distribución por mayor acción de ¡a insulina en perros adrcna- órganos del 3-P-oi toíosfato, libre de trasportado!-, lcctomizados;37 la paraliroidcctomía no produce inyectado por vía venosa en la rata, determina• alteraciones de la respuesta hipoEosfatémica a do el porcentaje acumulado en cada uno de la glucosa o la insulina o tiende a aumentar- ellos, números de cuentas por min., por g de la;'8*1 al respecto, es interesante citar que en pa• tejido seco y por mg de fósforo total determina• cientes con hipcrparatiroidismo o normales tra• do por incineración (actividad específica).72-74 tados con hormona paratiroidca, se ha notado La insulina promovió una mayor incorporación una respuesta hiperinsulinémica aumentada des• de fósforo radiactivo al diafragma, corazón e pués de administrar glucosa, glucagon o tolbu- hígado; duplicando la dosis de insulina y admi• lainida."2 Se ha anotado, además, que en el hi• nistrando al mismo tiempo glucosa para evitar pcrparatiroidismo se registra con frecuencia dis• la acción de hormonas de cóntrarreguladón, se minución de la tolerancia glucosada,03,8* y en observó que el aumento de radiactividad se en• pacientes con este trastorno se ha encontrado contraba significativamente aumentado sólo en hiperplasia de las células alfa de los islotes diafragma y corazón. En ratas normales inyecta• pancreáticos.'15 En relación al metabolismo fos- das con 2-DG se observó distribución similar a ío-cálcico, es de interés señalar el hallazgo de la determinada por la insulina más glucosa.74 que la tirocalcitonina, que produce descenso Con insulina más glucosa disminuyen la acti• del Ca y del P plasmáticos, reduce la tolerancia vidad específica y las cuentas por g de tejido glucosada y la producción de insulina en hu• seco en el hueso y tiende a aumentar (no signi• manos;6' se ha mencionado también que esta ficativo) el contenido en músculos esqueléticos; hormona reduce la Utilización de glucosa por el el cuerpo despojado de casi todos los órganos diafragma aislado de la rata.07 En el hígado (prácticamente esqueleto y musculatura esque• perfundidú de la rata, la tirocalcitonina tiende lética) registró un aumento no significativo en a reducir la liberación de glucosa y en los hí• el porcentaje de fósforo radiactivo.72-73 En las gados ile ratas en ayunas, aminora la incorpora• mismas condiciones experimentales, el glucagon ción de fósforo radiactivo.*** Se ha demostrado promueve la incorporación de ortofosfato ra• que el glucagon es capaz de aumentar la pro• diactivo al hígado, al corazón y la piel; pero, ducción tic tirocalcitonina.09 si se realizan los experimentos en ratas aloxani- zadas, el efecto se limita al hígado; hay descenso En la insuficiencia hepática, Forsham y de la radiactividad en tejido óseo, grasa epi- Thorn 4H encontraron que se acentuaba el des• didimaria, encéfalo y cuerpo privado de órganos, censo del Pi del suero determinado por la glu• en la rata normal inyectada con glucagon. En cosa y lo atribuyeron a un efecto de mayor lle• la rata aloxanizada, el glucagon determinó des• gada de glucosa a los tejidos periféricos, por censo en el hueso y descenso no significativo en defecto de retención a nivel del hígado. Smith cuerpo privado de ói ganos.72*73 La epinefrina y col.1'2 lucieron observaciones similares en pa• produjo aumentos significativos en el porcentaje cientes con cirrosis o hepatitis. de distribución en diafragma, corazón y pulmón, disminución en hueso, bazo, intestino delgado y grasa epididimaria.73 2. PARTICIPACIÓN DE DIVERSOS ÓRGANOS EN LA INCORPORACIÓN DEL FOSFORO INORGÁNICO Los estudios de Koike y col.75 revelaron que MOVILIZADO DESDE EL PLASMA HACIA LOS TEJIDOS POR ACCIÓN DE LA INSULINA en la rata diabética, la insulina promueve la transferencia de fósforo desde el plasma a todos Soskin y col. sugirieron que el fósforo inor• los órganos, menos a los testículos. En ratas con gánico que desaparecía del plasma no se movi• diabetes aloxánica, señalamos que se producía lizaba hacia los tejidos, si no (pie se esterificaba una reducción significativa de la cantidad total en la misma sangre.50 Wigglesworth y col.1 hi• de fósforo en el hígado y el cuerpo (práctica• cieron notar, desde su trabajo inicial, que los mente esqueleto y musculatura), que podía atri• métodos de estudio no permitían comparar con buirse a disminución en los músculos, ya que precisión los cambios del fósforo total ácido-so• se notó un aumento significativo de la acumula• luble con los del Pi. Pudimos comprobar esta ción de ortofosfato radiactivo en el hueso en objeción.70 Weissbcrger, empleando fósforo ra• los estudios de distribución; los controles para diactivo, demostró fehacientemente la salida del estos experimentos fueron ratas con alimenta• isótopo del plasma bajo el efecto de la insulina ción restringida, de tal manera que se pudieran y la epinefrina.71 Hemos realizado una serie de lograr curvas de disminución de peso similares
185 CIENCIA, Al/Y. XXIX (3-1) 1975 a las encontradas en las ratas diabéticas.76 Good• 3. EFECTO DE LA INSULINA SOHRE man y Hazelwood77 encontraron un descenso NUCLEÓTIDOS LIBRES del fósforo total del cora/ón en ratas aloxaniza- tías, comparadas con normales o con ratas so• Desde hace tiempo se ha mencionado que la insulina aumenta el recambio del ATP y de la metidas a ayuno. 83 84 ra losfocreatina en el músculo. - En diafragmas Kaji y Park hicieron observaciones en co• aislados de ratas se ha encontrado aumento de razón perfundido de la rata y señalaron que hay la incorporación de 32P a la losfocreatina, ATP, una incorporación de fósforo en los primeros ADP y uridina y guanosina fosfatos.85'8<í En otro 15 min., seguida luego de liberación del ele• trabajo se anota un efecto similar con respecto mento; la insidina reduce la liberación de fos• a ATP y GTP y menor en ADP, atribuido en M fato y, en presencia de glucosa, el efecto es más general a facilitación de la penetración del P 7 pronunciado. Sarkar y Ottaway,7U también en a la célula." En células adiposas aisladas, la insulina promueve la penetración del P32 y el corazón de rata perfundido, encuentran que no marcado del ATP y ADP.88 También en adi- hay diferencia significativa entre la incorpora• pocitos aislados se ha observado que la dismi• ción espontánea de Pi y la que tiene lugar des• nución de ATP, inducida por oligomicina o pués de añadir insulina; en cambio, consideran agentes lipolíticos, como adrenalina o cafeína, (pie la hormona reduce la salida de fosfato a puede ser contrarrestada por la insulina.80 partir del corazón.
80 En ratas aloxanizadas se ha encontrado dis• Kestens y col., utilizando el hígado perfundi• minución de ATP y aumento de AMP en el do del perro, encontraron que la insulina dismi• hígado, que se corrige con insulina.110 Disminu• nuía los niveles de fosfato y potasio del plasma y ción de síntesis de ATP ha sido también re• atribuyeron este fenómeno a una mayor incor• portada en el hígado de la rata aloxanizada."1 poración al hígado. No obstante, no descartaron En ratas con diabetes aguda inducida por alo- la posible participación de los elementos formes xana, o crónicas por estreptozotocina, se registró de la sangre. Esto puede tener interés, ya que disminución del contenido de ATP del corazón perfundido, así como de fosfocreatina y cantidad Donnandy"1 ha señalado que la insulina pro•
32 total de nucleótidos; cambios similares se en• mueve la incorporación de P-ortofosfato a los contraron aumentando el trabajo miocárdico en glóbulos rojos, con una liberación inicial y tran• corazón perfundido de rata normal.02 sitoria de fosfato, lo que indica que los hema• tíes no pueden tomarse como inertes en el siste• ma de perfusión. Jefferson y col.82 han encon• 4. FOSFORILACIÓN OXIDATIVA Y FUNCIONES trado que el hígado perfundido de la rata libera MITOCO N DRI ALES fósforo espontáneamente y que esta liberación 03 puede ser inhibida parcialmente por la insulina. Haugaard y col. realizaron estudios en dia• fragma de rata aislado, en los cuales señalan En nuestros experimentos hemos comprobado
0 que, en presencia de glucosa, la insulina pro• este hallazgo/ observando la penetración de duce un aumento de los procesos fosforilativos. ortofosfato radiactivo al hígado y los cambios del Estas observaciones fueron tomadas por Stadie01 Pi del perfusado, así como la actividad especí• como indicativas de que la insulina podía au• fica del mismo. Se nota que la insulina no au• mentar la eficacia de la fosforilación oxidativa. menta la incorporación de 32P-ortoiosfato al Se han publicado varios estudios, realizados in hígado, reduce la liberación de fosfato y eleva vivo o con extractos de tejidos, en diabetes y 05 08 moderadamente la actividad específica del Pi, lo observando el efecto de la insulina. - Luego se ha puesto énfasis especial en las investigacio• que sugiere que su efecto se limita a reducir la nes sobre mitocondrias aisladas. En este particu• salida de fosfato del órgano. En cambio, el glu- lar, se han producido trabajos contradictorios. cagon, la adrenalina, el cAMP y el dB-cAMP, Parks y col.00 no encuentran modificaciones en inducen penetración de ortofosfato al hígado/'0 la capacidad para la fosforilación oxidativa en Añadiendo glucagon al sistema de perfusión, en mitocondrias de hígado de ratas diabéticas. ausencia del hígado se encontró una pequeña En cambio, Vester y Stadie,100 utilizando mito• reducción de la incorporación de fósforo a los condrias de hígado de gatos pancreatectomiza- glóbulos rojos, en tanto que con la insulina hu• dos, encuentran disminución de la producción de ATP, del consumo de 0 y de la relación bo un discreto aumento, no significativo.80 2
186 CIENCIA, MÉX. XXIX (3-4) 1975
P:ü; modificaciones que se corregían si los ratas tratadas in vivo con suero anti-insulínico, animales eran tratados con insulina. Resultados presentaba aumento de la glucogenólisis, neo- similares fueron encontrados por Hall y col.,101 glucogénesis endógena, la producción de mea y quienes trabajaron con gatos pancreatectomi/a- potasio; al mismo tiempo, se aumentaban las dos y ratas aioxanizadas, y por Matsubata y To- concentraciones de cAMP en el órgano; la in• rhino, en mitocondrias de hígado de ratas dia• sulina antagonizaba esos procesos. En el mismo béticas.102 Dow 103 no encuentra cambios signifi• trabajo se observó que la diabetes aloxánica au• cativos en la fosforilación oxidativa de mito• mentaba los niveles del cAMP; también que la condrias ele hígado o músculo. Beyer y Sha- insulina antagonizaba los efectos de la epinefrina 104 105 moian y Boveris y col. no encuentran mo• y el glucagon sobre Ja liberación de glucosa y, en dificaciones de la fosforilación oxidativa de las el caso de este último, que se reducía el nivel ti- mitocondrias hepáticas de ratas diabéticas; estos sular de cAMP. Menahan y Wieland,112 en hí• últimos atribuyen los cambios reportados por gados perfundidos de ratas, en ayunas por 48 otros autores al posible efecto directo de la horas, sin substrato, observaron que la insulina aloxana y, por otra parte, anotan un aumento antagonizaba la producción de glucosa por neo- del contenido en ubiquinona, en contraposición 100 glucogénesis endógena, la producción de urea y de los resultados de Shigeta y col., quienes en• cuerpos cetónicos. Mackrell y Sokal,113 anota• cuentran una disminución de esta substancia. Harano y col.'07 han hecho un detallado estudio ron que el antagonismo entre insulina y gluca• bioquímico y morfológico de las mitocondrias gon en el hígado de rata perfundido se hacía de hígados de ratas aioxanizadas y- concluyen patente en la activación de la fosforilasa, glu• que la diabetes origina cambios ultracstructu- cogenólisis, liberación de glucosa y producción rales importantes de las mismas y sólo se produ• de urea, y que dichos fenómenos no se inhibían cen trastornos de la fosforilación oxidativa cuan• en forma pareja, lo cual les hace dudar que el do la diabetes está descompensada y hay ectosis; fenómeno dependa de un centro común de ac• atribuyen a este hecho las discrepancias puestas ción. La insulina previene también la proteolisis col.108 concluyen que las lesiones de los meca• del hígado perfundido.111 En el tejido adiposo, nismos liberadores y conservadores de energía Jungas observó una inhibición de la formación en las mitocondrias musculares en el estado dia• de cAMP, como resultado del tratamiento con bético, no dependen de la misma enfermedad, insulina;115 no obstante, han surgido dudas con sino de los trastornos degenerativos secundarios respecto al efecto de la insulina in vitro sobre que acompañan al proceso no tratado. Es inte• adenilciclasa obtenida de tejido adiposo.110-117'*10- 109 resante señalar que Roldan y col. han repor• En fracciones particuladas de hígado Hepp118 tado que las mitocondrias hepáticas de ratas ha demostrado la acción inhibidora de la insu• diabéticas por pancreatectomía presentan dismi• lina sobre la adenilciclasa estimidada por el nución de la actividad de la 3-hidroxibutirato glucagon. Williams y col.,119 en el hígado per- deshidrogenasa. fundido de rata, hicieron la observación de que la insulina no antagoniza la acción del dB- cAMP sobre la liberación de glucosa y la reten• ción de potasio. Observaciones similares con res• 5. INSULINA Y SISTEMA DE LA ADF.NIL-CICI.ASA pecto a gluconeogénesis, formación de urea y 112 110 cetogénesis han sido reportadas. Burton e Ishida demostraron en el hígado Park y col.120121 condensaron una serie de es• perfundido de la rata que la insulina disminuía tudios sobre las relaciones de la insulina con el la liberación de glucosa, lo que atribuyeron a sistema de la adenilciclasa. una menor desintegración del glucógeno; tam• bién anotaron aumento de la incorporación de Es de interés hacer algunos comentarios sobre potasio al órgano bajo la acción de la hormona. el posible sitio de acción de la insulina. El re• Glinsmann y Mortimore111 mostraron, en una ceptor a nivel de la membrana podría estar im• 122 preparación similar, que la insulina reducía la plicado. Ileano y Cuatrecasas han mostrado el liberación de glucosa y la incorporación de lac- efecto inhibitorio de la insulina en preparacio• tato al hígado, evocadas por estimulación sub- nes parcialmente purificadas de membrana de máxima con glucagon o cAMP; la hormona células hepáticas y encuentran que dosis elevadas también redujo la producción de urea y libera• de insulina no tienen la acción citada, lo que ción de potasio, espontáneas o estimuladas con explicaría algunas observaciones negativas de 123 glucagon o cAMP. En otras investigaciones82 se Pohl y col. Se ha postulado que la insulina anotó que el hígado perfundido, obtenido de podría actuar directamente sobre la adenilciela-
187 CIENCIA, MÉX. XXIX (3-4) 197$ sa;1-1,11- otros autores han admitido la teoría cíe 7. EADIE, G. S.. J. J. R. MACLEOD y K. C. Noble, Fur• que el electo se ejercería activando la íosfodics- ther experiments on the action of insulin. Am. y. Phsyiol. 78: 614-628, 1925. 12 120 terasa. ''" pero esta sugestión ha sido reba• 8. SAVINO, Em Action de l'insuline sur le phosphore du tida.1-7 Existe también la posibilidad de cpie la sang. Cotnf)t. Rend. Soc. Biol. 91: 29, 1924. insulina disminuya la síntesis de cAMP, acti• 9. MAZZOCCO, p. y V. MORERA, Action de l'insuline sur vando una AI Pasa a nivel de la membrana y la composition du sang. Compt. Rend. Soc. Biol. 91: 30, 1924. disminuyendo así el substrato para la acción de 10. PERXZWEIC, W. A., E. LATHAM y C. S. KEEPER, The la adenil-ciclasa; algunos estudios recientes de behavior of inorganic phosphate in the blood and Luly y col.1'-* y Madden y col.1*" apuntan a que urine in normal and diabetic subjects during car• esta posibilidad pueda llegar a materializarse. bohydrate metabolism. Proc. Soc. Exp. Biol. Med. El hecho mencionado de epte la insulina pue• 21: 33-34, 1923. da antagonizar la acción del cAMP y no la del 11. BOLLICER. A. y F. W. HARTMAN, Observations on blood phosphates as related to carbohydrate meta• dB-cAMP, propicia la tesis de que el efecto de bolism. J. Biol. Chem. 64: 91-109, 1925. la hormona sea post-adenilciclásico. 12. DE VENANZI, F. T. CARNEVALI y F. PEÑA, Observa• En relación con el fenómeno que hemos des• tions on the effect of epinephrine on plasma in• crito, de un incremento de la incorporación de organic phosphorus and blood sugar. Acta Physiol. ortofosfato al hígado bajo la acción del gluca• Lutinoamer. 15: 266-273, 1965. 13. DE VENANZI, F. y A. PODREERI, El fósíoro inorgáni• gon, llevamos a cabo experimentos para deter• co del suero y el efecto Satub. Rev. Soc. Arg. Biol. minar si la insulina era capaz de antagonizarlo. 25: 112-129, 1949. Se emplearon concentraciones de insulina y de 14. DE VENANZI, F., Investigaciones sobre el fósforo in• glucagon muy similares a las citadas por Exton orgánica, del suero después de la administración de y col.,120 que podían evidenciar con toda cla• glucosa en perros con diabetes alox;uiica. Rev. Soc. ridad, en el hígado perfundido de rata alimen• Arg. Biol. 25: 120-129, 1949. tada, la inhibición de la liberación de glucosa. 15. KIRTI.EY, W. R., S. O. WAIFE y F. B. PECK, Effect of glucagon in stable and unstable diabetic patients, Se pudo observar que, efectivamente, se inhibe Proc. Soc. Exp. Biol. Med. 83: 387-389, 1953. la liberación de glucosa en estas condiciones; 16. DE VENANZI, F., Comparison between changes in pero, la incorporación de fósforo radiactivo al serum inorganic phosphorus induced by glucose and hígado, lejos de reducirse, se aumenta en forma glucagon in diabetics. Ptoc. Soc. Exp. Biol. Mid. significativa; lo mismo ocurre con el descenso 90: 112-115, 1955. del P¡ del perfusado: la actividad específica del 17. DE VENANZI, F., T. CARNEVALI y F. PEÑA, Effect of glucagon on the scrum inorganic phosphorus oï Pi no fue significativamente diferente de la en• normal and diabetic dogs. Acta Physiol. Latinoamer. contrada con la administración de glucagon 11: 184-189, 1961. 08 sólo. Estas investigaciones sugieren que a nivel 18. RASMUSSFN, H., M. M. PECHET y D. FAST, Effect of del recambio de fósforo hígado-plasma, la insu• dibutyril cyclic adenosine 8*5' monophosphate, theo• lina y el glucagon no muestran efecto antagó• phylline, and other nucleotides upon calcium and nico. phosphate metabolism. J. Clin. Invest. 47: 1843-1850, 1968. 19. 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191 a ESCI A. MÉX. 15, Diciembre, 1975 XXIX (3-4) 193-201
DIABETES E INSULINOTERAPIA
REFLEXIONES SOBRE SU DESCUBRIMIENTO Y LAS APORTACIONES DE LA ESCUELA DE A. PI SUÑER *
R. CARRASCO-FORMIGUF.RA
Instituto de Medicina experimental de la Universidad Central de Venezuela Apartado 50.587, Sabana Grande, Caracas, Venezuela
RESUMEN
Se revisan los acontecimientos relacionados con los lemas que se mencionan a continua• ción: Hallazgo de lesiones pancreáticas en cadáveres de diabéticos; extirpaciones probable• mente incompletas de páncreas desde 1683; descubrimiento por Minkowski en 1889 de que la pancreatectomía total produce siempre diabetes en diversas especies; ¡>osiuIación dr una secreción interna pancreática antidiabética producida en los islotes de Langcr- hans; aplicación de extractos conteniendo esta hipotética hormona al tratamiento de la diabetes humana y experimental, generalmente sin éxito, pero en algunos casos con resultados positivos aunque no decisivos; demostración concluyeme, por Banting y Best (1921) de dicha secreción interna, mediante obtención de extractos pancreáticos denominados "islctin", que mantuvieron vivos y saludables durante mucho tiempo perros totalmente pacrcntcctomizados; primeras inyecciones de "islctin" a diabéticos humanos en enero de 1922; actuación del equipo ampliado de fisiólogos y clínicos en Toronto; mejoramiento de los extractos y cambio de su nombre por "insulin"; aspectos clínicos y fisiológicos de los primeros tiempos de la insu- linoterapia (1922-1925) en Canadá y su extensión a todos los países; participación en la insulinoterapia, en su primer período, de algunos fisiólogos formados y dirigidos en Bar- eclona por Augusto Pi Sunycr.
