"bebedoras" y

N9 53
A r c h . Biol. Med. E x p e r .
3:43-46,
1966
METABOLISMO DE ETANOL Y ACETATO EN RATAS "BEBEDORAS" Y
"NO BEBEDORAS", EN AUSENCIA DE SOBRECARGA DE SUBSTRATO
Ethanol and acetate metabolism in " d r i n k e r " and "nondrinker" rats,
without substrate overload.
NATIVIDAD SEGOVIA-RIQUELME, IRIS F I G U E R O L A - C A M P S ,
y JORGE MARDONES
Instituto
de Investigaciones
sobre Alcoholismo,
Universidad
Santiago, Chile.
IRIS
de Chile,
Recibido para publicación el 2 3 de M a r z o de
CAMPOS-HOPPE
Casilla
12967,
1966.
RESUMEN
S e e s t u d i ó la p r o p o r c i ó n de los pozos m e t a b ó l i c o s i n t e r m e d i o s e n t r e e t a n o l
y C 0 q u e v a n d i r e c t a m e n t e a CO;, y su v e l o c i d a d de r e c a m b i o , m e d i a n t e la
a d m i n i s t r a c i ó n de dosis de 0,001 m m o l e / k g de e t a n o l - 2 - C , a n a l i z a n d o la a c ­
t i v i d a d r e c u p e r a d a e n el C O cada hora, en ratas de a m b o s s e x o s de l o s l i n a j e s
"bebedor" y "no b e b e d o r " . C o m o t e s t i g o de los pozos de l o s m e t a b o l i t o s i n t e r ­
m e d i o s entre a c e t a t o y C 0 , se e s t u d i a r o n estas características m e d i a n t e la ad­
m i n i s t r a c i ó n de i g u a l dosis de a c e t a t o - 2 - C .
L o s r e s u l t a d o s n o m o s t r a r o n d i f e r e n c i a s s i g n i f i c a t i v a s entre s e x o s ni e n ­
tre l i n a j e s c o n r e s p e c t o a n i n g u n a de estas características. La p r o p o r c i ó n de
l o s p o z o s m e t a b ó l i c o s i n t e r m e d i o s del e t a n o l que v a n d i r e c t a m e n t e a C 0 , f u e
s i g n i f i c a t i v a m e n t e m e n o r q u e la de acetato. Esto s u g i e r e q u e las v í a s l a t e r a l e s
q u e p a r t e n de m e t a b o l i t o s i n t e r m e d i o s entre e t a n o l y acetato p u e d e n r e v e s t i r
i m p o r t a n c i a . L o s r e s u l t a d o s son a d e m á s c o m p a t i b l e s c o n la idea de q u e e l a c e t a t o
l i b r e p u e d e ser u n a etapa m e t a b ó l i c a del etanol.
2
1 4
a
2
14
2
INTRODUCCIÓN
marcados y estudiando la recuperación de
la actividad en el C 0 . En estas condicio­
nes si se expresa gráficamente el logarit­
mo del porcentaje de la actividad admi­
nistrada que se recupera en el C 0 en
cada hora, el fenómeno queda represen­
tado por una línea recta de ecuación y =
(i - bx en que y es el logaritmo del por­
centaje de lo recuperado cada hora y x
el tiempo en horas, a representa el loga­
ritmo del porcentaje de los pozos meta­
bólicos del substrato y sus metabolitos
intermedios que llegan a C 0 respirato­
rio por una vía directa, y la velocidad de
recambio del conjunto d e estos pozos es
igual a 100 (1 - 1/antilog de b) por cien­
to, por hora.
En el presente trabajo se estudia el va­
lor de los coeficientes a y b en experi­
mentos en que se administró etanol mar­
cado con C*" . Como indicador de los po­
zos metabólicos q u e v a n d e acetato a C 0
se estudió también el acetato marcado.
Como en experimentos anteriores (1) se
2
En trabajos anteriores ( 1 , 2) hemos
mostrado que no existe diferencia entre
las ratas de los linajes "bebedor" y "no
bebedor" con respecto a la velocidad del
metabolismo del etanol y del acetato. En
los experimentos referidos se administró
una sobrecarga de etanol o acetato mar­
cado con C . Esta sobrecarga representa
un aumento del pozo metabólico, la que
es especialmente importante en el caso
del alcohol cuyo pozo normal, si existe, es
despreciable. Por consiguiente, era inte­
resante estudiar si las ratas de los dos
linajes tienen alguna diferencia en la pro­
porción de los pozos de los distintos me­
tabolitos intermedios entre alcohol y C 0
en la vía q u e va directamente a C 0 , así
como en la velocidad de recambio de es­
tos pozos. Como hemos discutido en un
trabajo anterior ( 3 ) , es posible obtener
una información en este sentido adminis­
trando cantidades (mínimas de subtratos
14
2
2
2
2
4
2
N. SEGOVIA-RIQUELME ET AL.
44
TABLA I
Porcentaje
mmole/kg
Tiempo
-
administrada
en forma
de etanol-2-C
en el C0
expirado
en ratas de los
(A) y "bebedor"
(B).
