s2-mcs09

MODULACION DEL CITOCROMO P450 EN SNC DE RATAS MEDIANTE
INGESTA DEL EDULCORANTE ASPARTAME
Norma A.Labra-Ruiza; Victor M. Dorado-Gonzáleza; Nancy L.Hernández-Martíneza;
Josefina Gomez-Garduñoa; Israel Pérez-Lópeza; Rosario Nosti-Palaciosa; Javier EspinosaAguirreb y Araceli Vences-Mejíaa.
Laboratorio de Toxicología Genética,Subdirección de Medicina Experimental, Instituto
Nacional de Pediatría S.S. México D.F., [email protected]
*Laboratorio de Toxicología Ambiental, Instituto de Investigaciones Biomédicas, UNAM,
México D.F.
RESUMEN
El aspartame (L-aspartil-L-fenilalanina metil éster) es el edulcorante artificial de mayor consumo, aprobado
en más de 100 países, aún cuando se le han atribuido algunos aspectos adversos a nivel del sistema nervioso
central (SNC. El interés de estudio se enfocó en examinar el efecto del consumo de aspartame sobre el SNC
de ratas mediante la modulación del citocromo P450 (CYP) implicado en el metabolismo de Xenobióticos
(fármacos, solventes, contaminantes ambientales, componentes dietéticos, entre muchos otros) y relacionado
recientemente en el transcurso de algunos trastornos neurológicos y/o neurodegenerativos. 24 ratas macho,
cepa Wistar de 21 días de edad fueron divididas en 3 grupos con los siguientes tratamientos durante 4
semanas: Grupo control recibieron diariamente por vía oral 200μl de agua destilada; Grupo 2 aspartame 75
mg/kg/día y Grupo 3 aspartame 125 mg/kg/día. Los resultados demostraron que los tratamientos con estas
dosis de aspartame provocaron un substancial incremento del CYP en microsomas de cerebro y cerebelo, lo
cual puede conferir cierta susceptibilidad en estos órganos a efectos adversos ocasionados por este
edulcorante.
1.INTRODUCCION
En la actualidad la elaboración de los alimentos bajos en calorías a base de edulcorantes artificiales es una de
las áreas más dinámicas y versátiles de la industria de alimentos. En este contexto el aspartame (L-aspartil-Lfenilalanina metil éster) es el edulcorante más empleado en la elaboración de numerosos productos
disponibles en el mercado, como son bebidas y yoghurts bajos en calorías, helados, gomas de mascar,
productos de higiene bucal e incluso en medicamentos. Su consumo se ha declarado apto para la población
general con la única excepción para personas fenilcetonúricas. Sin embargo desde la década de los 80’s,
diversos trastornos neuropatológicos se han relacionado con el consumo de este edulcorante, entre los que se
mencionan: migrañas, déficit de atención o hiperactividad en niños e incluso enfermedades
neurodegenerativas en adultos mayores y de neoplasias cerebrales en animales de experimentación.
Químicamente la molécula del aspartame está formada por la unión de dos aminoácidos: ácido aspártico y
fenilalanina más una molécula de metanol. Tanto la fenilalanina como el ácido aspártico son precursores de
neurotransmisores de tipo excitador y, aunque el metanol es conocido por sus efectos tóxicos no es
considerado nocivo debido al bajo aporte provisto por esta molécula (1,2).
Aunque de manera natural casi todos los aminoácidos se obtienen a través de las proteínas de la dieta, el
consumo excesivo de alimentos y bebidas elaboradas con aspartame ocasiona un incremento plasmático y
muy probablemente en el cerebro, de los niveles de ácido aspártico y de fenilalanina ocasionando
excitabilidad neuronal (3).
Debido a las funciones naturales de los aminoácidos del aspartame, aparentemente no existen mecanismos
que impidan su difusión hacia el sistema nervioso central (SNC). En cerebro existen sistemas altamente
inducibles de naturaleza proteíca encargados de mantener el equilibrio de acción y la detoxificación de
moléculas tanto endógenas como exógenas (xenobióticos). Dentro de estos sistemas el grupo proteico más
grande del organismo es el citocromo P450 (CYP). En el genoma humano los principales CYP’s que
participan en el metabolismo de xenobióticos pertenecen a las familias 1,2 y 3. Aunado a esto, en el cerebro y
cerebelo el CYP interviene en procesos de función neuronal, autorregulación vascular y en el metabolismo de
algunos neurotransmisores, neuroesteroides y neurohormonas (4).