SUMMARY
After a short introduction, the events related to the following subjects arc reviewed: Reports of pancreatic lesions in the bodies of diabetic patients. Probably incomplete pan• createctomies from 1683 through 1888. Discovery by Minkowski in 1889 of diabetes mcllitus consistently following total pancreatectomy in several species. Postulation of a pancreatic an• tidiabetic internal secretion produced in the islets of Langcrhuns. Application of this hypo• thetical hormone to the treatment of human and experimental diabetes —generally unsuccess• fully— but in some cases with positive although not decisive results. Definitive demonstra• tion of the pancreatic antidiabetic internal secretion in 1821 by Banting and Best, who pre• pared pancreatic extracts —called "islctin"— which kept alive and in rather good condition for a long time totally depancreati/ed dogs. First "isletin" injections to human diabetics in January 1922. The achievements of an enlarged team of physiologists in Toronto. Improve• ment of the extracts and change of their name to "insulin '. Clinical and physiological as• pects of insulin-therapy during its early years (1922-1925) in Canada, and its spreading to all other countries. The participation in insulin-therapy during those early years of some physiologists trained and directed in Barcelona by August Pi-Sunycr.
LA DIABETES EXPERIMENTAL de extirpación del páncreas en 168.V todos ellos, antes de 1889, con pancreatectomías probable• Desde 1788 se habían publicado hallazgos de mente incompletas y la mayor parte realizados lesiones pancreáticas en cadáveres de diabéticos 1 con propósitos ajenos a la diabetes. En todos y hacia 1890 era ampliamente admitida la re• los casos, los animales que sobrevivieron a la lación de causa a efecto entre ciertos trastornos operación, fueron objeto de observaciones diver• pancreáticos y algunas formas de diabetes saca• sas, sin que los investigadores respectivos hubie• rina.2 Se inicia la publicación de experimentos ran advertido que los animales, así operados, fueran diabéticos, incluso en un experimento de * Este trabajo, con algunas adiciones y supresiones, 1683,a en el que el animal presentó polidipsia resume textos inéditos de dos conferencias pronuncia• das el 18 de octubre de 1972 en el Hospital Regional y poliuria, y en cuatro experimentos realizados de ios Seguros Sociales y en el Sanatorio Guadalupe, de antes de 1889 con el propósito de producir dia- la ciudad de Puebla, México.
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beles, uno de ellos en 1869, otro en 1886 y dos LOS PRECURSORES DEL DESCUBRIMIENTO en 1888.*."- DE LA INSULINA Fué en 1889 cuando Minkowski halló que la pancreatectomía total produce, sin excepción, Desde el descubrimiento de Minkowski al de un síndrome diabético que ocasiona la muerte Banting y Best, 1889-1921, numerosos investiga• en pocas semanas en todos los perros operados dores, clínicos y fisiólogos, ensayaron el trata• que sobreviven a los efectos inmediatos de la miento hormonal de la diabetes en seres huma• nos y en animales de laboratorio. Estos ensayos operación/-7 Este descubrimiento de la diabetes fracasaron en su gran mayoría; pero, ya desde pancreatopriva fue resultado de una primera 1893,-' en algunos se obtuvieron resultados más pancreatectomía total practicada en un perro o menos alentadores, especialmente Gley23 en por Minkowski, ayudado por Von Mering, con 1901 — quien sorprendentemente, aunque en 190") premisas que nada tenían que ver con la dia• dejó testimonio escrito de su hallazgo, lo man• betes. Al día siguiente de la operación el animal tuvo secreto hasta 1922-, Zuelzer en 1908,*'« presentó intensa poliuria. Esto hizo sospechar Kleiner en 1915 y 191926-27 y Paulesco en a Minkowski que el perro tuviese glucosuria, I921.M.M 'iodos los investigadores que habían lo cual comprobó. En los días consecutivos el trabajado en este campo con resultados más o animal desarrolló un síndrome diabético que le menos alentadores, por distintos motivos deja• Condujo a la muerte. Para averiguar si esta dia• ron de hacerlo definitivamente o reanudaron betes era debida a la extirpación del páncreas, tal trabajo sólo después de haberse publicado en 1922 el descubrimiento de Banting y Best. Minkowski operó otros tres perros, esta vez sin ayuda de Mering, y comprobó que sí lo era. Estos experimentos fueron seguidos por otros muchos, en algunos de los cuales colaboró nue• El. PAPEL ANTIDI ABÉTICO DE LOS ISI.OTES vamente con Mering. A pesar de que las dos DE LANCERHANS primeras publicaciones en que se dio noticia del 30 En 1869, Langerhans describió en el pán• descubrimiento fueron firmadas por Mering y creas los acúmulos de células de tipo glandular, Minkowski, con el nombre de Mering en primer carentes de conductos excretores y rodeados de 0,7 lugar, hay motivos válidos para atribuir el tejido atinar, que hoy llevan su nombre. La- mérito de dicho descubrimiento exclusivamente guesse31 fue el primero en sugerir, en 1893, a Minkowski.8-9 que estos acúmulos, que Diamarc había deno• minado, "isole di Langerhans" 32 —en castellano "islotes de langerhans"— fuesen el lugar de pro• LA HIPÓTESIS DE UNA SECRECIÓN INTERNA ducción de la secreción interna antidiabética del ANTIDIABÉTICA DEL PÁNCREAS páncreas.
Aun antes del descubrimiento de Minkowski, Después que varios investigadores, el primero de ellos Claude Bemard33 en 1856, trataron de la existencia de una secreción interna del pán• destruir el tejido glandular del páncreas me• creas ya había sido entrevista,10 pero la hipó• diante obstrucción de sus conductos excretores tesis de que dicha secreción ejerciese una acción con infusiones de distintas substancias o ligadu• antidiabética fue sugerida por Mering y Min• ra de los mismos, Arnozan y Vaillard 34 halla• 7 kowski, aunque sin mención explícita de tal ron en 1881 que la ligadura del conducto de secreción interna. Lépine2 fue quien primero Wirsung producía en conejos una degeneración confirmó, en 1889, los hallazgos de Minkowski de los acinos, la cual, al cabo de unas semanas, y los atribuyó a la supresión de una secreción convertía el páncreas en un amasijo de cordo• interna del páncreas. Esta hipótesis fue sólida• nes fibrosos, siendo los primeros en percatarse mente apoyada por numerosos experimentos rea• de que entre estos cordones persistían acúmulos lizados por diversos investigadores entre 1892 y de células epiteliales indemnes. Esta observa• 1939.11-20 A pesar de esto, según testimonio de ción fue confirmada por otros autores en la mis•
21 ma especie animal y en otras especies, bien li• Banting, uno de los más reputados expertos en gando los conductos excretores o utilizando va• el metabolismo de los hidratos de carbono, el rios métodos para obstruirlos. Shultze M y Ssobo- profesor Macleod, sostenía a fines de 1920 que lev30 fueron los primeros en identificar, ambos aún no se había podido demostrar la existencia en 1900, los mencionados acúmulos de células de una secreción interna del páncreas. epiteliales indemnes como islotes de Langer-
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lians y en observar que en los animales ton los deteniendo la degeneración del primero, lo que acinos atrofiados, pero conservando los islotes permitiría conservar la secreción interna de los indemnes, no aparecía síntoma alguno de dia• islotes indemnes libre de fermentos digestivos betes; sus observaciones fueron confirmadas por en la porción degenerada del páncreas; o bien, otros investigadores, con la peculiaridad, descri• el empleo de páncreas de terneros recién na• ta en primer lugar por el propio Ssobolcv 37 en cidos, en los que había observado que los islotes 1902; de que en algunos casos y momentos ha• se hallaban mucho más desarrollados que los bía glucosuria, pero en tales circunstancias los acinos, con lo que, según sus palabras textuales: islotes de Langerhans se hallaban alterados. "cabe esperar que en sus extractos la actividad Opic,38 en 1901, había descrito alteraciones de digestiva no impida la acción de la substancia los islotes en las autopsias de varios diabéticos elaborada por los islotes". Sorprende constatar y la misma observación fue descrita por Ssobo- que este autor no utilizara ninguno de los dos lev 37 en 1902. Por todos estos motivos, a prin• métodos sugeridos por él, ya que con el primero cipios del presente siglo se consideraba induda• y con otro muy semejante al segundo Banting ble el papel de los islotes de Langerhans en la y Best, desconociendo los que Ssobolev propu• producción de la secreción interna antidiabéti• siera, consiguieron sus primeros éxitos en 1921. ca del páncreas, y mucho más aún cuando Ba- Ya hemos visto que el método de la degene• rron, en noviembre de 1920, publicó sus obser• ración del páncreas por obstrucción de los con• vaciones clínicas en pacientes con obstrucción ductos excretores había sido empleado por Gley litiásica de los conductos excretores del páncreas. en 1901, antes que Ssobolev lo hubiese indicado, Algunos de estos pacientes presentaban, además pero que dicha técnica y su buen resultado ha• de degeneración de los acinos, alteración de los bían permanecido inéditos hasta 1922. En 1904 30 islotes de Langerhans, y en estos casos hubo dia• y en 190740 se publicaron experimentos equi• betes, mientras que, aunque en todos hubo de• valentes basados en el hallazgo de Rennie,41 en generación de los acinos, la mayoría conservó 1903, de la existencia de ciertos "islotes prin• indemnes los islotes, y en estos casos no hubo cipales" en los teleósteos, que son precisamente diabetes.38 islotes de Langerhans casi completamente se• parados de los acinos pancreáticos, lo cual per• mitía preparar extractos de islotes sin riesgo de CAUSAS DE LOS REPETIDOS FRACASOS DE LA contaminación por las enzimas digestivos del PANCREATOTKRAPIA EN LA DIABETES Y POSIBLES páncreas. A pesar de ello, estos experimentos CAMINOS PARA EVITARLOS fracasaron porque los extractos se administra•
:,T ron casi siempre por vía oral y probablemente Empezando por Ssobolev en 1902, diversos algún proceso de su preparación inactivo a los autores sugirieron la posibilidad —finalmente que fueron administrados por vía parenteral comprobada— de que los fracasos de la pancrea- y, además, produjeron reacciones tóxicas. toterapia, por vía oral, fuesen debidos a que alguno o algunos de los fermentos digestivos del Otro método mucho más sencillo que los men• paciente o del animal de experimentación anu• cionados fue el empleo de alcohol para inacti- laran, de alguna manera, la acción antidiabética var los enzimas digestivos del páncreas. Como de la secreción interna del páncreas. El mismo se verá más adelante, este método, valiéndose Ssobolev fue también, probablemente, quien de concentraciones alcohólicas adecuadas, dio primero sugirió que los fracasos de la pancrea- resultados muy satisfactorios en manos de Ban• toterapia de la diabetes por vía parenteral —y ting y Best en diciembre de 1921. Antes de también, por vía oral— fuesen debidos a la in• estos trabajos el método de extracción alcohó• lica fue empleado, cuando menos, por dos que terposición con la acción antidiabética de la 24>2ft secreción interna del páncreas por alguno o podríamos considerar precursores: Zuelzer, algunos de los fermentos digestivos elaborados en 1908, con resultados bastante satisfactorios en por la misma glándula. Estos antecedentes lle• cuanto al mejoramiento del trastorno diabético, pero infortunadamente provocando efectos se• varon a utilizar únicamente la vía parenteral 42 para la administración de extractos pancreáti• cundarios muy graves, y E. L. Scott, quien en cos en cuya preparación se hubiese logrado evi• 1912, después de fracasar con el método de la tar la acción de los fermentos digestivos de la ligadura de los conductos excretores, al no ob• glándula. Para ello, Ssobolev 87 en 1902 propuso tener la degeneración de los acinos, preparó ex• dos métodos: uno, lo que él llamó la separa• tractos alcohólicos, algunos de los cuales produ• ción anatómica de los tejidos acinar e insular. jeron disminución considerable de la glucosu-
195 CIESCIA, MÉX. XXIX (3.4) 197Í lia y del cociente glucosa/nitrógeno en perros EL DESCUBRIMIENTO DE LA INSULINA pira rea tectom izados, pero con el inconveniente tic reacciones febriles consecutivas, que le hi• Los datos relativos al descubrimiento de la cieron creer —erróneamente— que los electos be• insulina y a los primeros tiempos de la insuli- neficiosos debieran atribuirse a la reacción fe• noterapia en Canadá, Estados Unidos y Europa, bril y no a la secreción interna del páncreas. excepto los de España, que se exponen a con• Finalmente, otro método, que dio resultados tinuación, sin referencia bibliográfica concreta, alentadores, fue la inactivación, del enzima pro- proceden de distintas publicaciones de Banting teolítico del páncreas por dilución en grandes y Best, individual o conjuntamente,21'44'*47 de volúmenes de agua, a un pH ligeramente ácido, Wrenshall, Hetenyi y Feasby 18 y de Banting, tpie permitía conservar en proporción conside• Best y otros colaboradores.49*''0 rable la actividad antidiabética de la secreción Frederick Grant Banting, en noviembre de interna. Este método fue empleado por Klei- 1920, leyó el artículo de Barron.38 Esta lectura 43 44 ncr 20.27 en PJ15 y 1919 y por Paulesco en —sin conocer que, años antes, Ssobolev hubiese 1921 en perros pancreatectomizados. Ambos, uti• emitido la misma hipótesis y sugerido el mismo lizando extractos muy semejantes, obtuvieron re• camino— le orientó hacia la hipótesis de que al• sultados homólogos. Sus publicaciones no per• gún enzima digestivo del páncreas, según sus pa• miten concluir que ninguno de los dos autores labras: "el tripsinógeno o alguno de sus deriva• citados hubiese utilizado esta técnica sabiendo dos" inactivasc la secreción interna del pán• que con ella ponían de manifiesto el factor más creas, y la ¡dea de que esta inactivación podría importante de sus resultados favorables, si bien, evitarse mediante la degeneración de los acinos. con ella, obtuvieron disminuciones altamente Así, después de unas horas de insomnio, a las satisfactorias de la hiperglucemia, la glucosuria dos de la madrugada del día siguiente al de di• y la cetosis. También Kleiner y Paulesco reali• cha lectura, escribió en su libro de notas las si• guientes palabras: "Ligar los conductos pancreá• zaron experimentos con extractos semejantes de ticos de perros. Esperar seis u ocho semanas para otros tejidos, los cuales no producían los efectos la degeneración. Extirpar el residuo y extraer". de los extractos pancreáticos. Paulesco halló dis• minución de la urca en sangre y orina y Kleiner La Western University no pudo facilitarle los efectuó, además, experimentos de control con medios necesarios para poner en práctica su plan medición de la hemoglobina, los cuales demos• de trabajo, por lo cual recurrió al Profesor traron que las disminuciones mencionadas no Macleod, Jefe del departamento de Fisiología eran atribuibles a dilución sanguínea. Es obvio de la Universidad de Toronto, en solicitud de que, a pesar de los buenos resultados obtenidos diclios medios. La primera entrevista con aquel por ambos autores, los extractos que emplearon investigador de fama mundial fue desalentadora, porque éste terminó la conversación pregun• no eran utilizables para el tratamiento de la tando a Banting qué era lo que esperaba con• diabetes humana, por el enorme volumen que seguir cuando los fisiólogos mejor preparados no era necesario administrar para obtener los re• habían podido demostrar la existencia de una sultados mencionados, pero además, especial• secreción interna del páncreas. Sin embargo, unas mente, por la gran proporción de prótidos y semanas más tarde, Macleod decidió facilitar posiblemente de otras substancias indeseables a Banting lo que éste solicitaba, aunque en me• que contenían. Esto último fue lo que obligó dida bastante limitada. Una de las facilidades 24,23 a Zuelzer a suspender el empleo de sus ex• otorgadas fue la ayuda de un discípulo suyo, tractos, mucho menos voluminosos, en el trata• muy competente en determinaciones de glucosa miento de seres humanos en 1908. Kleiner,27 al en la orina, en la sangre y en otras técnicas bio• final de su artículo de 1919, reconoció explíci• químicas. Este ayudante fue Charles Hcrbert tamente que sus extractos no eran adecuados Best, nacido en 1899 y que en mayo de 1921 ha• para aplicarlos a seres humanos. Paulesco, por bía terminado los estudios correspondientes al el contrario —y a pesar de que 2 de los 7 perros grado de "Bachellor in Arts" —equivalente a diabéticos a los que administró una sola in• una licenciatura— en Fisiología y Bioquímica. yección de su extracto murieron pocas horas después, uno de ellos en el curso de un acceso Otras facilidades, otorgadas inicialmente por de fiebre— en 1924 publicó un artículo en el Macleod, fueron un pequeño laboratorio, que que sostenía que, con los extractos utilizados por estaría a la disposición de Banting y Best so• él en 1921, había quedado "descubierto el trata• lamente a mediados de mayo de 1921, diez pe• miento de la diabetes".43 rros, el alimento para estos animales y los ma-
196 CIENCIA, MÉX. XX/X (}-4) 1975 t eriales y equipen químicos y quirúrgicos nece• en la orina de 2, 8, típica de una diabetes pan- sarios. crcatopriva grave, tres inyecciones del extracto La primera ocupación de los dos jóvenes in• de páncreas degenerado —al cual llamaban "i vestigadores fue ponerse al corriente hasta don• letin"— administradas con intervalos de una de les fue posible — que no fue mucho— de la hora, hicieron descender la glucemia a 290 mg%. bibliografía relacionada con su proyecto expe• El día 14 de agosto obtuvieron su primera hi- rimental. El trabajo de laboratorio empezó el poglucemia, provocada deliberadamente: un pe• 17 de mayo. Durante varios meses Banting y rro pancreatectomi/ado tres días antes, cuya glu• Best no tuvieron ayuda de nadie, ni siquiera cemia, a pesar de repetidas inyecciones de is- personal auxiliar, de manera que todos los me• letin, el día 12 había llegado a 300 mg%, el nesteres que en otras circunstancias habrían si• día 14, después de nuevas inyecciones con dosis do cumplidos por empleados subalternos fue• más altas, bajó a 60 mg%, valor que, con el ron realizados por ellos. En la fecha mencio• método usado para su determinación, podía nada empezaron a ligar los conductos pancreá• considerarse francamente hipoglucémico. ticos de algunos perros y poco después proce• No todos los resultados de esta etapa fueron dieron a extirpar el páncreas de otros. Además, satisfactorios, pero esto movió a Banting y Best antes de las operaciones, y sistemáticamente des• a tratar de corregir las causas de los experimen• pués, practicaron exámenes de orina y sangre. tos negativos, llevándolos a realizar gran núme• Cuando trataron de comprobar la eficacia ro de experimentos con diversas modificaciones de la ligadura, encontraron en los experimentos al método inicial de preparación del páncreas iniciales que los conductos pancreáticos no es• degenerado. Precisaron la influencia de diversos taban totalmente ocluidos y los páncreas apa• factores, distintas vías de administración y reali• recían normales. Lejos de desanimarse por ello, zaron también experimentos encaminados a ve• como lo había hecho Scott VJ en 1912, prac• rificar si los efectos favorables de la mayor ticaron nuevas ligaduras, procurando que éstas parte de los extractos ensayados podían atri• fuesen más seguras que las anteriores. Desde el buirse a algún factor que no fuera la secreción 27 de julio dispusieron de algunos perros con interna del páncreas. atrofia pancreática satisfactoria y aquel mismo Los resultados obtenidos por Banting y Best día extirparon tino de los páncreas con los aci- en sus experimentos con páncreas sometidos a nis degenerados, con el cual hicieron su primer ligadura de sus conductos excretores, confirma• extracto. Para ello congelaron el residuo pan• ron de manera indiscutible la existencia de una creático rico en islotes indemnes, lo molieron secreción interna antidiabética del páncreas que con arena, lo maceraron en unos 100 ce de so• había sido entrevista en 1882 10 y en gran parte lución de Ringer durante algún tiempo y fi• puesta de manifiesto por los experimentos de nalmente filtraron con papel de filtro el extrac• diversos autores a partir de 1892 "-° y sobre to así obtenido. Todo el material empleado ri• todo por los de Zuclier"" en 1908, Klei- 2 8 gurosamente limpio y enfriado a bajas tempera• oej-M.» ELL 1915 y |9jg y Paulesco "'-' en 1921. turas. El extracto fue conservado en refrigera• Además de confirmar la validez de la hipótesis ción hasta el momento de usarlo, y en este mo• con sus experimentos de ligadura de los con• mento se atemperó a 37° aproximadamente. El ductos pancreáticos, Banting y Best, a diferen• primer experimento con este extracto fue rea• cia de sus predecesores, demostraron que era po• lizado el 30 de julio y dos o tres inyecciones sible obtener extractos de dicha secreción inter• intravenosas de unos pocos ce del mismo con na, que podían administrarse repetidamente, por intervalos de una hora hicieron descender la vía intravenosa o subcutánea, en volúmenes pe• glucemia de un perro en ayunas —cuya pan- queños durante días y semanas, con efectos al• createctomía probablemente no había sido com• tamente beneficiosos en cuanto a la remisión de pleta— de 200 a 110 mg por ce. los trastornos diabéticos, sin perturbar el estado Desde primeros de agosto, Banting y Best tra• general de los animales totalmente pancreato- bajaron incansablemente, algunas veces de día privos y sin efectos secundarios que afectasen la y de noche, comiendo y durmiendo a ratos en vida de los anímales. Sin embargo, se dieron el laboratorio, con resultados, en conjunto, muy cuenta de inmediato que no cabía esperar que satisfactorios. Por ejemplo, en un perro cuya un método que requería operaciones y esperas paneleatectomía había sido indudablemente to• subsiguientes, como la ligadura de los conductos tal, que a media noche del 6 al 7 de agosto tenía pancreáticos, pudiese ser empleado en el trata• una glucemia de 130 mg% y una relación G/N miento de millares y aun millones de diabéticos.