30
60
120
180
240
300
Las cifras
típico.
en dosis
linajes
"no
2
Linaje A
machos (4) *
hembras (4) *
%
%
minutos
0
30
60
120
180
240
íi
de la actividad
i.p., recuperada
18,8
16,3
13,5
5,5
2,5
2,0
±
±
±
±
±
±
3,8
1,5
1,2
0,4
0,3
0,4
entre paréntesis indican
14,5
14,5
12,0
5,0
2,7
2,3
el
±
±
±
±
±
±
número
había demostrado que el carbono 2 del
etanol y acetato se recupera más lentamente en el CO^, se utilizaron ¡metabolitos marcados en este carbono, porque parecía más posible encontrar diferencias
en ellos.
de
0,001
bebedor"
Linaje B
machos (3) *
hembras
%
%
12,3
16,3
12,3
7,7
3,3
2,0
1,3
0,3
1,0
0,4
0,3
0,3
de
±
±
±
±
±
±
1,8
2,7
1,4
1,2
0,3
0,0
casos. M e d i a
16,3
16,3
12,5
6,2
2,7
2,7
aritmética
(4)
±
±
±
±
±
±
±
3,5
2,9
1,1
0,3
0,3
0,9
su
error
r i a m e n t e m á s de 0,4 m i de e t a n o l p u r o por
100 g de p e s o c o r p o r a l y l o s a n i m a l e s del linaje "no b e b e d o r " q u e b e b í a n m e n o s de 0,2 m i
de e t a n o l puro. En estos e x p e r i m e n t o s se
u t i l i z a r o n las g e n e r a c i o n e s de c o n s a n g u i n i d a d
e s t r e c h a ( i n b r e e d i n g ) n ú m e r o 24 del l i n a j e A
y 21 del l i n a j e B. L a s ratas no c o n s u m í a n
a l c o h o l ni c o m i d a d e s d e 15 h o r a s a n t e s del
e x p e r i m e n t o , pero sí a g u a d e s t i l a d a a v o l u n tad.
S e e m p l e ó e t a n o l m a r c a d o en el c a r b o n o 2
y a c e t a t o de sodio m a r c a d o en el m i s m o carb o n o ( C a l b i o c h e m ) e n dosis de 0,001 m m o l e / k g i.p., a d m i n i s t r á n d o s e e n cada a n i m a l
una a c t i v i d a d de 4 0 . 0 0 0 a 45.000 c p m por k g
de p e s o corporal.
Cada g r u p o e s t u v o f o r m a d o por ratas del
m i s m o s e x o y l i n a j e . El n ú m e r o de a n i m a l e s
q u e c o n s t i t u y ó cada g r u p o a p a r e c e e n las
Tablas respectivas. Las condiciones experim e n t a l e s con r e s p e c t o al r e s p i r ó m e t r o , la rec o l e c c i ó n del CO., y la m e d i d a de la a c t i v i dad f u e r o n , c o m o e n t r a b a j o s a n t e r i o r e s , las
MATERIAL Y MÉTODOS
L o s e x p e r i m e n t o s se r e a l i z a r o n e n ratas
b l a n c a s a d u l t a s de a m b o s s e x o s p e r t e n e c i e n tes a los l i n a j e s "no b e b e d o r " ( A ) y " b e b e dor" ( B ) de n u e s t r o I n s t i t u t o ( 4 ) . L a s ratas
f u e r o n m a n t e n i d a s al m e n o s 90 días antes del
e x p e r i m e n t o c o n dieta purificada, e n c o n d i c i o n e s de e l e g i r l i b r e m e n t e e n t r e a g u a y s o l u c i ó n de e t a n o l al 1 0 % V / V . El c o n s u m o
v o l u n t a r i o de e t a n o l se r e g i s t r ó d i a r i a m e n t e
al m e n o s 30 días a n t e s del e x p e r i m e n t o y
sólo se u t i l i z a r o n l o s a n i m a l e s p e r t e n e c i e n tes al l i n a j e " b e b e d o r " q u e c o n s u m í a n dia-
TABLA II
Porcentaje
mmole/kg
1
de la actividad
i.p., recuperada
Tiempo
minutos
administrada
en forma
de acetato-2-C *
en dosis
en el CO., expirado
en ratas de los linajes
"no
(A)
y "bebedor"
(B).
machos
Linaje A
(4) *
hembras
%
0
30
60
120
180
240
-
30
60
120
180
240
300
Las cifras
típico.