La importancia del estudio del CYP es debida a que su acción en algún momento puede generar metabolitos
más reactivos (bioactivación) que los compuestos originales impidiendo el proceso de eliminación
(detoxificación) de fármacos, contaminantes ambientales y aditivos de alimentos, entre otros,
desencadenando con esto susceptibilidad para desarrollar acciones mucho más rápidas y nocivas en órganos y
tejidos. Por demás interesante, en los últimos años se ha relacionado una sobre expresión del CYP en algunos
procesos neoplásicos como el cáncer de pulmón, así como en procesos neurodegenerativos tales como la
enfermedad de Parkinson. Por lo que la propuesta de este estudio se enfocó en evaluar la modulación de
enzimas CYP en cerebro y cerebelo de ratas por ingesta de aspartame ya que su estudio podría contribuir a
dilucidar algunos procesos patológicos asociados con la ingesta de alimentos y bebidas procesadas.
2. MATERIAL Y METODO
Se utilizaron 24 ratas macho de la cepa Wistar de 21 días de edad, las cuales fueron divididas en 3 grupos con
los siguientes tratamientos durante 4 semanas: en el Grupo 1 o Control, a los animales se les administró
diariamente por vía oral el vehículo (agua destilada 200μl). Al Grupo 2, se les administró vía oral aspartame a
una dosis de 75 mg/kg/día y al Grupo 3, aspartame a una dosis de 125 mg/kg/día. Al término del tratamiento
los animales fueron sacrificados y se obtuvieron fracciones microsomales de hígado, cerebro y cerebelo de
cada grupo. La determinación de proteínas se realizó de acuerdo al método de Lowry; la expresión de los
CYP’s en las fracciones microsomales se evaluaron por Inmunoblot con anticuerpos policlonales de cabra
(anti-CYP1 A, CYP2B, CYP2E1 y CYP3A2) y las determinaciones de las actividades enzimáticas específicas
se realizaron con las fracciones microsomales hepáticas, cerebrales y cerebelares mediante la dealquilación de
resorufinas ( CYP 1 A1 y CYP 2B), hidroxilación de p-nitrofenol (CYP 2E1) y la hidroxilación de
eritromicina (CYP 3 A). El análisis estadístico se realizó a través de las pruebas de ANOVA y t-Student.
3.RESULTADOS
La expresión de las proteínas y las actividades catalíticas de los CYP’s: 1 A 1 /2, 2B 1 /2, 2E1 y 3 A2
observadas en microsomas hepáticos del grupo control no se alteraron por los tratamientos con aspartame
(fig.1A y tabla 1A respectivamente). En cambio en los microsomas de cerebro (fig. 1B) correspondiente al
grupo control no se evidenció expresión constitutiva de las proteínas evaluadas. En el grupo tratado con 75
mg/kg/dia de aspartame se indujo significativamente en cerebro la expresión y la actividad de los CYP 2B 1
/2 y CYP 2E1. En este mismo grupo aún cuando no se aprecia la expresión de los CYP’s 1 A1 y 1 A2, las
actividades fueron mayores al ser comparadas con el grupo control. En cuanto a los microsomas de cerebelo
(fig. 1C) nuevamente no se evidenció la expresión de las enzimas CYP estudiadas en el grupo control. En
cambio ambos tratamientos de aspartame (75 y 125 mg/kg/día respectivamente) indujeron considerablemente
la expresión y las actividades catalíticas de los CYP’s estudiados (tabla 1C).
4. CONCLUSIONES
Los resultados de este estudio demostraron que el consumo de aspartame a estas concentraciones provocó un
substancial incremento de enzimas P450 funcionales en microsomas de cerebro y cerebelo de ratas Wistar, no
así en microsomas hepáticos lo cual puede conferir cierta susceptibilidad de estos órganos a efectos adversos
ocasionados por la bioactivación in situ de xenobióticos.
Fig.1 Inmunoblots donde se detectan las diferentes proteínas CYP.
En microsomas hepáticos (10μg/ml);y en microsomas de cerebro
y cerebelo(30μg/ml) en los diferentes grupos experimentales.
Tabla 1 Efecto del tratamiento de aspartame sobre las
actividades enzimáticas de ARODa, 4NPHb y ENDc.
a
Expresado en pmol de resorufina/mg proteína X min.
b
Expresado en nmol de 4-nitrocatecol/mg proteína X min.
c
Expresada in nmol de formaldehído/mg proteína X min
d
Número de veces que se incrementa la actividad respecto al
control
5. BIBLIOGRAFÍA
1.- Trowbridge, FL; “Evaluation of reactions to food additives: The aspartame example”. J American College
of Nutrition 1991,10(3):258-266.
2.-Lean MEJ;Hankey CR. “Aspartame and its effects on health” BMJ 2004; 329:755-756 www.bmj.com
3.-Spiers,PA; Sabounjian,LA; Reiner,A; Myers,DK; Wurtman, J; Schomer, DL. “Aspartame: neuropsycologic
andneurophysiologic evaluation of acute and chronic effect”. American J Clin Nutr 1998; 68; 531-537.
4.-Ravindranath Viajayalakshmi.”Metabolism of xenobiotics in the central nervous system. Implications and
challenges. Biochem Pharmacol 1998; 56;547-551