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y este convencimiento los decidió a buscar otros resultaron largas sobrevivencias de perros pan- caminos. createctomizados, que fueron liberados de sín• El primero de los caminos ensayados fue muy tomas apreciablcs de diabetes mientras se admi• semejante al segundo de los que habían sido nistraban dosis suficientes de extractos activos. sugeridos por Ssobolev:iT en 1902. Según pala• A no ser por la interrupción excesivamente pro• bras textuales de Banting:'1 "La primera idea longada del tratamiento ningún animal murió fue extraer el páncreas de animales recién naci• de diabetes. Todos los animales adecuadamente dos", es decir, exactamente lo sugerido como tratados fueron autopsiados finalmente, con ob• alternativa por Ssobolev unos 20 años antes, pero jeto de verificar si la pancreatectomía había Banting, inspirado por ciertos experimentos de sido electivamente completa. Así fue como una Ibrahim 51 y los de Carlson y Drennan,10 modifi• perra totalmente pancreatectomizada, conocida có su primera idea como sigue: "Parecía razo• con el nombre de "Marjorie", vivió 70 días des• nable concluir que el páncreas de un feto a mi• de la pancreatectomía hasta la autopsia, a pesar tad de su desarrollo pudiese contener cantidades de haber sido utilizada repetidamente para ex• aun mayores de células insulares... Al mismo perimentos con distintos extractos, algunos de tiempo parece razonable concluir que, dado que los cuales resultaron inactivos o poco eficaces, y la digestión no es llamada a actuar hasta des• haber sufrido varias cortas interrupciones del pués del nacimiento del animal, en el feto no tratamiento. habría substancias digestivas poderosas". Banting y Best creyeron llegado el momento Los primeros extractos de páncreas fetal fue• de intentar la aplicación de su "isletin" en el ron preparadas con la misma técnica que utili• tratamiento de la diabetes humana. Con este zaron en los páncreas degenerados y todos ellos objeto, a fines de diciembre, Best preparó un dieron resultados tan buenos como los mejores extracto de páncreas normal de buey adulto por obtenidos con extractos de páncreas degenerado. el método del alcohol ya reseñado más arriba. Sin embargo, Banting y Best advirtieron que Después de haberlo probado en animales dia• también el nuevo camino habría de ser poco béticos, para formarse una idea aproximada de práctico para tratar, en el futuro, millones de su potencia y verificar la ausencia de efectos diabéticos. Pensaron entonces que, obteniendo secundarios graves, Banting y Best se inyectaron una primera extracción con alcohol en propor• subcutáneamente en un brazo, el uno al otro, ciones adecuadas, sería posible emplear páncreas pequeñas cantidades de dicho extracto. Las in• normal de animales adultos, mucho más fáci• yecciones les produjeron hinchazón y rubicun• les de obtener en cantidades prácticamente ili• dez locales y algún dolor que estimaron tole• mitadas. El alcohol eliminaría la acción per• rable, por lo cual consideraron el extracto uti- turbadora de los enzimas digestivos del pán• lizable para ser ensayado en un diabético hu• creas y la mayor parte de los prótidos, lípidos y mano. otras substancias sin acción antidiabética, pero probablemente responsables de efectos secun• darios indeseables. El extracto alcohólico sería LAS PRIMERAS INYECCIONES DE "ISLETIN" A UN después desecado mediante el flujo de aire ca• DIABÉTICO HUMANO liente o a baja presión y el residuo seco sería finalmente disuelto, suspendido o emulsionado El primer diabético humano tratado con lo en agua o en solución salina. que todavía se llamaba "isletin" fue Leonard Thompson, de 14 años, internado en el Hospi• El nuevo método fue ensayado con páncreas tal General de Toronto, en estado sumamente fetal y dio resultados mucho mejores que cual• grave. El médico que administró la primera in• quier otro de los extractos anteriores. Después yección fue el Dr. Walter R. Campbell y la fue ensayado utilizando páncreas normales de fecha de dicha inyección fue el 11 de enero de animales adultos. Desde mediados de noviem• bre, Banting y Best realizaron gran número de 1922. El resultado, desde el punto de vista de nuevos experimentos, mediante los cuales rati• las manifestaciones clínicas de la diabetes, fue ficaron la especificidad de la acción antidiabéti• un rápido y manifiesto, aunque pasajero, des• ca de sus extractos pancreáticos, precisando al• censo de la glucemia y de la glucosuria; pero gunos factores favorables para la obtención de presentó reacción local de hinchazón, rubicun• extractos activos de páncreas normales de ani• dez y dolor tan intensos, que obligó a interrum• males adultos y eliminaron otros adversos. De pir el tratamiento hasta que pudo obtenerse un todo esto, completando sus aciertos anteriores, nuevo extracto mejor tolerado. Desde entonces, el enfermo mejoró rápidamente bajo tratamien-
198 CIENCIA, MÉX. XXIX (3-1) 1975 to con sucesivos extractos cada vez más potentes gicas", las cuales poco después fueron subdivi- y de mejor grado de pureza. I.eonard Thompson didas en tres "unidades clínicas", de valor apro• vivió de esta manera en estado bastante satis• ximado, pero no muy alejado de las (pie actual• factorio, a pesar de sus frecuentes transgresiones mente se conocen como unidades internacio• dietéticas, hasta que al cabo de 10 años murió nales, establecidas mucho después. a consecuencia de las lesiones sufridas en un ac• Cuando Collip intentó pasar de la producción cidente de moto. experimental a la producción en gran escala Clon lo (pie ahora sabemos es fácil compren• encontró grandes dificultades y, como el núme• der (pie la preparación de extractos pancreáticos ro de enfermos tratados aumento rápidamente, antidiabéticos, adecuados para el tratamiento de hubo que interrumpir el tratamiento de algu• diabéticos humanos, requirió estudios exhausti• nos pacientes y, al ser interrumpido, aceleró la vos para excluir los factores adversos. muerte de varios. En esta coyuntura, Collip hubo Banting y Best realizaron un número extra• (pie incorporarse a su cátedra en la Universidad ordinario de experimentos, muchos de ellos no de Edmonton y la tarea de seguir purificando los publicados,17 encaminados a tal estudio exhaus• extractos y conseguir la producción en gran es• tivo y fue gracias a ellos que los resultados ob• cala fue encomendada a los "Connaught La• tenidos en perros pancreatectomizados durante boratories" de la Universidad de Toronto, con los últimos meses de 192144-47 sin ayuda alguna Best como director de producción y, poco des• y, entre enero y mayo de 1922 con la ayuda de pués, con la colaboración del bioquímico D. A. Collip y otros colaboradores,4"-50 en animales de Scótt. En mayo de 1922 se consiguió producir varias especies y en numerosos pacientes hu• extractos considerablemente purificados, con ren• manos, superan de tal manera a los obtenidos dimiento continuo y suficiente para que en Ca• antes de 1929 por cualquiera de sus predeceso• nadá fuesen ya numerosos los diabéticos trata• res," •p'4* que nadie puede discutirles su prio• dos con magníficos resultados. ridad en el descubrimiento del tratamiento hor• Algo más tarde, la producción en gran es• monal de la diabetes sacarina en seres huma• cala fue confiada a la "Ely Lilly Company" nos, con extracto pancreático altamente eficaz, (Estados Unidos) cuyos técnicos, bajo la direc• fácil empleo y razonablemente exentos de efectos ción del Dr. G. H. Cloves, contribuyeron eficaz• secundarios indeseables, el cual recibió en mayo mente a la progresiva purificación de la insu• de 1922, junto con su producto activo ya muy lina. El Dr. Eiiot P. Joslin, de Boston, fue el próximo al estado de pureza, la denominación primero en tratar diabéticos con insulina en los de "insulin", en castellano Insulina. Estados Unidos en agosto de 1922. En septiem• bre del mismo año comenzó la preparación y el empleo clínico de la insulina en Gran Bretaña Los PRIMEROS TIEMPOS DE LA INSU1.INO 1FRAPIA y poco después, se inició la preparación y el (1922-1925) uso terapéutico, respectivamente, del nuevo me• dicamento en la Europa continental, punto so• En el mes de enero de 1922, además de Leo- bre el cual insistiré más adelante. La prepara• riard Thompson, empezaron a ser tratados otros ción y el empleo clínico del mismo en la mayor enfermos con resultados muy buenos desde el parte de Europa y en otros países, empezaron punto de vista de la enfermedad y del estado en 1923. general, aunque frecuentemente se presentaron reacciones locales molestas debidas a impurezas A fines del verano de 1922, la denominación de los extractos. Esto dio oportunidad a que "insulin" fue registrada y los principios funda• J, B. Collip, profesor de bioquímica en la Uni• mentales del método de preparación de la in• versidad de Edmonton, fuese encargado de per• sulina patentados. La legalización se hizo a nom• feccionar la técnica de obtención de extractos bre de la Universidad de Toronto. Estos trámi• activos libres de impurezas. Rápidamente se ob• tes legales fueron realizados exclusivamente para tuvieron resultados satisfactorios que hicieron proteger a los enfermos que hubiesen de menes• viable el tratamiento insulínico sin reacciones ter el nuevo medicamento. Nunca la Uni• locales ni generales molestas. Collip halló tam• versidad de Toronto ni los descubridores de la bién manera fácil y relativamente precisa de insulina percibieron remuneración alguna en medir la potencia de extractos concentrados me• concepto de derechos derivados de la mencio• diante ensayos en conejos normales. Esta poten• nada protección legal. Con la finalidad de hacer cia fue inicialmente expresada en las denomi• efectiva esta protección, la Universidad de To• nadas "unidades conejo" o "unidades fisioló• ronto delegó en 1923 sus derechos a sendos
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"Corniles de la insulina" constituidos en dife• la diabetes en general se extendió a todo el rentes países. Además del "Insulin Commiuee mundo. Este justificado afán se tradujo en Una oí the Governors of the University of Toronto", cuantiosa afluencia bibliográfica en los prime• tengo noticia, concretamente, del Comité cons• ros tiempos de la insulinoterapia. No es posible tituido en Alemania, presidido por el Profesor entrar aquí en detalles sobre los valiosos resul• Osear Minkowski, El Comité de España, fue tados aducidos por toda esta fructífera labor presidido por el Profesor Augusto Pi Suñer y colectiva en el lapso 1922-1925. Los lectores in• en él figuramos el Profesor Jesús M. Bellido y teresados podrán encontrar abundante informa• el firmante de este trabajo. Cuando pocos años ción en otras publicaciones y, concretamente, después el uso de la insulina se hubo exten• en dos tratados que figuran en la bibliogra• dido por todo el mundo, y médicos y enfermos fía.''2,13 estuvieron en condiciones de no ser defraudados j>or industriales y comerciantes poco escrupu• losos sobre lo que realmente era la insulina, la PARTICIPACIÓN KN LA INSULINOTERAPIA, DE LOS actuación de los mencionados Comités se hizo DISCÍPULOS Y COLABORADORES DE AUGUSTO innecesaria y cesaron de facto. Pi SUNYER EN BARCELONA, 1922-1925 Además del beneficio directo de prolongar A fines de mayo de 1922 el Profesor Collip la vida a millones de diabéticos en condiciones visitó el Departamento de Fisiología de la "Har• poco menos que normales, el descubrimiento de vard Medical School", donde me encontraba tra• la insulina produjo el provechoso resultado in• bajando bajo los auspicios del maestro Cannon. directo de avivar el interés de clínicos investiga• Esta circunstancia me dio ocasión de recibir in• dores por todo lo relacionado con la diabetes y formación directa, desde enero de aquel año, su nuevo tratamiento hormonal. Así, Macleod, del éxito del tratamiento insulínico de la dia• quien se había mostrado poco interesado en su betes humana, lo cual me incitó a establecer de primera entrevista con Banting, al conocer los inmediato relación con el Profesor Macleod, a primeros resultados clínicos que hicieron eviden• quien conocía personalmente, rogándole que, a te la importancia práctica del descubrimiento ser posible, me facilitase los detalles del méto• de Banting y Best, sintió la necesidad de que do de preparación de la insulina. Su respuesta fuesen estudiados a fondo numerosos proble• fue que así lo haría tan pronto como estuviesen mas relacionados con la insulina, algunos de en vigor las medidas de protección legal que se trascendencia práctica inmediata, otros de signi• estaban tramitando. ficación científica, los cuales, además de su va• lor intrínseco podrían ser también de aplicación El Comité encargado de ejercer la protección inmediata. Lo consideró de tal importancia que legal del descubrimiento en España, durante el dejó por el momento otros problemas en que corto período de su cometido, pudo impedir estaba interesado y se dedicó personalmente, se• fuera usada la denominación "insulina", que ha• cundado por investigadores de su departamento, bía solicitado un laboratorio local, para lanzar incluyendo a Banting y Best y a Collip, a tra• al mercado un extracto pancreático que pre• bajar en diferentes proyectos relacionados con tendía ser eficaz como antidiabético por vía los aspectos bioquímicos, fisiológicos y clínicos oral, preparado que luego tuvo que presentarse de la insulina. A esta labor se asociaron además con otro nombre. los doctores W. R. Campbell, A. A. Fletcher, E. A principios de septiembre de 1922, ya de C. Noble y otros colaboradores de "Toronto Ge• regreso en Barcelona, antes de recibir nuevas neral Hospital" y de dos hospitales más de To• noticias del Profesor Macleod, pensé en la po• ronto. Este equipo ampliado bajo la dirección sibilidad de obtener un extracto pancreático ac• general de Macleod, aparte de las primeras pu• tivo como antidiabético con el método emplea• blicaciones ya mencionadas de Banting y do por Dalmau 51 para obtener secretina en pol• Best4140 y de las de marzo40 y mayo 60 por miem• vo. En colaboración con González, del Laborato• bros del grupo ya ampliado, en el lapso 1922- rio Municipal de Barcelona, preparamos algu• 1925, produjo gran número de trabajos, que nos extractos con los que pudimos observar des• precisaron numerosos hechos relacionados con censos significativos de la glucemia en perros la insulina y con la diabetes en general, de normales en ayunas.65 Pocos días después de ha• grande importancia práctica y científica. ber obtenido estos resultados alentadores, recibí del Profesor Macleod la técnica de preparación El estudio de los múltiples aspectos relacio• de la insulina empleada en Toronto en mayo nados con la insulina y el renovado interés pol• del año 1922. Por este motivo suspendimos nues-
200 CIIXUA, MÉX. XXIX (3-4) 1979 tro trabajo con el método de la acetona 51 y en Año 1924, a) Un libro5-' y un artículo de re• los últimos días de septiembre llegamos a ob• vista 5* personales, conteniendo información so• tener un lote de páncreas bovino con actividad bre los aspectos fisiológicos y clínicos de la in• aproximada de tres "unidades clínicas" de in• sulina; b) Dos trabajos también personales de sulina, medida en conejos. Con este extracto, el investigación clínica, uno sobre la influencia be• día 1 de octubre de 1922 administré mi primera neficiosa del tratamiento insulínico sobra la fun• inyección de insulina a un diabético humano: ción menstrual en un caso de diabetes juvenil Francisco Pons, de 20 años, quien se hallaba grave59 y el otro sobre la influencia, asimismo en estado de extrema gravedad. Con este mismo favorable, de la insulina sobre el metabolismo extracto y con lotes de extractos semejantes, se• proteico en cinco casos de diabetes en momen• guí tratando este primer caso y después a otros tos de gravedad excepcional.00 El "Instituto Bio• varios —incluso algunos vistos por primera vez químico Hermes" dirigido por el Dr. M. Bus• en coma diabético y otros casos quirúrgicos— con quéis produjo insulina que pude utilizar con excelentes resultados. Sin embargo, pocos me• buenos resultados, pero que tampoco pudo com• ses después tuve que lamentar la muerte de Fran• petir con la calidad de la insulina importada cisco Pons y de otro paciente, ambos por coma de Inglaterra, E.U.A. y Dinamarca. diabético consecutivo a enfermedades intercti- Año 1925, a) Un trabajo de J- Puche con mi rrentes en momentos en que —como les había colaboración,61 en el que pudimos demostrar ocurrido a los pioneros de Toronto— se había que, contrariamente a afirmaciones de otros fi• agotado nuestra provisión de insulina. siólogos, los efectos de la insulina sobre el glu• No publicamos oportunamente los resultados cógeno hepático en animales sanos y diabéticos obtenidos con nuestra preparación de insulina no son esencialmente diferentes, aunque algunas y de su empleo terapéutico en las fechas men• veces parezcan serlo; b) Dos trabajos míos de cionadas, pero una y otro fueron mencionados investigación clínica: en uno de ellos,62 cuya fi• Inciden talmente en una carta personal al editor nalidad era refutar la afirmación de la eficacia del "British Medical Journal" escrita con otra de la administración oral de páncreas fresco, finalidad.''" Esta circunstancia me permite re• publicada poco antes en el "British Medical cabar para la escuela barcelonesa de P¡ Sunyer Journal", pude demostrar, como era de espe• el honor de haber sido probablemente Barcelo• rar la ineficacia de tal administración; en el na el primer lugar de Europa continental don• otro trabajo63 traté de objetar, respetuosamente, de se preparo y se utilizó terapéuticamente in• el pesimismo que mostraba en cuanto a la efi• sulina. Sostengo esta prioridad por el hecho de cacia de la insulina el Dr. E. P. Joslin, quien que en su "The Story of Insulin",*8 Wrenshall en un libro suyo61 consideraba insuficiente la y colaboradores, de la Universidad de Toronto, acción de la insulina en casos de infección muy mencionan como los primeros países que reali• graves. Para ello aduje el estudio de diversos zaron tales preparación y empleo en el conti• casos de intervención quirúrgica por complica• nente europeo a Dinamarca, Francia y Alema- ciones infecciosas gravísimas de la diabetes, tra• nía, labor realizada unos meses después a prin• tados por mí con insulina; r) Un trabajo de J. cipios de 1923. M. Bellido y J. Puche65 en el que dieron no• Otras contribuciones barcelonesas en los pri• ticia de sus observaciones sobre la iiipergluce- meros tiempos de la insulinoterapia, que yo co• mia inicial provocada por la insulina de aquél nozca, son las siguientes: Año 1923, a) Estudio tiempo — que ahora sabemos estaba contami• de P. González y R. Carrasco, en el que demos• nada por glucagon —y demostraron que, desde tramos cpie los conejos jóvenes, en las fases ini• este punto de vista, no había diferencia alguna ciales de su desarrollo son mucho más sensibles entre las tres vías de administración subcutá• a la insulina que los animales adultos;57 b) P. nea, intrasafena e intraniesaraica, esta última González, esta vez sin mi colaboración, montó empleada con objeto de hacer llegar directa• el "Laboratorio González y Suárez" con la ayu• mente al hígado la insulina así inyectada. da financiera de un socio capitalista, prosiguió Para terminar, deseo hacer constar que mis y mejoró considerablemente la preparación de fuentes de información para consignar la par• insulina, preparado que utilicé hasta que, a fi• ticipación catalana en los primeros tiempos de nes de 1923, empezó a llegar a Barcelona insu• la insulinoterapia se limitan a la colección de lina fabricada en Inglaterra en gran escala, con los "Treballs de la Socictat de Biología" de la cual la preparación de González no pudo Barcelona y a mis propias publicaciones; sin competir. embargo, no excluyo la posibilidad de que exis-