16,5
21,0
24,3
7,8
4,0
2,8
±
±
±
±
±
±
(4) *
Linaje B
machos (4) *
hembras
%
3,3
0,7
0,7
0,6
0,4
0,5
entre paréntesis indican
21,3
22,3
19,0
6,5
3,8
2,3
el
±
±
±
±
±
±
de 0,001
bebedor"
%
2,7
5,0
3,8
0,5
0,3
0,4
número
14,5
20,5
24,0
9,0
4,0
3,0
±
±
±
±
±
±
(4)
%
2,6
6,9
3,6
0,4
0,4
0,4
de casos. M e d i a
15,5
18,3
22,5
8,8
4,0
3,5
aritmética
±
±
±
±
±
±
±
2,6
1,9
4,9
1,4
0,4
0,9
su
error
METABOLISMO
DE ETANOL Y ACETATO EN RATAS
45
14
•3
100
o
5 0
"O
o
•
A c e t a t o - 2 - C 14
•
E t a n o l - 2 - C
1
|ds
C , en la Tabla I I . En ellas puede apreciarse que para un mismo substrato no se
observaron diferencias entre sexos y linajes, lo que confirma lo encontrado en
los experimentos en que los animales recibieron sobrecarga de estos mismos substratos.
Para el cálculo de los valores de a y
de b se consideraron solamente los datos
de la segunda, tercera y cuarta horas,
pues, como puede apreciarse en los datos
de las Tablas I y I I y de la Fig. 1, al
par««er, en la primera hora no se ha establecido el equilibrio y en la quinta puede recogerse en el C 0 una actividad
proveniente de caminos metabólicos más
largos.
Los valores d e a y de b calculados según el método de los cuadrados menores,
aparecen resumidos en la Tabla I I I . Como puede apreciarse, no se observaron
diferencias entre sexos ni linajes en ninguno de los substratos ni parámetros estudiados. Si se comparan los resultados
obtenidos con etanol y con acetato considerando en conjunto los experimentos
obtenidos con ratas de ambos sexos y linajes, se observa q u e no h a y diferencia
significativa en el valor de b (2 P > 0,2),
lo que muestra que la velocidad de intercambio de los pozos de los metabolitos
intermedios entre alcohol y C 0 y acetato y C 0 no son diferentes. La compa-
4
20
(M
O
10
o
cu
5
T3
O
T3
o
C.
'>
<_>
1
<
Horas
1
2
3
4
5
Fig. 1. Recuperación de la actividad inyectada en forma de a c e t a t o - 2 - C o c t a n o i l - 2 - C
en ratas de a m bos sexos y linajes consideradas en c o n j u n t o . Escala semilogarítmica. Los
rectángulos
representan la media
aritmética ± u n error t í p i c o . L a s lineas h a n sido calculadas con los tres d a t o s centrales. L o s valores de los
p a r á m e t r o s aparecen en la T a b l a III.
1 4
2
:14
descritas p o r V í t a l e et al. ( 5 ) . E n cada anim a l se m i d i ó la a c t i v i d a d r e c u p e r a d a e n el
CO., a los 30, 60, 120, 180, 240 y 300 m i n u t o s
y sé e x p r e s ó en p o r c e n t a j e
de la a c t i v i d a d
i n y e c t a d a . El análisis estadístico de l o s resultados se r e a l i z ó con el m é t o d o descrito en el
trabajo a n t e r i o r ( 3 ) .
RESULTADOS Y
DISCUSIÓN
Los resultados obtenidos en los experimentos con etanol-2-C aparecen resumidos en la Tabla I y los con acetato-214
2
2
TABLA
Valores
de
los
parámetros
a y b y su error
rrespondiente
a los carbonos
Linaje
III
típico,
2 del
en ratas de ambos
sexos
etanol y del acetato *
Sexo
Acetato-2-C
A
A
B
B
A
+
y linajes,
M
H
M
H
B
M +
H
1 4
1,65
1,54
1,54
1,69
0,10
0,06
0,11
0,04
0,363
0,324
0,20©
0,370
0,038
0,024
0,040
0,016
1,5©
0,04
0,333 ±
0,015
Etanol-2-Cií
A
A
B
B
M
H
M
H
B
y -— a - b x.