201 CiESCIA, Ml-.X. XXIX {) -i) 1975
Ian algunos otros trabajos de autores catala• heart and pancreas of the dog in sugar metabolism, nes relacionados con la insulinoterapia durante Johns Hopkins Hosp. I0p., 18: 229, 1919. 21. BANTING, F. G.. 1 he Story of Insulin. Edinbuig med. el período 1!>22-I!>2r>, de los cuales no hago J., 36: I, 1939. mención por no conocerlos. De ser así, agrade• 22. CAÌ'I'ARH.LI, A., Zur Flage des ex peri men teilen Pan- cería cualquier información sobre ellas. kreasdiaheies. Biol. Centratiti., 13: 495. 1893. 23. G LEV. E., Action des extraits de pancréas sclerose sur les chiens diabétiques (par extirpation du pancréas). UlBI KH.RAFÍA Compt. rend. Soc. de Biol., 87: 1322, 1922. 24. ZUELZER, G-, M. DOMRN y A. NACHHER, Nenie Un- 1. CAWLEY, 1., A lingular case of diabetes consisting tersile Illingen über den experimentellen Diabetes. (-merely in the quality of the urine; with an inquiry Deutsche med. Wochnschr., $4: 1380, 1908. into the diffcient theories of that disease. London 26. KLEINER, I. 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'I* CIENCIA, MÉX. 15, Diciembre, ¡975 XXIX (3-4) 205-211
RECEPTORES INSULINICOS Y ACCIÓN HORMONAL
PEDRO CUATRKCASAS
Departamento de farmacología y Terapéutica Experimental y Departamento de Medicina Escuela de Medicina de la Universidad de Jolins Hopkins Balümore Maryland, 21205, E. V. A.
Rl SUMEN
Se tratan algunos hechos fundamentales referentes a las propiedades de los receptores insu- línicos de las membranas celulares. Estas estructuras receptoras pueden ser medidas y estu• diadas directamente en células y membranas intactas, siendo también evaluables las in• teracciones de unión de las proteínas, carbohidratos y lípidos de la membrana. El receptor insulínico parece ser una glicoprotcína y puede ser extraído y purificado de las propias membranas. lian sido estudiadas las propiedades moleculares de este receptor. La natura- le/a de los receptores insulínicos en los casos insulino-resisteutes y su transformación en la célula se describen en el texto, 'también se exponen las posibilidades bioquímicas de los complejos insulino-receptores y la relación de sus efectos sobre la intervención de los nucleótidos cíclicos en el control del crecimiento y diferenciación celulares. Se propone una hipótesis para explicar la interacción de los complejos hormona-receptor ton estruc• turas y funciones secundarias localizadas en la membrana, considerando la fluidez de las membranas celulares.
SUMMARY
Some fundamental features and properties of insulin receptors of cell membranes are considered. Such receptor structures can be measured and studied directly in intact cells and membranes, and the contribution of membrane proteins, carbohydrates and lipids to the binding interaction can l>e measured. The insulin receptor, which appears to be a glycoprotein, can be solubilized from membranes and purified. The molecular properties of the solubilized receptor have been studied. The nature of insulin receptors in insulin- resistant states and in cell transformation are described. The possible biochemical effects of insulin-receptor complexes are considered, and the relation of these effects ami of cyclic nucleotides on the control of cell growth and differentiation are considered. A hypothesis is suggested to explain the interaction of hoimone-receptor complexes with secondary mem• brane-localized structures and functions, based on the fluidity of cell membranes.
La unión de la insulina a cierta variedad de de la hormona con los receptores no implica células y membranas ha sido estudiada minucio• enlaces covalentes estables y no va acompañada samente en varios laboratorios (revisiones1-5-"). con desintegración o inactivación de la misma. Esta unión es altamente específica para dicha Estas observaciones sugieren que la fijación y hormona y algunos compuestos químicos com• activación de la insulina puede atribuirse sim• piten la unión de acuerdo con su efectividad plemente a la concentración de la hormona en como agonistas. En las células grasas, ha sido las superficies extracelulares y el equilibrio se discernido un nexo de unión, saturable de alta produciría con igual rapidez que la velocidad de afinidad (alrededor de 10in) cuyo valor corres• disociación del complejo hormona-receptor. En ponde muy de cerca con los efectos biológicos la actualidad sabemos cjue existen, en los tejidos de la hormona sobre la misma célula. Las cé• periféricos, mecanismos específicos para incor• lulas grasas contienen pocos receptores para la porar o desintegrar la insulina. Aunque la in• insulina, unos 10,(MÍO por célula o unos 10 sulina puede ser desintegrada por preparaciones por um- de superficie. La unión es espontánea• de microsomas y enzimas solubles procedentes mente reversible y las velocidades de disocia• de todos los tejidos periféricos, hasta ahora no ción y de asociación pueden ser medidas por se considera que esta posibilidad desintegrativa separado. Las moléculas de insulina que se li• juegue un papel fisiológico importante sobre la beran conservan probablemente su integridad fijación normal de la hormona en cualquier química, ya que su potencia biológica perma• tejido, exceptuando el hígado. Aunque el hí• nece inalterada; de esta suerte la interacción gado es punto clave del proceso desintegrador
205 Ut.XCIA, Mt:X XXIX (3-4) \m de la horinoiía, la mecánica por la cual se pro• la afinidad del complejo receptor insulínico y duzca este fenómeno sobre la insulina circulan• también por el comportamiento de aquellos con te no está aclarada todavía. ;E1 sistema desin• ciertas lectinas vegetales que se unen a estas tegrador hepático responde únicamente a la estructuras. Estos puntos de unión son también concentración de hormona en el medio? ¿Puede muy susceptibles a las protcasas; la digestión atribuirse a cambios químicos de las moléculas atenuada afecta primeramente la afinidad de las de insulina circulante la responsabilidad de uniones, mientras que una digestión más intensa (pie una parte de estas moléculas puedan de• produce destrucción muy drástica de la activi• gradarse , mientras que otras eludan la altera• dad de las mismas. Un as|>ccto interesante y no ción. ¿Podrían, por ejemplo, unirse a proteínas explicado es la develación de muchos "nuevos" específicas del suero o sufrir modificaciones puntos de unión en las células digeridas o en enzima ticas (glicosilación) como indicio de de• las membranas con ciertas ioslolipasas o sujetas sintegración química de un cierto número de a los efectos de altas concentraciones, (2N de moléculas? cloruro sódico). Se desconoce la posible signi• Ahora se considera que el hígado posee un ficación de estos puntos crípticos. IÁIS macro- alto índice desintegrador en determinados lu• moléculas de unión con la insulina han sido gares de la membrana celular que pueden re• solubilizadas, a partir de membranas celula• conocer pequeños cambios en ciertas glicopro- res, con detergentes no iónicos, siendo las pro• teínas plasmáticas, tales como los que presente piedades de unión del material solubilizado no• una galactosa terminal por la separación de un tablemente parecidas a las que se aprecian en residuo de ácido siálico.7 Estos cambios pueden la membrana intacta. Los parámetros molecu• ir acompañados con variaciones de la actividad lares de los receptores indican disposición asi• biológica intrínseca de la proteína. 1.a contes• métrica y un peso molecular de alrededor de tación a estos interrogantes puede ser de 300,000. No ha sido ]x>sible obtener estructuras importancia para nuestra comprensión de la de peso molecular más bajo (sub-unidades) que homeostasis de la insulina, así como para iden• muestren actividad receptora para la insulina. tificar ciertos estados patológicos, como el hi- Ix>s receptores han sido purificados, muy cerca perinsulinismo o la resistencia a la insulina. de la homogeneidad, combinando las técnicas Los puntos de unión o fijación de la insulina convencionales, afinidad cromatográfica de agar- sobre las células grasas hállansc probablemente insulina con las de derivados del germen de trigo localizados en la superficie externa de estas cé• agar-aglutinin. La mayor dificultad, en este as• lulas, ya que no se ha podido demostrar la pecto, consiste en la purificación de estas mo• existencia de estos puntos de enlace en las frac• léculas en cantidad suficiente para lograr su ciones de los productos de la digestión de estas identificación química. La escasez de receptóles células con agar-tripsina. La localización en la en los materiales biológicos puede apreciarse superficie externa de la membrana citoplasma- por el hecho de que, para obtener receptores de tica ha sido precisada utilizando la reversión insulina puros utilizando membranas de hígado de vesículas de la misma membrana. La diges• de rata, se requiere un grado de purificación tión con tripsina de estas vesículas no destruye equivalente a 500,000. En contraste con esta di• la unión, ya que puede ser observada después ficultad, recordaré que la purificación de los de la ruptura de las vesículas. Si la insulina receptores de aectilcolina a partir de tejidos de marcada (I125) se fija sobre la célula intacta peces requiere una purificación de 100 a 500. antes de la endovesiculación y reversión de las Los receptores insulínicos han sido estudiados vesículas, la hormona no podrá disociarse, a en distintas circunstancias de resistencia a esta menos epte éstas sean materialmente destruidas hormona. En el síndrome de obesidad hipergli- tratándolas con fosfolipasa o por detergentes. cémica del ratón se ha comprobado una dismi• Estos estudios también indican que no se ad• nución de los receptores de insulina en las mem• vierte cambio apreciable de estos receptores en• branas de las células de hígado y de las células tre la superficie externa o interna de la mem• de grasa, como característica hereditaria rece• brana. siva.18 No conocemos el significado que pueda La estructura de los receptores insulínicos atribuirse a esta aparente "disminución" con hállase probablemente compuesta por glicopro- respecto a la fisiología de la insulina en este teínas, en virtud de que la digestión con neura- estado anormal, siendo aventurado establecer cualquier explicación relacionada con la insu- minidasa seguida por B-galactocidasa, disminuye
20f> CIENCIA, MÉX. XXIX (3-4f W5 lino-resistencia. Las respuestas fisiológicas nor• tran menos de un punto de unión por cada males dependen de la coordinación, con distin• célula. Prácticamente no se ha logrado localizar tos pasos, de un complejo bioquímico, de los uniones en estas células comparándolos con los cuales, tal ve/, el más sencillo pueda ser la unión linlocitos (RPM1
207 CIESCIA, MÉX XXIX (3-4) 197* esta hormona.13 Otras proteínas como la conca- bemos tener en cuenta que los estímulos mito• navalina A y la aglutinina del germen de trigo, génicos suscitan respuestas "tipo insulina" arti• por ejemplo, son compuestos qué presentan ficiales (v. gr., inhibición de la adenil-ciclasa, Inerte competición insulínica y pueden inter- aumento de GMP cíclico, supresión de AMP actuar directamente en los receptores específicos. cíclico) y son capaces de activar células carentes Existen razones para suponer que ciertos pép- de receptores insulínicos. En esta hipótesis se tidos del suero semejantes a la insulina (v. gr., anticipa que la activación antigénica de los lin• somatomedina, actividad no supresora de sustan• focitos puede producirse de modo semejante a cias parecidas a la insulina, actividad estimu• como se desencadena una respuesta "tipo-insulí- lante del crecimiento) puedan interactuar con nico" por receptores altamente específicos para las estructuras de los receptores insulínicos. el antígeno en la superficie de los linfocitos. Existen precedentes de superposición, en los re• En determinadas circunstancias la insulina ceptores específicos, de sustancias como la vaso- puede disminuir la concentración intracelular presina y la oxitocina (H. antidiurética y de la del AMP cíclico de las células del tejido adipo• H. de la contracción uterina),15 hormona del cre• so y del hígado; estos cambios aparecen rela• cimiento, lactógena de la placenta humana y cionados con alguno de los efectos biológicos prolactina10 y también secretina y el polipéptido de la insulina sobre estos tejidos. Aunque la activador de los vasos intestinales.17 insulina puede disminuir la actividad de la Se ha demostrado recientemente que las lecti- adenil-ciclasa de las preparaciones subcelula- nas vegetales, como concanavalina A y la agluti• res,10 una acción sobre la AMP fosfodiesterasa nina de germen de trigo, poseen actividad simi• cíclica2*- puede también determinar la disminu• lar a la insulina sobre las células grasas y que ción del AMP cíclico celular. Sin embargo, al• estas lectinas se unen directamente a los recepto• gunos efectos de la insulina sobre los procesos res específicos.18 Concentraciones fisiológicas de de transporte no han sido explicados adecuada• insulina pueden inhibir la adenil-ciclasa111 de las mente, tomando en cuenta el AMP cíclico y en membranas celulares de los hepatocitos y de las algunas circunstancias (ausencia de sustancias células grasas aisladas, restos de células grasas, con elevado contenido de AMP cíclico) la acción fibroblastos y membranas aisladas de Ncurospora de la insulina no puede ser relacionada con una crossa. Esta acción puede también ser mimeti- disminución considerable de las concentraciones zada por bajas concentraciones de leclina y con• intracelulares de AMP cíclico. 1.a reciente de• canavalina A. Es posible que la mitogenicidad mostración de que la insulina (y los fármacos de la concanavalina A pueda estar vinculada a colinérgicos) determinan ostensible aumento de sus acciones insulínicas y más específicamente las concentraciones de GMP cíclico, puede con? a sus efectos sobre la actividad de la adenil-ci• tribuir a explicar los mecanismos por los cuales clasa o con otros procesos íntimamente relacio• la insulina modula la actividad metabólica. Se nados.18 ha lanzado la hipótesis21 según la cual un re• También se ha demostrado cpie los estímu• ceptor insulínico único (o receptor hormonal los mitogénicos causan de inmediato aumento colinérgico) reacciona sobre la membrana ce• considerable de la GMP cíclica en los lin• lular, pudiendo transformar la especificidad del focitos.20 Igualmente la insulina21 determina sustrato de la adenil-ciclasa localizada en la aumento rápido y significativo de este miclcó- membrana de suerte que cambie su preferencia tido cíclico en tejidos sensibles a ella (células por GTP en lugar de ATP. El mismo sistema grasas, hígado) pero no en los linfocitos en re• enzimático localizado en la membrana puede ser poso desprovistos de receptores insulínicos y responsable de la síntesis de ambos nucleótidos, aparentemente insensibles a esta hormona. Con y "el equilibrio" de la utilización de ATP o GTP respecto a esta actividad, ciertas lectinas pueden por la enzima dependería de la captación de también considerarse de tipo insulínico. Datos estos receptores en favor de la forma ATP (hor• recientes sugieren que puedan existir importan• monas adrenérgicas, glucagon, etc.) a diferencia tes relaciones recíprocas entre los niveles celu• de la captación de aquellos receptores en favor lares de AMP cíclico y GMP cíclico.20 Aunque de la forma GTP (insulina, hormonas colinér- se desconocen los mecanismos que regulan las gicas). Esto podría explicar la inhibición "simul• concentraciones de estos nucleótidos cíclicos, es tánea" de la actividad de la adenil-ciclasa y del posible (pie dichos cambios estén íntimamente aumento del GMP cíclico (facilitación de la relacionados con los procesos de autogénesis. De• síntesis) por interacción única sobre el receptor
208 CIENCIA, MÉX.
hormonal. Esta hipótesis es atractiva porque, me nuevas propiedades de unión en su ligando con ella, es posible explicar los efectos de la especifico; una de estas nuevas propiedades po• insulina (y los de las hormonas colinérgicas) en dría ser su afinidad especial para la unión con un contexto "unitario" que englobaría los dos otras estructuras de la membrana, tales como la nucleótidos cíclicos como mediadores químicos adenil-ciclasa (Fig. 1). De esta suerte actuaría "iniciales". Recientemente se han aducido ex• un mecanismo de doble paso, que en realidad periencias que demuestran existe una guanil-ci- refleja el punto de vista actual,1'5 que conside• clasa localizada en la membrana de preparacio• ra las membranas biológicas como estructuras nes de membranas aisladas cuya actividad fue fluidas (jue permiten la difusión de molécu• estimulada directamente con insulina y conca- 23 las con relativa facilidad en la superficie de navalina A. la membrana. Esta disposición favorecería in• Una de las perspectivas más atractivas para teracciones es|>ecíficas consecutivas en la mem• las investigaciones futuras, en el campo de los brana, de modo análogo a lo que acontece con receptores hormonales de las membranas, con• las moléculas en una solución acuosa, dejando siste en dilucidar los mecanismos precisos me• de lado las diferentes características de difusión diante los cuales los complejos receptores hor• y las limitaciones que dependen de la membrana monales, una vez formados, modifican la activi• misma. Esta hipótesis del doble paso a través dad de las enzimas específicas o estructuras de de la membrana puede contribuir a explicar las transporte localizadas en la membrana. Antes aparenta contradicciones que se advierten en se aceptaba que los receptores poseían funcio• las acciones hormonales, ya que la propia insu• nes específicas y separadas, (por. ej., ionóíoros lina puede mollificar ciertos procesos de la de los receptores pata accülcolina), o que los membrana, quizá distintos, actuando sobre un receptores se sitúan en contigüidad con molécu• solo receptor, y muchas otras hormonas actuan• las provistas de funciones específicas (v. gr., ade• do sobre receptores independientes pueden nil-ciclasa para las hormonas peptídicas). En modificar la adenil-ciclasa de una céhda deter• realidad no son necesarios tales supuestos, ya 1 4 que puede ofrecer ventajas disponer de recep• minada. - De estas consideraciones derivan im• tores (pie, en su forma elemental, se hallen to• portantes sugerencias para comprender y predecir talmente separados de otras macromoléculas de las propiedades y cinética de la interacción de la membrana. En esta teoría,1-4 el receptor asu- las hormonas con los receptores de las mem• branas. Las investigaciones actuales acerca del meca• nismo de acción de la toxina del cólera,24-"'27 t í í (!) í ? T T #T T T T (1) I T I CCLASA INACTIVA \j/ /:\ W EN REPOSO demuestran (pie esta proteína inicractúa con los iilauíwiliiEui gangliósidos de la membrana celular para es• timular la actividad de la adenil-ciclasa de mane• 41 ®G 1 ^ t HORMONA (•••) ra semejante a lo observado con las hormonas FUCRA peptídicas. Se ha comprobado que el complejo TTM jO?ííí?Títí Lfj)f f f CICLASA ESTIMULADA receptor tóxico-gangliósido, inicialmente inacti• iinmiiiiiiiin1^ ni vo, se transforma en activo en un lapso y tem• peratura dependientes de cambios producidos 41*
1 H*R ^* Hft en la membrana. El complejo activo, por meca• 2 MR » A C HR -AC nismos vinculados a la difusión lateral en el plano biditnensional de la membrana, se asocia Figuia I. Representación de la hipótesis del doble-paso e interactúa con la adenil-ciclasa (Fig. 2). La para explicar el mecaimmo de modulación hormonal en la un inl)i.iii.i de la adenil ciclasa (1). Su carácter dis• toxina del cólera suministra un modelo exce• tintivo consiste en cpie los receptores y la cn/ima son lente para el estudio de estas cuestiones y para estructuras diferentes (pie adquieren especificidad y afi• explorar problemas de crecimiento y diferencia• nidad para formar el complejo solo después de que ción celular.14»27-28 el receptor ha sido ocupado j>or la hormona. Estas estructuras pueden combinarse, consecutivamente a la Para estudiar la interacción de estas hormonas captación de la hormona, merced a la fluidez ele las con las superficies celulares han sido utilizados membrana* celulares. Los puntos de unión del receptor hallanse situados en la superficie externa, en contacto derivados insolubles de hormonas peptídicas, con el medio acuoso, y el foco catalítico de la enzima tales como agar-insulina.10 En condiciones ex• está encalado hacia el interior, en el linde del cito• perimentales adecuadas, eliminando la ruptura plasma celular. del ligando del sustrato, las actividades biológi-
209 CIENCIA, MÉX. XXIX {3-4) W5
IGM,) (GM,) covalente con agar epte cuando actúa en solu• ción sin agar.81 La actividad se manifiesta cuan• Fuera do se añaden únicamente veinte partículas de aquellos derivados al epitelio. nmwnmim Las células de las glándulas mamarias de ra• tones vírgenes no responden (transporte ácido- ii Jllil^illll TOXINA DEL alfa-amino-isobutílico) a la insulina pura; sin Dentro COLERA embargo, responden a la preparación agar-insu• Jt (Rápi do: lina y esta actividad puede ser bloqueada me• diante insulina pura.32 Resultados similares han sido obtenidos con derivados de la fitohemaglutinina (FHA) y concanavalina A.33-34 Los linfocitos-B de ratón, que no suelen responder (síntesis ADN) a la FHA soluble ni a la concanavalina A, reaccio• nan positivamente con los derivados de agar- lectina. Estos resultados indican no solamente la localización de los receptores para estas sus•
37» (Lento) tancias y hormonas en el plasma de la membra• na, sino que sugieren también epte las respuestas tradicionalmentc aceptadas de estos receptores son manejables por polímeros farmacológicos actuando en la superficie de la célula. La presencia de receptores en la superficie celular ha sido ratificada por observaciones mi• croscópicas directas de células y partículas de ilJIU agar portadoras de hormonas específicas. Esto
ATP 'cAMP pudo ser demostrado utilizando células grasas y agar-insulina35 y también leucocitos y partícu• Fitina 2. Mecanismo propuesto para la activación de la adcnil ciclasa de la membrana celular por la las de agar conteniendo histamina y norepinc- toxina del cólera (24). irina.30 Partículas de vidrio impregnadas con catecolaminas pueden estimular directamente 37 cas de algunu de estos derivados pueden ser las células miocárdicas. verificadas si se utilizan preparaciones de células La interacción de compuestos con ligandos in• aisladas. Por ejemplo, el agar-insulina puede soluoles y receptores celulares puede diferir estimular las células grasas1*0 y ciertos polímeros sustancialmente de las que se producen con ligan- macromoleculares solubles, como el dextrán-in- dos solubles. Aunque este hecho pueda compli• sulina, son activos in vivo disminuyendo los ni• car la interpretación de los datos basados en la veles del azúcar sanguíneo y promoviendo la comparación con ligandos monovalentes, tam• actividad de las enzimas hepáticas.'*0 Aunque bién ofrece nuevas posibilidades para explorar las actividades de los derivados ¡^limero-hor• los fenómenos adscritos a los receptores situa• monales se asemejan a las del ligando activo dos sobre las superficies celulares; por ejemplo, asociado, se pueden observar, en algunos casos, pueden ser utilizadas para estudiar la difusión diferencias cualitativas y cuantitativas. Por ej., lateral y sus consecuencias biológicas, la migra• el agar-insulina puede activar las células grasas ción, agregación e inclusión, así como otros con menos contactos que la hormona nativa, y efectos dinámicos de los receptores en la super• en estos aspectos desarrollan mayor potencia ficie de la membrana. (pie la propia insulina. De modo semejante, los derivados dcxtrán-insulina muestran mayor ac• REFERENCIAS tividad que la hormona pura. Es oportuno se•
ñalar que el factor mesenquimal "peptídico" 1. -CUATRECASAS, P-, Ann. Rev. Hiochem., 43, en prensa, es mucho más potente, sobre la proliferación 1974. celular y la citodiferenciación de los epitelios 2. HOLLENBERG, M. 1). y 1*. CUATRECASAS, fíiochem. pancreáticos de rata, cuando se une en forma Action of Hormones, ed. G. Litwack, Academic Press, en prensa.
210 XXIX (3*4)
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LA HIPERGLUCEMIA EXPERIMENTAL EN EL ACOCIL
PROCAMBARUS BOUVIERI (ORTMANN)
J. PUCHE, Y. BERDEJA y D. IXJPEZ
I) opa Mamen IO de Fisiología, Facultad de Medicina Universidad Nacional Autónoma de México México, D. F.
RESUMEN
Hemos establecido los valores básicos de azúcar reductor en la hemolinfa de Procambarus botwieri para comprobar en ellos las variaciones glucémicas en distintas situaciones expe• rimentales. Se utilizaron diversos estímulos glucemiantes: asfixia, sangría, adrenalina, aloxana, serotonina y glucagon en animales íntegros y en animales destalli/ados. Las respuestas glu• cemiantes a estos estímulos se producen siempre en los animales íntegros y sólo cventual- mente, como sucede con el glucagon y con los extractos de tallo, en los destalli/ados. Las pruebas de tolerancia a la administración de glucosa presentan curvas semejantes a las qué muestran los mamíferos, pero los mecanismos de regulación difieren radicalmente de los co• nocidos en éstos. La asimilación de la glucosa administrada se produce en el término de 2 a 4 horas con las dosis de 1 mg/g y en períodos mas largos con las dosis mayores. El alma• cenamiento y la distribución se realiza a través de varios órganos con la intervención de conjuntos enzimáticos.
SUMMARY
We have determined the basic values of blood sugar in Procambarus bouvieri, in order to test the glycemic levels for different experimental conditions. We made use of various glycemic stimulations (asphyxia, bleeding, adrenalin, aloxane, serotonin, and glucagon) in normal animals, and in eyestalklcss animals. These stimulations caused always hyperglycemic responses in the normal animals, and eventually succeed with glucagon in the eyestalklcss animals. The eyestalk extracts produce constantly hyperglycemic responses in the eycstalkless. The tests of glucose tolerance in Procambarus gave very similar curves to those tolerance cunes of the mammalians, even though their control mechanisms arc different. The assimi• lation of glucose through parenteral administration, is accomplished into 2 to 4 hours with doses of 1 mg/g and in more extended periods with greater doses. We assume that the storage and distribution of sugar is fulfilled in various organs through reactions of the enzim- atic systems.
La glucosa circulante en el organismo llega a dad, de la especie animal elegida, de los méto• la intimidad de los tejidos, a través de la sangre dos utilizados, de las manipulaciones, del estado y del medio interno, para incorporarse median• emocional, etc. Una vez acotados los valores te procesos activos al metabolismo celular. En normales podremos explorar con provecho las los mamíferos y en muchos vertebrados la glu• variaciones producidas experimentalmente. cosa sanguínea se mantiene a concentraciones El estudio de la hiperglucemia experimental relativamente constantes. Sin embargo, el man• ofrece perspectivas muy interesantes. En primer tenimiento de la glucemia normal es compatible término por la importancia (pie tienen la glucosa con discretas oscilaciones que aparecen durante y sus derivados inmediatos en el metabolismo los períodos prandiales y el ejercicio muscular; orgánico; por la cesión rápida de su contenido puede también ser influida por cambios am• energético; por sus propiedades anfibólicas y por bientales que afecten sus ritmos biológicos. su intervención en algunos procesos de síntesis y Estas oscilaciones se atenúan cuando el sujeto de ahorro de otros compuestos orgánicos de ma• normal se encuentra en reposo, en ayunas y pro• yor complejidad. También nos permite explorar tegido ante eventuales estímulos externos o in• el funcionamiento de los óiganos que intervie• ternos. Pero, aún lograda esta estabilización de nen en su regulación, así como la viabilidad de la normalidad, habrá que tener en cuenta otras sus rutas metabólicas. circunstancias dependientes de la individuali• Finalmente, las variaciones significativas del
213 CIENCIA, MÉX. XXIX (h4) 197* nivel glticcmic o pueden constituir señales valio• sulfato de zinc al 5%. de acuerdo con las directrices del sas para valorar situaciones de emergencia, des• Método de Somogyi-Nelson, en el que introducimos al• cargas ncuroluimorales y capacidad de respuesta. gunas modificaciones. Empleamos 2 mi de filtrado y 2 mi del nuevo reactivo de Somogyi y ebullición durante Diríamos que las alteraciones de la glucemia 20 mininos, para compensar los electos de la presión pudieran considerarse como una vía común final atmosférica en que habitamos (580 mm Hg). Después reveladora del fimcionamiento equilibrado del de enfriar las muestras, se añade el reactivo de Nelson. SNC. Cinco minutos después se diluye hasta 12-5 mi para la lectura coloi ¡métrica con filtro rojo. El privilegio de haber sido asiduo colabora• lj mayor parle de nuestras observaciones han sido dor del Maestro P¡ Suñer en este campo de in• realizadas siguiendo esle método, ton excelentes resul• vestigación, al que aportó lúcidas hipótesis e tados. En olías, mas recientes, utilizamos el método de importantes esclarecimientos, nos autoriza para la oxidasa y. no encontrando glandes diferencias ni ven• seleccionar una breve referencia bibliográfica tajas, optamos por seguir con el méiodo original. de algunas investigaciones realizadas exclusiva• mente en mamíferos y que ahora, al ser con• Deteiurinación de los valores gluermicos normales frontadas con las obtenidas en otras especies animales muy distantes de aquellos, quizá nos La determinación del "azúcar" en la hemolinfa de permita una apreciación más certera de su ínti• los crustáceos ha sido objeto de múltiples investigacio• nes. Florión' agrupa los valores obtenidos por distintos mo significado.1 10 autores en un cuadro en el que se aprecia gran hetero• I-a lectura de los trabajos de Prosser17 y de geneidad en los resultados que aduce atribuibles, entre Watermann"* nos incitaron a seguir las orien• otras causas, a las distintas especies exploradas, a los métodos utilizados y a la poca precisión sobre los fac• taciones señaladas por Wiersma, Florey, Bullock tores qué pueden modificar estos valores. y sus seguidores11*, sintetizadas en la exhortación Nuestras determinaciones, se expresan invariablemente de Voung* coincidente con nuestro propósito en mg % de glucosa; pero no podemos excluir la coexis• actual. tencia con alguna otra substancia reductora. Martín* reúne un valioso conjunto de co• Antes de iniciar nuestros trabajos procuramos estable• laboraciones que nos interesaron de inmediato cer los valores básicos de la glucosa en la especie de cambarinos elegida. Esle propósito nos llevó algún por su analogía con los trabajos que enuncia• liempo, ya que las primeras observaciones dieron valores mos. Tratamos de comprobar las observaciones muy dispersos, que fuimos clasificando de acuerdo con aducidas y, con nuestros colaboradores, halla• los determinantes que siguen: captura en ambiente na• mos algunos hechos nuevos21 31 de los que da• tural, transporte, instalación en el laboratorio, mani• remos cuenta en este trabajo y en otros que pulación y variaciones ambientales; temperatura y presión atmosférica. Para excluir los factores perturba• habrán de seguir. dores más importantes, realizamos observaciones en el ambiente natural, en las orillas y remansos de agua con vegetación y plancton abundantes. Estos valores fueron MATERIAL V MÉTODOS muy dispares. También lo fueron los obtenidos, en sucesivos lotes, at llegar al laboratorio, aun después de Utilizamos tamburinos de la especie Procambarus separar los ejemplares que parecían más afectados por bottvieri (Ortmann), (Crustácea, Decapoda) procedentes el transporte. Una vez aposentados en recipientes ade• de l'ruapan (Míchoacán, México). Después de su cap• cuados y lotes reducidos (70 a 120 cm= por animal) con tura fueron seleccionados teniendo en cuenta su peso, agua limpia, burbujeo de aire y en ayuno, de 24 a 48 fase de muda y sexo, acomodándolos en recipientes horas se estabilizan los valores. En el Cuadro I se con• de plástico con agua corriente y aireacción, a tempera• centran los resultados obtenidos. Al prolongar el ayuno, turas de 10° a 24*i exceptuando los meses de invierno, los valores glucémicos disminuyen gradualmente, como en los que osciló entre 2o y lfi°. indica el Cuadro II. El peso de los ejemplares utilizados fue de 12 a .10 g. I'ara iniciar nuestros experimentos elegimos como pe• La extracción de hcmolinfa se realizó casi siempre a ríodo razonable de ayuno períodos de 48 a 72 horas, través de la membrana de una de las patas ambulato• ya que los ejemplares afectados por ayunos muy prolon• rias y otras veces de la membrana de la quela; la aflija gados, al disminuir sus reservas alimentarias y modificar de 27 gauge se introdujo con inclinación de 30 a 10 grados, precaución cpie facilita la hemostasia, la cual se asegura aplicando sobre la membrana algodón o CUADRO I papel filtro humedecidos con alcohol. Las muestras de hcmolinfa (0.2 mi se diluyen en SITUACIÓN DE PROMEDIO EN mg%0E NUMERO (3 mi) de agua destilada y se procede a la desprotei- LOS EJEMPLARES AZÚCAR EN SANGRE nización con 0.4 mi de sol. 2/3 de OILBa y 0.4 mi de MEDIO NATURAL 29 I7 73Í 1 03
RECIÉN LLEGADOS * "Rather then taking fright at the semantic pro- 152 22 49 :o 67 AL LABORATORIO blems that thcy present, «re should hope that by com- paraiive studies wc may ablc to contribute to solving AYUNOS DE 24 a 48 hrs 478 460 :oi5 them."