M
Donde
y — log
H
porcentaje
1,86
1,75
1,94
1,83
0,08
0,11
0,12
0,14
0,368
0,355
0,3'8¡9
0,355
0,082
0,042
0,045
0,051
1.84
0,05
0,365 ±
0,021
recuperado
en CO
a
y x = tiempo
en
horas.
co-
N. SEGOVIA-RIQUELME ET AL.
46
ración d e los v a l o r e s d e a m u e s t r a q u e
éste fue significativamente mayor e n el
caso d e l a c e t a t o q u e d e l e t a n o l (2 P <
0,001), lo q u e s u g i e r e q u e e s t e substrato
o un metabolito intermedio entre él y el
acetato, s i g u e e n m a y o r proporción q u e
el acetato vías metaibólicas q u e n o c o n d u ­
c e n a C 0 d i r e c t a m e n t e . Es p o s i b l e q u e
e s t e m e t a b o l i t o i n t e r m e d i o sea el acetald e h i d o o el a c e t a l d e h i d o activo.
Estos resultados e x p e r i m e n t a l e s son
c o m p a t i b l e s con la idea de q u e el acetato
libre pueda constituir u n m e t a b o l i t o i n ­
t e r m e d i o en la c o m b u s t i ó n d e l e t a n o l e n
el organismo.
2
SUMMARY
E x p e r i m e n t s p r e v i o u s l y reported ( 1 , 2)
did not s h o w a significant difference in
t h e rate of c o m b u s t i o n of e t h a n o l and
acetate b e t w e e n rats b e l o n g i n g to t h e
"drinker" and "nondrinker" strains. T h e s e
experiments w e r e performed with a
substrate overload. It w a s p e r t i n e n t to
s t u d y w h e t h e r a strain difference i n t h e
proportion of t h e pools of t h e m e t a b o l i t e s
of t h e direct p a t h w a y from e t h a n o l to
C 0 or in t h e t u r n o v e r rate of t h e s e pools
could exist. It is possible to h a v e an i n ­
formation about s u c h characteristics b y
g i v i n g a v e r y s m a l l dose of l a b e l e d sub­
strate and s t u d y i n g t h e proportion of t h e
a c t i v i t y recovered i n C 0 each hour. W h e n
the l o g of t h e per cent r e c o v e r e d each
hour it p l o t t e d against t i m e , t h e line re­
p r e s e n t i n g t h e p h e n o m e n o n is y = a - bx.
T h e p a r a m e t e r s a and b c a n b e calculated
according w i t h t h e least square m e t h o d .
T h e antilog of a is t h e p e r cent of t h e
2
2
pools of t h e i n t e r m e d i a t e m e t a b o l i t e s
g o i n g to C 0 b y direct p a t h w a y , and t h e
t u r n o v e r rate ( p e r c e n t p e r h o u r ) = 100X
(1 - 1 / a n t i l o g b ) .
A s a control of t h e characteristics of
the pools of m e t a b o l i t e s i n t e r m e d i a t e
b e t w e e n a c e t a t e and C 0 , s i m i l a r e x p e r ­
i m e n t s w i t h l a b e l e d a c e t a t e w e r e per­
formed. E t h a n o l and acetate w e r e l a b e l e d
in t h e s e c o n d carbon.
T h e results did not s h o w either s e x or
strains differences in a n y of t h e s e param­
eters ( T a b l e s I , I I and I I I ) .
The proportion of t h e pools of e t h a n o l
m e t a b o l i t e s g o i n g directly of C 0 w a s sig­
nificantly l o w e r (2 P < 0.001) t h a n t h e
corresponding to a c e t a t e ( F i g . 1).
This last r e s u l t s h o w s t h a t lateral path­
w a y s starting w i t h m e t a b o l i t e s i n t e r m e ­
diate b e t w e e n e t h a n o l and acetate could
b e important. O n t h e other h a n d , t h e y
are consistent w i t h t h e idea that f r e e
acetate could b e an i n t e r m e d i a t e product
in t h e o x y d a t i o n of ethanol.
2
2
2
REFERENCIAS
1.— SEGOVIA-RIQUELME, N . , VÍTALE, J. J.,
HEGSTED, D . M . y MARDONES, J. — J. Biol.
Chem. 223 : 399, 1956.
2 . — SEGOVIA-RIQUELME, N., CAMPOS, I., S o LODKOWSKA, W . , GONZÁLEZ, G.. ALVARA-
DO, R . y MARDONES, J. — J. Biol. Chem.
237 : 2038, 19162.
3 . — SEGOVIA-RIQUELME, N . , FIGUEROLA-CAMPS,
I., CAMPOS-HOPPE, I., JARA, N . , NEGRETE,
E. y MARDONES, J. — Arch. Biol. Med.
Exper. 2 : 74, 1905.
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SEGOVIA, N .
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HEDERRA,
A. — Quart. J. Stud. Alcohol. 14 : 1, 1058.
5.— VÍTALE, J. J., Di
GIORGIO, J., MCGRATH,
H., MAY, J. y HEGSTED, D. M. — J. Biol.
Chem. 204 : 257, 1953.