214 CIENCIA, MÉX. XXIX ¡975
CUADRO n que esta manipulación puede determinar hipergluccmia; así lo observaron Florkin y Duchaleair" y lo hemos po• ANIMALES EN PROMEDIO EN mg%DE dido confilmar. Kn nuestras primeras nhscívacioms sobre NUMERO AYUNO PROLONGADO AZÚCAR EN SANGRE los efectos gluccmiantcs de la sangría, mantuvimos a los acociles algi'in tiempo fuera del agua; esta circunstancia 24 a 48 hrs 478 4.60 i 0.15 pudo contribuir, por desecación y asfixia ligeras, a in• 3 DÍAS 130 3.70 í 0.27 crementar los efectos de la extracción de sangre. Igual• mente del>e considerarse como estímulo perturbador la 5 DÍAS 156 2.9420.00 manipulación y los pinchazos repetidos. Nuestros experimentos de sangría parecen indicar al• 10 DÍAS 96 2.85-0 31 guna diferencia en la respuesta glucemiaute cuando la sangría es intermitente y reiterada a cuando ésta se pro• 30 DÍAS 87 2.18 20.23 duce de una sola vez (Cuadros III y IV). En el primer caso las respuestas son graduadas y en la sangría aguda su metabolismo, res|x)iuleii a los estímulos uiüizados la respuesta ñus abrupta. La hiperghicemia se hace con menor intensidad y, proporcionan resultados con- mas evidente cuando la extracción de hemolinfa alcanza trudictorios o poco significativos (Cuadro II). Para obviar o suma proporciones equivalentes del 6 al 10% del estas dificultades es aconsejable alimentar algunos días peso total del acocil. Es muy posible que la influencia consecutivos a los animales que deban ser utilizados y, de la sangría seriada quepa atribuirla a varios factores después de esta restauración, dejarlos 48 a 72 horas en asociados. ayunas.
POR ASFIXIA RESULTADOS II. HiKSGUKXNIÁ
i. EFECTOS I>E LA SANGRÍA StotiS.1 observa hipergluccmia después de la asfixia en Cáncer jmgurus, Carcinus ntaenas y Macropípus púber; En los experimentos que requieren obtención de va• Roche y I)umazertS4 en Cáncer pagunts y Klcinholz y rias muestras de hemolinfa, habrá que tener en cuenta LittleSB en Callinectes sapidus y Astacus Irowbiidgü
CUADRO m
ANIMALES DE PROMEDIO EN mg % DE SANGRIA SUCESIVA EXPERIMENTACIÓN AZÚCAR EN SANGRE
NUMERO EXTRACCIÓN % ESTADO DE PESO ANTES DESPUÉS MUESTRAS TOTAL EXTRACCIÓN INTEGRO 4 0.5ce 22.5g 2 2 2.20 33002 3 87
INTEGRO 6 0.6 ce 17.5o 3 4 3.0 19.6022 00 INTEGRO 6 1.2 ce 26.5g 4.5 8.0 24.2013 00
INTEGRO M I.5CC 41.50 36 1.6 18 01 i 1.74 INTEGRO 8 1.6 ce 37.5g 4.3 7.3 10.32: 1.23 INTEGRO 10 2.0 ce 30.Og 6.7 7.5 I0.OOÎ l 13
CUADRO nr
ANIMALES DE PROMEDIO EN mg % DE SANGRIA EXPERIMENTACIÓN AZÚCAR EN SANGRE
NUMERO EXTRACCIÓN % ESTADO PESO ANTES DESPUÉS UTILIZADO AGUDA EXTRACCIÓN (9) INTEGRO 1 0.8 ce 29.5 3 4.20 9.33 INTEGRO r 0.9 ce 29.5 4 6.50 17.00
INTEGRO i 1.0 ce 138 7.3 11.10 52.00 INTEGRO i 1.2 ce 30.0 4 3.80 18.66 INTEGRO i 1 6cc 34 0 5 9.00 17.06 INTEGRO i 1.8 ce 30.9 6 3.30 18.00
INTEGRO i 3.4cc 30.4 1 1 11.00 24.66
215 Cli.XClA, MÉX. XXIX (3-4) 1975
obtienen idénticos efectos. Estos últimos precisan que IV. HIPF.RGI.UCL.MIAS PRODUCIDAS POR SUBSIANCIAS QUÍMICAS las respuestas glucemiantes de la asfixia no se manifies• tan en los animales destaltizados. Nuestras observacio• nes- coinciden con las aducidas por los autores antes III. DFSTAM.IZACIÓN o. Aloxatia La glucemia se altera poco después de la destalliza- El efecto hiperglucemiante de la aloxana ha sido am• ción. Acaso se produzcan descensos similares a los que pliamente investigado en distintos mamíferos, nunca los acociles manifiestan en el ayuno prolongado. Los que sepamos en los invertebrados. Su mecanismo de animales dcstallizados muéstransc más vulnerables a toda acción sobre las células de los islotes pancreáticos es clase de estímulos y a las manipulaciones, pero ya no bien conocida. Chavin y Young** han estudiado sus responden a los estímulos con efectos hiperglticemiantcs. efectos en peces. Por nuestra parte*9 dimos a conocer Varios autores**48 han observado acortamiento del la respuesta glucemiante de esta substancia en el acocil. periodo de intermuda o inducción de la misma e incre• Los valores obtenidos quedan ordenados en el Cua• mento del consumo normal de oxígeno. Las curvas de dro VIL tolerancia a la glucosa muestran valores más bajos.* La conducta alimentaria se modifica de inmediato.79 Todos estos efectos se explican por la presencia de las c, Serotonina hormonas contenidas en el tallo40.*1 o por liberación de 2 mecanismos ncurales. " Baucbau y Mengeot*8 observan respuestas gluccmian- CUAORO V ANIMALES DE PROMEDIO EN mg % DE ASFIXIA EXPERIMENTACIÓN AZÚCAR EN SANGRE. NUMERO ESTADO DE METODO DURACIÓN ANTES DESPUÉS MUESTRAS ÍNTEGROS 12 AGUA 1 h 2.55*0.54 14.61 ! 2.70 ÍNTEGROS 14 AGUA 2 hs 3 34*0.38 16 25* 2.14 ÍNTEGROS 37 AIRE 1 h 6 13 - 1.08 15 18* 1 73 ÍNTEGROS 4 AIRE 5 ht 4 60t0.l5 16.002 9)1 OESTALL IZADOS 21 AIRE i 80 hs 1 .98-0.56 3.31 • 0.57 DESTALLIZADOS 21 AIRE 3 ht 2.55*0.54 3.66Î 0.42 CUADRO VI ANIMALES DE INYECCIÓN PROMEDIO EN mq 7« DE EXPERIMENTACIÓN ADRENALINA AZÚCAR EN SANGRE NUMERO CONCEN• ESTADO DE CANTIDAD ANTES DESPUÉS TRACIÓN MUESTRAS ÍNTEGROS 8 10 7 1*1000 0 95:0.71 8 02! 0.63 ÍNTEGROS 4 20 7 1 1000 0 8.25! 2 .04 ÍNTEGROS 9 107 1 1000 4.60! 0.15 14.33! 4 .89 ÍNTEGROS 9 200 7 l'IOOO 2.59*0.82 15.2413 29 DESTALLIZADOS 15 IOO 7 1 1000 3.56*0.40 2 39! 0.55 AYUNO PROL. 4 IOO 7 l'.IOOO 1 .25* 0 47 3 92! 1 00 216 CIENCIA, MÉX. XXIX (3-4) 1975 tes. con dosis de 0-1 a 0.2 mi de solución de serotonina de manifiesto por la acción de distintos compuestos o al 1°/M. en Carcinus maenas íntegros y dcstallizados. estímulos actuantes sobre el sistema ncurosi misal y, Nosotros, con dosis análogas, obtuvimos en Prtxamha- ademas, a travos de ciertas acciones enzimálicas, como rus los resultados tabulados en el Cuadro VIII, confir• las propuestas por Sutbcrland y cois," liberadora de matorios de la acción hiperglurcmiante en animales nor• glucosa a nivel celular. (Grafs. 1 y 2). males, sin advertir dichos efectos, en grado significa, Esta evidente dualidad o complejidad de los meca• tivo, en los destaliizados. nismos lilxraclores de glucosa, que se advierte en la acción del glucagon y que Soskin0 plantea en los verte• brados al comentar las relaciones existentes entre los me• d. Glucagon canismos de emergencia y los estrictamente motabólicos, nos animan a insistir utilizando técnicas y criterios aná• Con anterioridad habíamos comunicado M-ai los efec• logos en el estudio de idénticos problemas. Volviendo a tos hipergluccmiantes del glucagon en el acocil. Dosis Soskin. este autor recomienda separar ambos mecanis- CUADRO m ANIMALES DE INYECCIÓN PROMEDIO EN mg % DE EXPERIMENTACIÓN ALOXANA AZÚCAR EN SANGRE NUMERO CONCEN• ESTADO DE CANTIDAD ANTES DESPUÉS MUESTRAS TRACIÓN % ÍNTEGROS 6 0.1 ce 1 % 5.83! 2 73 10 31 t 7 04 ÍNTEGROS 6 0 2 ce 1 % 5 832 2 73 15 582 4 48 ÍNTEGROS 6 0 3 ce 1 % 5.892 2 73 16 91 .* 3 42 ÍNTEGROS 6 2 mg/g 5 % 7 83!2 42 10.70! 1 24 ÍNTEGROS 6 2 mg/g 5 % 7.83Î2 42 15 80Î 3 03 ÍNTEGROS 9 3 mg/g 4 % 5.41 i 3.82 13.44: 1 37 ÍNTEGROS 9 4 mg/g 4 % 5 41 ! 3 82 13 08! 1 38 DESTALLIZADOS 8 2. 0 mg/g 3 % 1 61 - 0 79 2 68! 0 94 DESTALL IZADOS 8 2 0 mg/g 3 % 1 .81 Î0.79 2 23:0 79 CUADRO ™ ANIMALES DE INYECCIÓN PROMEDIO EN mg % DE EXPERIMENTACIÓN SEROTONINA AZÚCAR EN SANGRE NUMERO CONCEN• CANTIDAD ANTES DESPUÉS ESTADO DE TRACIÓN MUESTRAS ÍNTEGROS 4 10 7 1 1000 0 90! 0.32 29 75! 4 92 10 1 1000 7.10 ! 1 40 18 65- 2 92 ÍNTEGROS 4 7 DESTALLIZADOS 5 20 7 l'IOOO 4 20!0 49 3.58:0 49 DESTALLIZADOS. 6 307 1 1000 4.20! 0 49 4.09! 100 DESTALLIZADOS 11 10 7 l'IOOO - 2 74:o.5l 1 .12 - 0 51 AYUNO PROL. 5 .07 l'IOOO 1 66:0 08 3.1810.30 de 2 a 3 microgramos por gramo de peso producen mos después de reconocer la mayor complejidad que hiperglucemias semejantes a las obtenidas por la sero• ofrecen los de carácter mctabólico. La regulación de tonina y la adrenalina. Las dosis más altas son mal tole• los cambios bioquímicos se realiza fundamentalmente en radas y pueden producir efectos letales en el acocil. la intimidad de los tejidos, a nivel celular. 1.a interven• En los anímales dcstalli/ados se obtuvieron también ción de los componentes ncuroendocrinos representa, sin respuestas glucemiantes, aunque menos expresivas que duda, un medio de ajuste elaborado para que los orga• la que muestran los animales íntegros, lo que induce a nismos más evolucionados puedan limitar su dependen• pensar que este compuesto puede ejercer una doble cia del medio externo. En cuanto a las respuestas de acción; por una parte, la que pudiéramos denominar emergencia, conservarían la función de protejer los ór• "efecto inespecífico", que hemos visto era dable poner ganos y tejidos más diferenciados frente a los efectos vul- 217 CIENCIA, MÉX. XXIX (3-4) /VJ5 S DOSIS GLUCAGON 5 £ ÍNTEGROS o — WICIALES INYECCIÓN ISA/qrt INYECCIÓN 5 0 / /grt INYECCIÓN 85 '/«f* 30 60 120 30 60 120 30 60 120 Ti*m»o i" E < DOSIS GLUCAGON § I DE STALL iZ ADOS INICIAL INYECCIÓN I.S'/qr* INYECCIÓN 30 f /qt%. 50 «NYECCJON 6.5 f/Q'*. INYECCIÓN 30 //fl'i INYECCIÓN lOO'/grt. 40- 30 20 104 30 60 120 30 60 120 30 60 120 30 6 0 12 0 3 0 60 120 Titmpo (minuto! I Gráf. 2 218 CIENCIA, MÉX. XXIX (3-4) 1975 V. PRUEBAS DE TOLERANCIA A LA GLUCOSA EN EL ACOCIL CURVAS DE GLUCEMIA En nuestras primeras observaciones utilizamos solu• ciones de glucosa en agua destilada al 5%. adjudicán• dole una presión osmótica aproximada a la osmolalidad de la hetnolinfa del acocil hallada por distintos autores en diferentes especies de cambarinos de agua dulce: Palaemonetes antenarius, Astacus fuviatilis, Procamharus clarkii, ele.;"-4" pero, pronto pudimos comprobar qué, a pesar de la eficaz regulación de la osmolalidad que muestran los crustáceos de tipo h i peros mó tico, nos fue fácil discernir amplias variaciones individuales, estacio• nales, nuti¡dónales y otras de índole diversa. Después de una serie de determinaciones de osmola• lidad,*8 elegimos como la concentración más convenien• te para nuestros acociles adultos, en períodos de in• termuda, la sol. de glucosa al 7.5%. Las dosis utilizadas fueron del 5%. 3%, 7.5% y 20%. que ofrecen distintas posibilidades de explorar la tole• rancia a la glucosa con dosis parecidas a las que se utilizan en mamíferos Ig/Kg, reducidas en el acocil a I mg/g. Eventualmcnte administramos dosis y concen• traciones mucho mayores, de 4 mg/g, en soluciones al 20%. 0 30 60 90 120 150 180 CURVAS GLUCEMICAS Gráf. 3 a) Acociles normales, sol. 5% c) Acociles normales, sot. 7J%. A los 30' de la inyección parentcral de 1 mg'g de • glucosa (en la membrana de una pata ambulatoria) al• Las hipcrghicemias obtenidas en este grupo muestran canza los valores de glucosa más elevados de nuestras secuencia parecida a la del grupo con sol. al 5%. La curvas. Este nivel se mantiene a los (H)' y en algunos dosis de glucosa inyectada fue la misma que en los sujetos de nuestra casuística se inicia el descenso de la grupos anteriora (l mg/g). glucemia, más acelerado a los 120'. recuperando los ni• veles iniciales a las 3 o 4 horas después de la adminis• tración de glucosa. C,) Acociles destallizados, sol. 7.5%. Los destallizados de este grupo mostraron algunas a,) Acociles destallizados, sol. 5%. diferencias respecto a los grupos anteriores (Gráfica 5). Cabe señalar que las cifras registradas a los 30' fueron El grupo de animales destallizados fue homogéneo más altas, no sólo en los normales sino también en en cuanto a número, peso, dosis y cronología de las los destallizados, apareciendo agrandada el área compren• muestias. Los resultados muestran marcadas diferencias dida entre los valores del griqio normal y los hallados respecto a los animales normales. en los destallizados. La hiperglucemia a los 30' es inferior a la de los normales y los valores consecutivos continúan siendo más bajos, llegando a los niveles iniciales antes que los Soluciones hipertónicas de glucosa acociles normales (Gráf. 4). Después de obtenidos los resultados que anteceden, b) Acociles normales, sol. 3%. que muestran evidente congruencia, pasamos a explorar lo que acontece empleando soluciones más concentradas En otra serie de acociles normales en idéntica situación y dosis cuatro veces mayores: 4 mg/g. Pensamos que la experimental inyectamos la misma cantidad de glucosa intrusión de cantidades de glucosa varias veces superior 1 mg/g, a concern ración aproximada de 150 miliosmol. a la osmolalidad normal de esta especie, Minada entre En este grupo las glucemias iniciales fueron más bajas 300 a 340 mOsm. pudiera suministramos información y la curva evolucionó a niveles inferiores recuperando más completa de lo que tratamos de inquirir. La osmo• los valores normales con mayor rapidez. lalidad de la solución empleada 20%. nos dio un valor de 1320 mOsm. b,) Acociles destallizados, sol. 3%. d) Acociles normales, sol. 20%. Se repite en ellas el paralelismo al mostrar valores más bajos que los normales, y quizá el área que limita En varios lotes de acociles administramos por vía pa• las diferencias con aquellos sea algo mayor, a pesar renteral (en la membrana de pata ambulatoria) dosis de que la cantidad de glucosa administrada es la misma de 4 mg/g de solución de glucosa al 20%. A estas con• en los dos grupos. (Gráfica 3). centraciones los acociles reaccionan con respuestas mo- 219 CIENCIA, MÉX. XXIX (3-4) 1975 300 i CURVAS DE GLUCEMIA "5 250 Sol 5 % o A ÍNTEGROS £ w 200 O DESTALLIZADOS < • CONTROL CO O O 150 CP z 100- o or 50 Lü o 40 30 20 10 0 —i t " » » i 30 60 90 120 150 180 240 300 TIEMPO (mm) Graf. 4 iotas muy intensas, más evidentes con la inyección rá• los acociles normales. La diferencia entre las glucemias pida. Además, los animales muestran, junto a la excita• de los normales y de los destallizados se mantuvo y el ción motora, aumento de la frecuencia respiratoria y descenso a los valores iniciales fue más tardío en éstos. de la frecuencia cardíaca. En algunos se produjo cierto Las respuestas motoras fueron menos intensas que las grado de protrusión ocular y otras manifestaciones anó• mostradas por los animales íntegros y su reposición a malas, como contractura de los músculos, que persistían la normalidad más lenta y menos satisfactoria, pues al periodos variables (15' a 30'). día siguiente del experimento los destallizados manifies• Este síndrome se acompaña de glucemias que rebasan tan menor actividad y algunos aparecieron muertos los 1200 mg% en las muestras de los 30' o 60'. La curva (Gráf. 6). glucémica desciende más lentamente, para volver a los valores normales en horarios que oscilan entre las 8 Eliminación de la glucosa horas después de la inyección y las 22 y 27 horas. La eliminación de la glucosa fue muy desigual. Evi• dente en los primeros minutos consecutivos a la inyec• d|) Acociles destallizados, sol. 20%. ción, se produce de acuerdo con las cantidades inyecta• das. Después de este período inicial la eliminación cesa En lotes comparativos, los resultados obtenidos con los o se produce intermitentemente hasta hacerse imper• destallizados presentaron comportamiento análogo al de ceptible. No hemos podido establecer relación cuantitativa en• 350 CURVAS DE GLUCEMIA tre los niveles glucémicos y la eliminación de glucosa Sol 75 % a través de la glándula verde en las horas que persiste 300 * MTCGftOS la hipcrgluccmia experimental. Tratamos de establecer O OESTALLIZAOOS posibles diferencias en la eliminación de los destalliza• • CONTROL dos, sin que pudiéramos obtener sobre este punto re• £ 2» E sultados consistentes,60 ya que en algunos experimentos los animales destallizados se comportaron separándose 200 del patrón general. Este problema será analizado en otra ocasión. Si dejamos por el momento el problema de 150 la eliminación inicial que, además, no afecta el desarrollo consecutivo de la curva glucémica, y nos atenemos a la 1 pendiente de recuperación, que no parece influida sus- 100 tancialmcntc por la eliminación, habremos de atribuirla principalmente a la asimilación de la glucosa adminis• 50 trada; esta pendiente asimilativa del azúcar presenta distinta cronología de acuerdo con las concentraciones utilizadas. A diferencia de lo que acontece en los ver• tebrados, en los que al llegar a niveles muy elevados de 30 50 90 120 ISO 180 240 300 la glucemia el riñon elimina el exceso no asimilable, Gráf. 5 en nuestros crustáceos parece como si los factores de 220 CIENCIA, MÉX. XXIX ()-4) 1975 400 CURVAS OE GLUCEMIA 1300 (200 Sol 20% 5? 1100 * ÍNTEGROS o* O D€ STAL L IZADOS ¿1000 < 900 • CONTROL IS) 8 700 o 500 400 IO N 300 A C or »- 200 Lü t j 100 8 50Í 30- 10 0 •i h 30 60 90 120 190 240 300 360 420 460 24 ta TIEMPO (min) Graf. ü captación fueron mas decisivos que otros mecanismos substancias diversas, como hemos visto con la reguladores. adrenalina, la serotonina y el glucagon. Ya viraos que en el caso de la adrenalina no DISCUSIÓN se aprecia proporcionalidad entre la dosis in• yectada y la respuesta glucemiante (Cuadro VI). Nuestras observaciones, desde su punto de Igual reflexión podríamos hacer con respecto al partida, conciertan en lo fundamental con los glucagon (Oráis. 1 y 2). A este propósito sería datos (¡lie ya pudiéramos considerar clásicos, oportuno recordar la acción de la adrenalina y 18 obtenidos por otros investigadores, y difieren del glucagon sobre la glucolisis en cultivos de en algunos aspectos con ciertas cuestiones tra• hígado de rata,52 perro y gato4" por aumento de 145 tadas con anterioridad. fosíorilasa activa. Esta acción hormonal sóbre• La sangría, como estímulo ghicemiame, ya las células hepáticas requiere la integridad de hemos visto que es un factor que debemos to• la membrana y parece distinta a los efectos pro• mar en cuenta, pero que sólo puede enmascarar ducidos al modificar el equilibrio iónico. El los resultados experimentales cuando es muy aumento de la cantidad de estas hormonas no va repetida, copiosa o rápida (Cuadros III y IV). seguido de un incremento aditivo de los niveles Postulamos22 que la sangría actúa como estímu• en/imáticos. lo inespecffico sobre el mecanismo de emergencia Por lo que se refiere a la serotonina, se ha ncurosinusal al producir descenso de presión y 3,54 disminución del aporte sanguíneo a los centros determinado'' el contenido de ésta en los gan• nerviosos. glios y nervios periféricos de los invertebrados Con ello se alteran1*' los mecanismos oxida- y en distintas especies de crustáceos. A este com• tivos de las neuronas, desciende progresivamente puesto le atribuyen actividad 100 veces mayor de ATP y las relaciones DPN/DPNH. Esta ex• sobre el corazón de los crustáceos de la que plicación <|ui/;i también sea válida para la exci• muestra la adrenalina. Estas observaciones su• tación asfíctica del sistema neurosinusal, y pro• gieren la posibilidad de que la serotonina ejer/a bablemente para otras excitaciones inespecífi- funciones de "transmisor". Los órganos pericár- cas por ej. aloxana. dicos tic los crustáceos"5 contienen una substan• Sin embargo, sería peligroso extender la mis• cia que regula la actividad cardíaca (ortodihi- ma explicación para toilos los efectos glucc- droxitriptamina). Nuestras observaciones en miantes observados al inyectar los acociles con animales destalli/ados favorecen la hipótesis 221 CIENCIA, MÉX. XXJX {3-4, 197> de que la scrotonina Ó sus derivados actúen porales, semejante al que se observa al final cic• como substancias transmisoras, además de su la intermuda y comienzo de la premuda. Tam• reconocida acción excitadora del mecanismo bién se ha propuesto,R'1 para explicar la acción neurosinusal, como pusimos de maniíiesto al glucemiante, una influencia inhibidora de la demostrar el diferente comportamiento de los hormona sobre la UDPG-transglucosilasa. Sin animales íntegros respecto a los destalli/ados embargo, la presunta acción "diabetógena" no (Cuadro VIH). En Fasciola hepática**, la scroto• aparece muy clara en los datos y argumentos nina estimula la actividad rítmica, electo que va aducidos por los Scheer y cois. Tampoco se ha acompañado con aumento de la utilización de probado en los crustáceos la existencia de una glucosa y producción de ácido láctico, transfor• acción hormonal hipoglucemiante como la atri• maciones que modifican los niveles de AMP y la buida a la eedisona de las glándulas protoráci- activación de la fructocinasa. En los ganglios cas de los insectos. Recientemente, en Calliphora de los gasterópodos y de los crustáceos se han 17 erytrocephala, Normann,* al producir hiper- dosificado cantidades apreciables de serotonina57 glucemia por decapitación en estos insectos, su• y en ciertas células nerviosas, enzimas aptas para giere la existencia de un factor hormonal hipo• sintetizar e inactivar scrotonina sugieren que este compuesto, derivado del triptólano, pueda glucemiante localizado en la neurosecreción de actuar como transmisor. La scrotonina aplicada (MNC) células conectadas con el "corpus car- tópicamente sobre cadenas ganglionares aisladas diacum" y con el "corpus allatum". y sobre tramos conectivos interganglionares de Es evidente que los modelos ele regulación animales íntegros produce aumento de la acti• del metabolismo de los hidratos de carbono en vidad espontánea en un 100% y persiste duran• los vertebrados han inspirado y norman las in• te 80 minutos.-' terpretaciones que se esbozan en las especies animales más elementales, pero estas interpre• Estos antecedentes y nuestra propia experien• taciones, aún siendo válidas para los ma• cia nos llevan a compartir la opinión de los míferos, carecen de la misma significación en autores qué localizan en la glándula sinus del los invertebrados. No es prudente confundir tallo ocular de los crustáceos, la función de almacenar y liberar hormonas vinculadas con hiperglttcemia con diabetes, ni existen pruebas múltiples funciones corporales, entre ellas las suficientes para atribuir un origen hormonal o metabólicas —el intercambio químico— del orga• neuroendocrino a las hipoglucemias de los crus• nismo.58 Estas actividades neuro-endocrinas se táceos. En cambio, parece más segura la búsque• 08 consideran como una especie de "vía común da de analogías a nivel molecular. Krebs se• finar'5""0 ele las regulaciones orgánicas. Insis• ñale') este camino al advertir que "Entre los más timos en la importancia funcional existente en• sorprendentes mecanismos reguladores de los tre el sistema nervioso y las funciones endocri• organismos inferiores se cuentan las síntesis quí• nas. La encrucijada neuro-endocrina se ha micas coordinadas. Este control primitivo de los localizado en órganos distintos para diversas organismos elementales, se halla también pre• especies animales: en los insectos, en la porción sente en los organismos superiores y de hecho intercerebra! y los "corpora alíala"; en los crus• constituyen los sistemas básicos "multirreaccio- táceos, en el tallo cerebral; en los vertebrados, nales, sobre los cuales actúan las hormonas y el en el hipotálamo, y en los peces y tetrápodos, en sistema nervioso". estructuras y localizaciones funcionalmente si• Los trabajos sobre Schislorerca gregaria*™ milares. otorgan gran importancia a la transformación de glucosa en trehalosa. Este oligosacárklo cons• Las variaciones del contenido de azúcares tituirá, uno de los componentes que contribuyen reductores en la hemolinfa del acocil ha dado a mantener a niveles bajos la glucosa de la fundamento para sugerir la existencia de meca• hemolinfa y a facilitar su difusión y transporte. nismos reguladores del metabolismo de los hidra• Gandy y Kilby70 muestran que la síntesis de tos de carbono en estos animales. Los electos trehalosa se produce en el cuerpo graso de los 1 8 meiabólicos de la destállización,® »* y la acción insectos con la intervención del sistema ATP y 14 de 'los extractos de tallo' indujeron a postular MDPG. En la levadura, Cabid y Leloir7' llegan la intervención de una "hormona diabetógena". a parecidas afirmaciones. Otros autores72-73 se• 05 I-a supresión de esta hormona glucemiante en ñalan otros oligosacáridos (galactosa, maltosa y Carcinus maenas produce un aumento súbito del fucosa) como captores de glucosa. contenido total de los hidratos de carbono cor• Nos referiremos ahora a la explicación que 222 CIENCIA, MÉX. XXIX (M) 1975 debamos dar a las curvas de tolerancia a la glu• formación de quitina del tegumento. I.os niveles cosa administrada por vía paren teral que, en de glucemia son más elevados en los animales algún momento,74 hicieron creer, por su simi• normales que en los destallizados y en éstos más litud, que el acocil disponía de mecanismos 223 CIENCIA, M£X XXIX ()-4} /v;> tu cuanto a la asimilación de la glucosa in• concentrar los resultados en estratos biológicos yectada, las posibilidades de Utilización y alma• que comprendan especies afines, ya que inter• cenamiento parece que pueden ser muy varia• polar los resultados de especies alejadas entre sí das. La valoración de los hidratos de carbono en presenta, tomo hemos visto, muchos inconve• la hemolinfa y en la glándula intestinal de nientes. Kt Carcinus macnas ha permitido identificar en La evidente adaptación de los crustáceos al ambos tejidos glucosa, trchalosa, maltosa, fruc• medio donde viven y además las posibilidades tosa y fucosa; encuentran glucosamina en la de mantener en actividad delicados mecanismos glándula intestinal, pero no en la sangre. La reguladores que apenas conocemos, estimulan a cromatografía de los hidroli/ados de ambos te• seguir estas investigaciones que, aun presentan• jidos señala la presencia de glucógeno y quitina. do muchas incógnitas, señalan metas alenta• Los polisacáridos predominan en la hemolinfa, doras. pues constituyen el 75 al 80% de los hidratos de carbono circulantes. \x>% polisacáridos y es• CONCLUSIONES pecialmente el glucógeno son escasos en la glán• dula intestinal (hepato-páncreas) 10 a 20% del 1. Establecimos los valores básicos de la glucosa total de hidratos de carbono. Sugieren que los en la hemolinfa del acocil Procambarus bau- hemocitos en suspensión en la hemolinfa alma• vieri. cenan y sintetizan hidratos de carbono. 2. La destallización cuidadosa no altera a pre• Siguiendo esta línea de investigación, es pre• ciablemente los valores glucémicos de estos ciso referir las observaciones de Lang,*4 que animales. describe las actividades de 14 enzimas para la 3. Los efectos glucemiantes de la asfixia, de la conversión de los monosacaridos, en 11 órganos sangría, de las manipulaciones y de la admi• distintos del Orconcctes limosus. Consideramos nistración de ciertos fármacos u hormonas, que éste, tal vez, pueda ser el camino certero para han ratificado los datos establecidos por otros desentrañar muchos problemas del metabolismo investigadores y además hemos aducido al• en los crustáceos. gunos hechos nuevos. Keller y cois.85 observan que la destallización 4. Las respuestas glucemiantes que pudiéramos determina hJpoglucemia y aumento de glucógeno denominar de "emergencia" dejan de produ• en diferentes tejidos durante la intermítela, en cirse en los animales destallizados, pero se la epidermis de Panulirus y en el músculo de conservan las producidas directamente sobre los animales en premuda y postmuda. Aseguran los sistemas cnzimático-moleculares. que el efecto hormonal en los destallizados se 5. El mecanismo glucemiante más común y casi produce a nivel enzimático. La destallización todos los dependientes de estímulos uocuos, inactiva el sistema de fosforilación y activa el son de naturaleza ncuro-endocrina. sistema glucógeno sintetasa en el tejido muscu• 6. Las pruebas de tolerancia a la administrac ion lar. La inyección de extracto activo de tallo parenteral de glucosa presentan en el acocil inhibe la glucógeno-sintetasa. curvas semejantes a las de los mamíferos, Telford86 en Carnbarus robustus confirma la aunque no coinciden en sus mecanismos de acción de la hormona glucemiante sobre el sis• regulación. tema fosforilasa del músculo, aunque muestra 7. Las curvas de glucemia de los animales ínte• cierto escepticismo en cuanto a la función regu• gros se producen a niveles más altos que las ladora atribuida a dicha hormona. de los destallizados, diferencia cpie pudiera Las opiniones aducidas y nuestras propias explicarse por la adición en los primeros del experiencias demuestran que no existe consenso factor hipcrgluccmiantc o bien por alteracio• unánime sobre los temas enunciados. Pero, a nes osmóticas consecutivas a la destallización. pesar de ello, quedan algunos hechos firmemente 8. En la asimilación del azúcar administrado es establecidos, que permiten esperar surja quien problemática la presunta intervención de la pueda armonizarlos en una síntesis satisfactoria. glándula del intestino medio (hepatopán- Quizá sea útil señalar la necesidad de ahon• creas). El almacenamiento y la utilización de dar las investigaciones a nivel molecular, pues los hidratos de carbono se produce en varios es en este campo de conocimientos donde con• órganos: músculos, hemolinfa, órganos geni• fluyen más coincidencias. También sería útil tales, etc., ton la intervención preponderante 224 CIENCIA, MÉX. XXIX ()-•/) 1975 de diversos conjuntos enzimáticoa a nivel ce• hipergliiccmias en el acocil (Procambarus bouvieri). lular. Actas del XIII Congr. Sal. de Cieñe. Fisiol., Morelia, agosto 27. 71-72., 1970. 22. PUCHE, J. y Y. BrRDEJA, Estudios sohre el metabo• BlIU.lOGRAElA lismo de los crustáceos. II. Interpretación de las res• I. 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LANG, R., Chitinsymhese l>ei «lem Fliisskrebs regulation of fall unti uà ter-ha lance in the cravfi-sh Oreanretrs timostu, /.. l'ergi. Physiologic, 73, 285-304. Procambarus clnrkii. Coinp. liiochem. Physiology, 29. 305 316. 1971. 393-101, 1969. 85. Kn.i.KR. R. y E. M. ANIIRFW, The site of action of the crustacean hyperglycemic hormone. Gen. Comp. 82. EHRINFUJ», J. y J. ISAIA. The effect of ligaturing Endocrinology, 20. 572-578. 1973. the cycsialks on the water anil ion permeabilitid of 8fi. TKLFORD, If., Blood glucose in crayfish. 111. The Aslacus Irptodartihts. f. Comp. Physiol., 93. 105-115, •ource of glucose and role of the eyestalk factor in 1969. hyperglycemia of Cum bar its robustus. Comp. Riochem. 83. JOHNSTON. If. A. y I„ P. DAVIM, Carbohyclraics of Physiol., 51 B. 69-73. 1975. 221 IVii • : tSTDÉ'ittiif~*ÌV iVJ'.W' CIENCIA, MÉX. /5, Diciembre, 1975 XXIX (3-4) 229-230 SACAROSA EN LAS ANTERAS DE LA COPA DE ORO, SOLANDRA NÍTIDA (SOLANACEAE) Componentes de flores tropicales, 1 FRANCISCO GIRAL, MARÍA TERESA REGUERO y CARMEN RIVERA Laboratorio de Química Farmacéutica y Productos Naturales División de Estudios Superiores de la Facultad de Química Universidad Nacional Autónoma de México Ciudad Universitaria, México, D. F. RESUMEN Se ha encontrado 0.4% de sacarosa en las anteras (0.08 mg por antera de 20 mg) de la "copa de oro", So la mira niliila (Solanaceac). También los filamentos de los estambres con• tienen sacarosa. No se encontró sacarosa en el cali/ ni en el pistilo de la misma flor. Sólo se descubrieron huellas en la corola. Se identificaron, química y cspcctroscópáeamcnte la sustancia y su acetato. SUMMARY In the anthers of "golden cup", Solandra nítida (Solanaceac) it has been found 0.4% oí sucrose (0.08 mg per anther of 20 mg weight) which does exists also in the filaments of stamens. The corolla contains only traces. Neither calyx nor pistil contains sucrose. La sacarosa es una de las sustancias orgánicas en el germen etiolado, pero casi la misma en la más extendida en los vegetales. Desde fines del semilla: 0.14% (0.7 g de 500 g). siglo pasado y Utilizando técnicas basadas en el Se ha determinado la variación horaria, en el aislamiento e identificación química y polari- mismo día, del contenido en carbohidratos in- métrica —purificando con hidróxido de estron• vertibles, probablemente sacarosa, en las hojas cio— se vienen haciendo estudios sistemáticos de remolacha. Beta vufgaris, encontrando que es sobre la distribución taxonómica de la sacaro• mucho más alto el contenido de las hojas hacia 2 sa.1 Los valores más altos se encontraron en las la tarde que por la mañana. semillas de trigo, Triticum vulgare (20 g de 2 Más recientemente y con técnicas modernas Kg) y de café, Coffea arábica (2.5 g de 250 g), o —cromatografía en papel y cromatografía en sea, en ambos casos 1%. Sorprende que las se• capa delgada— se ha determinado la presencia millas de otras gramíneas, próximas al trigo, cualitativa de sacarosa en las semillas de 81 espe• contengan cantidades muy inferiores: 0.008% en cies de plantas monocotiledóneas y dicotiledó• neas, acompañada por rafinosa en la mayoría la avena. Avena sativa (0.25 g de 3 Kg) y 0.005% de los granos (70 sobre 81) y pocas veces por en el centeno, Sécale cércale (0.15 g de 3 Kg) estaquiosa.3 En cambio, las hojas y los tallos aéreos frescos En el extraordinario trabajo de Schul/e y del propio centeno contienen mucho más: Frankfurt,1 a pesar de estar realizando hace 80 0.125% (1 g de 800 g). años, se llegó a identificar sacarosa en algunas Mientras el altramuz (Lupinus luteus) no partes de flores: 0.2% (I g de 500 g) en los contiene sacarosa en la semilla, el germen etio• captdlos sin abrir del peral y, cualitativamente, lado de la misma planta llega a tener 0.375% en polvo floral de avellana y de pino, así como (3g de 800 g). Una proporción muy semejante en el néctar de diversas flores. se encuentra en el germen etiolado de la papa También con cromatografía en placa del• (Solatium tuberosum) 0.2% (4 g de 2 Kg), mien• gada, Linskens ha determinado carbohidratos tras que el girasol, Helianthus annuus, tiene una totales en anteras de I.ilium henryi.* En pétalos cantidad equivalente, 0.21% (1.5 g de 700 g), de una flor hindú, Bassia latifolia, se ha en- 229 CIENCIA, MÉX. XXIX (3-4) 1975 Contado una gran variedad de tarlxrhidratos, RESULTADOS cu lie ellos sacarosa.5. Finalmente, en polen y estigmas de Xicotiana tabacum. Petunia hybri- En el extracto inetanólico se lucieron las si• da y Salpiglosis sinuata se lia determinado car• guientes reacciones: bohidratos totales.0 Alcaloides: negativa. Hasta ahora, no se ha hecho un análisis siste• Lucas: positiva para los alcoholes secundarios. mático de la composición química de las distin• FeCl3: precipitado color verde. tas partes de una misma flor, a |>esar del in• NaOH: precipitado amarillo que se redisuel- terés que tiene por tratarse del órgano de re• ve en exceso de NaOH (flavonas). producción de la planta. Al iniciar un estudio HC1: ligero precipitado amarillo. químico de llores tropicales que, ]x>r su gran El extracto inetanólico se trató con benceno tamaño, facilitan el análisis en partes separa• en caliente, se filtró y con el residuo insoluble das, comen/amos con la "copa de oro", gran flor se hizo cromatografía en columna sobre gei de tropical que se da silvestre, o se reproduce con sílice G, empleando como eluyente MeOH- exuberancia mediante un cultivo de mínimos CHCI3 (60:40). requisitos, en distintos lugares de México y Se recuperó una fracción de R( = 0.43, la muy concretamente en el Estado de Morelos. que se cristalizó de metanol, obteniendo crista• Se trata de la especie Solandra nitida (Solana- les blancos de punto de fusión = 183° - I84°C. ceae). Análisis encontrado: C, 42.35% H, 6.51%; O, La primera sustancia aislada de las anteras 51.54%. fue sacarosa, que se concentra de una manera Calculado para CI2Hr.OM : C, 42.10%; H, es|>ecíf¡ca en la proporción de 0.4% (0.08 mg 5.48%; O, 51.42%. por antera, con un peso promedio de 20 mg). Los espectros de I.R. y R.M.N. coinciden con La misma sacarosa no se encuentra en el cáliz los de una muestra auténtica de sacarosa. ni en el pistilo. Solamente se encontraron hue• Para confirmar la identidad del producto se llas en la corola y una cantidad apreciable en preparó el acetato. El punto de fusión de mez• los filamentos de los estambres. cla, el espectro I.R. y el de R.M.N. coinciden Vale la pena destacar que la copa de oro no con los del acetato de sacarosa. es de las flores más visitadas por insertos, ni tiene gran valor como planta melífera. RlMtU.MIAS BIHL KM. RAUCAS MuikiM Y MÉTODOS 1. M ni i/i . E. y S. FRANKFLRT, Zeilschiift f. Pliysiolog. Chem., 20: 511 (1895). I.as anuías fueron recolectadas en Cuernavara (Mo• 2. (¿IRARD, A., Compt. retid. Acad. Sci., 97: 1305, (1883). relos) \ sepaiadas del resto de la flor. I.as anteras tienen 3. De PERÓN, R., Compt. rend. Acad. Sei., 241, 1817 (1955). forma oblonga y un peso promedio de 20 mg. 4. IJNSKFNS, H. F., Ber. dtsch. botom. Ges., 60: 353, Las enteras molidas (150 g) se extrajeron en soxhlet (195fi). con los siguientes disolventes sucesivos: liexano. cloro• 5. SUTARIA, P. B., y N. G. MACAR, J. Judian Chem. Soc. formo, éter, metanol. agua y agua acidulada, obteniendo Ind. AVu' Ed., 18: 43. (1955). los extractos correspondientes. 6. BUXARTZ. S. Planta, 47: 588. (1956). 230 (Ciencia, Méx.) 15, Diciembre, 1973 XXIX (3-4) 231 233 Tecnología CAPTORES DE FUERZA A BAJO COSTO F. FOLGH, V. R. FERIA C. y R. G. LÓPEZ Departamento de Fisiología Facultad de Medicina Universidad Nacional Autónoma de México México, 1). F. Sería un error creer que la prosperidad econó• "o transductores" de fuer/a comerciales de em• mica, o el aumento de las dotaciones, basta para pleo más frecuente y los substituye aceptable• eliminar todos los problemas de los laborato• mente en buen número de aplicaciones. Cons• rios de fisiología y farmacología de Amerita truidos inicialnicnte para resolver un problema Latina; pero puede afirmarse que todos sufri• específico de registro, estos captores económicos mos las consecuencias de la falta de recursos. mostraron una sensibilidad y versatilidad suscep• El dispositivo descrito aquí permite aumentar el tibles de interesar a gran variedad de labora• rendimiento del presupuesto del laboratorio, torios en América Latina. Cabe adelantar que pues cuesta diez veces menos que los captores pueden diseñarse, con los mismos elementos. Figura I 231 CI ESCI A, MÉX. XXIX (ì-4) I97Ò olios dispositivos de transduccion que conser• van las dos ventajas del propuesto: su bajo cos• to y sus pequeñas dimensiones. (ionio en muchas variantes conocidas, la fuer• za problema, al deformar un resorte, modifica la resistencia eléctrica de un conjunto de tensóme- tros ("strain gauges"), El material necesario se Figura 3 presenta en la Fig, 1. Los componentes más cos• tosos son los cuatro tensómetros de aleación de cobre y níquel.* Los que utilizamos (2 mm en Registro su dimensión máxima) permiten el uso de un soporte elástico muy pequeño. En este caso par• ticular se cortan con tijeras, hojas o cintas de máquina de afeitar, hasta formar láminas de 3 X 15 mm, que se fijan con resina epóxica a Alimentación un soporte de plástico, sobre el cual se sueldan los alambres de conexión. El conjunto forma• Figura 4 do por el resorte y los tensómetros se introduce en un protector, constituido por un tubo de conexiones eléctricas. Para fijar simétricamente plástico de sección octogonal procedente de las los cuatro tensómetros sobre la lámina, se uti• agujas hipodcrmicas del comercio (Fig. 2). liza un pegamento instantáneo existente en el comercio (Permabond). Las conexiones eléctricas forman un puente de Wheatstone, también si• métrico. Así se cuadruplica el voltaje de salida respecto al que se obtendría con un solo tensó- metro y se anulan los posibles efectos térmicos. Los dos alambres de alimentación son intercam• biables con los dos de registro. El aparato ya terminado (Fig. 5) mide 4-5 cm, pesa menos de 2 g, y tolera el trato que podría darse a un audífono de radio portátil. Para el uso, el pequeño tubo de plástico pegado en el extremo libre de la lámina de acero recibe a presión un alfiler, una tachuela o un fragmen• to de mondadientes, donde se aplica la fuerza problema. El tamaño del protector externo de plástico permite sujetar el captor con cual• quier pinza de laboratorio. El puente se alimenta con corriente direc• Figura 2 ta o alterna, en función de los amplificadores y del equipo de registro disponible. El fabricante Las Fig. 3 y 4 muestran la disposición de recomienda que la corriente a través de cada los tensómetros sobre la lámina de acero y sus tensómetro, cuya resistencia es de 120 ohmios, no pase de 35 miliamperios. Entre muchas po • Kyowa Electronic Instruments Co. Ltd., Tokio, Japón. Figura 5 232 CIENCIA, MÉX. XXIX 1975 sibles soluciones, utilizamos la alimentación con determinado captor añadiéndole resortes exter• dos pilas secas de 1.5 voltios y el registro con nos, en cuyo caso la lámina de acero sólo cons• un preampliiicador de corriente directa;** pue• tituye un indicador de posición; otras veces, es de emplearse también una frecuencia alta de mejor construir un captor adaptado al registro un preampliiicador "carricr".*** Cuando bas• de un fenómeno particular, por ejemplo, cam• ten las lecturas, sin registros, de fenómenos len• biando las dimensiones de la lámina de acero. Si tos, debe poderse emplear un simple microvol- el captor forma parte de otro dispositivo, éste tímetro con un potenciómetro de equilibración, podrá ser ajustado en una o varias de sus carac• aunque este montaje no se realizó. terísticas, como las propiedades de la membra• 1.a linearidad es satisfactoria y, cuando se na en el tambor manométrico utilizado para utiliza un preampliiicador de DC, aplicando al parámetros circulatorios periféricos de animales captor una alimentación de tres voltios, es fá• pequeños. cil obtener deílecciones de 1 cm por mg de En resumen, el dispositivo presentado recu• fuerza externa. Esta sensibilidad permite obte• rre a soluciones clásicas del problema de la ner buenos registros mecánicos con fragmentos transducción mecánica, aplicadas exclusivamen• muy pequeños de tejido contráctil, lo que pue• te con medios elementales de laboratorio; su in• de resultar de interés para una gama de labo• terés principal estriba en el ahorro debido al ratorios. Es preciso disponer de una calibración bajo costo (inferior a doscientos cincuenta pe• externa, como en otros aparatos similares. Se sos mexicanos, equivalentes a veinte dólares nor• puede ampliar el campo de aplicación de un teamericanos) lo que facilita la adquisición de otros equipos muy costosos imposibles de du• Modelo 7P1. Grass Instrument Co., E.U. ••• Modelo 93-500-70. E Se M Instrument Co., US.A. plicar en laboratorios modestos. 233 CIENCIA, MÉX. XXIX (3-4) 1974 Indice de autores del Volumen XXIX Berdeja, Y.. 213 Folch, F., 231 Puche. J-. 213 Carrasco-Formigucra, R-, 193 (¿allego. A., 151 Reguero. María T., 229 Cuatrecasts. P-» 805 Girai, F., 229 Rivera. Carmen. 229 De VenamJ, K., 181 López, D., 213 Tamarit. J., 151 Feria, V. R., 231 López, R. G., 231 Váiquei Sánchez, J.. I, 139. 151 El Volumen XXIX de "Ciencia" se ha publicado en dos cuadernos, que com• prendieron las siguientes páginas y llevaron las fechas: Cuaderno 1-2, págs. 1-180, 30 de junio de 1974. Cuaderno 3-4, págs. 181-236, 15 de diciembre de 1975. índice de materias del Volumen XX/X Acocil, hipergluccmia por asfixia en el, 215 Culvenor y Fitzgerald, método para determinación de Acocil Piorambarus bouvieri (Oriniann), hipeíglucemia alcaloides, 140 experimental en el, 213 Acocil, pruebas de tolerancia a la glucosa en el, 219 Dcslalli/acióu e hiperglucemia en Procambarus bouvie• Acociles normales y destalli/ados, curvas glucémicas en ri, 21G los. 219 Diabetes e insulinoterapia, 193 Adenil ciclasa, hipótesis sobre la modulación hotmonal Diabetes experimental, 195 en las membranas celulares, 209 Adenil ciclasa. insulina y sistema de la, 187 Ensayos farmacológicos preliminares en plantas del "Her• Adrenalina e hiperglucemia en Piorambarus bouvieri, bario L'AmugataU", 151 2U¡ Examen cualitativo de la presencia de alcaloides en Alcaloides, examen cualitativo en plantas colectadas en plantas colectadas en el estado de Morelos, México, 139 el eslailo de Múrelos, México, 139 Extractos de plantas: Métodos de preparación para en• Alcaloides, método de Culvenor y Fitzgcrald para deter• sayos farmacológicos, 152 minación de, 140 Extractos de plantas: Prueba farmacológica de Bnrn Aloxana e hiperglucemia en Piorambarus bouvieri, 216 (diuresis) en rata sin anestesiar, 155 Anteras de la "copa de oro", sacarosa en las, 229 Extractos de plantas: Prueba farmacológica de frecuen• cia respiratoria, en conejo sin anestesiar, 155 Captores de fuerza a bajo costo, 231 Extractos de plantas: Prueba farmacológica de glucemia, Catálogo de las plantas contenidas en el "Herbario L'Ama- en conejos sin anestesiar, 155 gatall" (Morelos, México), 1 Extractos de plantas: Prueba farmacológica de influen• Contribución al estudio de las plantas del estado de cia sobre el efecto del Cardia/ol, en ratón sin aneste• Morelos (México), I siar. 155 "Copa de oro", Sotandra nítida, sacarosa en las anteras, Extractos de plantas: Prueba farmacológica de la acción 229 sobre corazón aislado de rana, 155 235 Í'.MW.IA, \t£X. XXiX (S-4) ¡971 Extractos «Ir piaulas: I'nubil farmacológica de la acción Insulina, factores modificadores de su acción hipofos- sobre íleon aislado de cobayo, 155 fatémica. 182 Extracto* de plantas: l'iucba faimacológica de* la acción Insulina, precursores de su descubrimiento, 194. 196 sobre la presión arterial, en gato anestesiado. 155 Insulina, reflexiones sobre su descubrimiento, 193 Extractos de plantas: Prueba faimacológica de la acción Insulina, su efecto sobre nucleóiidos libres. I8I> sobre útero aislado de rata. 155 Insulina, y recambio de fósforo, 181 Extractos de plantas: Prueba faimatológica de la modi• Insulina y sistema de la ad en il-cicla sa, 187 ficación en la amplitud respiíaloiia. en gato aneste• lnsulinotcrapia y dialHtes. 193, 199, 200 siado. 155 "Islctín", primeras inyecciones a un diabético humano. Exttactos de plantas: Prueba faimacológica de la tole• 198 rancia | m 11 vía intravenosa, en ratón sin anestesiar. 155 Islotes de Langerhanms, el papel antidiabélico de los» Extractos de plantas: Pruebas farmacológicas de efecto 194 antiliislamfnico. 155 Extractos de plantas: Pruebas farmacológicas de Tren- Membranas celulares, receptores insulinicos de las. 205 delenburg. en rana. 155 México, alcaloides en plantas colectadas en el estado de Múrelos. 139 Farmacológicos, ensayos preliminares en plantas del México, catálogo de las plantas del estado de Morelos. I "Herbario L'Amagatall', 151 Mitocomlrias, fosforilación oxidativa y funciones, 18G Flores tropicales, componentes de. 289 Morelos, México: Clima, 3 Fosforilación oxidativa y funciones mitocondriales, isii Morelos. México: Contribución al estudio de las plantas Fósforo inorgánico, participación de diversos órganos en del estado, 1 su incorporación, 185 Morelos. México: Hidrografía. 2 Fósforo inorgánico plasmático, homeostasis del. 182 Morelos, México: Orografía, 2 Fósforo, insulina y recambio del. 181 Morelos, México: Vegetación, 4 Funciones mitocondriales y fosforilación oxidativa, 186 Nucleóiidos libres, efecto de la insulina sobre, 186 Glucagnn e bipcrgluccmia en Ptoeamharus bouvieri, 217 Clucéinicas, cunas en acociles normales y dcsiallizados, Páncreas, hipótesis de una secreción interna antidiabéti- 219 ca del. 94 Glucémicos, valores normales en Protambarus bouvieri, l'ancreatoterapia en la diabetes, 195 214 Plantas colectadas en el estado de Morelos, México, exa• Glucosa, eliminación de la, en acociles. 220 men de alcaloides en, 139 Glucosa, factores modificadores de su acción hipofosfa- Plantas del estado de Morelos, México, catálogo, 1 témica, 182 Plantas, preparación de extractos para ensayos farmaco• Glucosa, inyección de soluciones hipertónicas a acociles lógicos, 152 normales y destallados, 219 (.lutosa, pruebas de tolerancia en el acocil, 219 Procambarus bouvieri, hiperglucemia experimental en el acocil, 213 "Herbario L'Amagatall". Catálogo de las plantas del es• tado de Mótelos, México. 1 Receptores insulinicos y acción hormonal, 205 "Herbario L'Amagatall", ensayos farmacológicos prelimi• nares en plantas del, 151 Sacarosa en las anteras de la "copa de oro", Solandra Hij>crgluccmia experimental en el acocil Procambarus nítida (Solanaceae), 229 bouvieri, 213 Serotonina e hipcrgluccmia en Procambarus bouvieri, Hipcrgluccmia por asfixia en Procambarus bouvieri, 215 216 Hipcrgluccmias producidas por substancias químicas en Solanaceae: Sacarosa en las anteras de la "copa de oro", Procam barus bouvieri, 216 Solandra njtida, 229 Hipofosfatcmia lápida, substancias principales capaces Solandra nítida, sacarosa en las anteras de la "copa de de inducirla, 185 oro". 229 Homeostasis del fósforo inorgánico plasmático, princi• pales factores reguladores en la, 182 "Transductorcs" de fuerza, 231 286 Suscripción anual 125.00 % ($11.00 US Cy.). La colección completa, formada por los veintiocho volúmenes I (1940) a XXVIII (1973), vale $5 000.00 •% ($500.00 US Cy.). De los volúmenes I-V de CIENCIA no queda sino un número muy reducido de ejemplares, por lo que no se venden números ni volúmenes sueltos. Los volúmenes sueltos VI (1946) a XXVIII (1973), valen cada uno $ 160.00 % (15.00 US Cy.). Los números sueltos valen $35.00 n% (3.00 US Cy.). PUBLICACIÓN TRIMESTRAL DEL PATRONATO DE CIENCIA DE MÉXICO CON LA AYUDA ECONÓMICA DEL CONSEJO NACIONAL DE CIENCIA Y TECNOLOGÍA Impreso en la Editorial Calache, S. A., México 7, D. F. Publicada desde 1940. Dirección Genera] de Derechos del amor. Licitud Oficio núm. 90, F.xp. CC FRI/68 de 30 de enero de 1968. Reservados todos los derechos por la Revista Ciencia de México. Se prohibe la publicación parcial o total sin autorización estrila. Sus cartas serán oportunas si utiliza el servicio de entrega inmediata. • CIENCIA Revista Hispano-americana de Ciencias puras y aplicadas