NUESTROS PROFESORES Construyendo el conocimiento en el Laboratorio de Estrés Oxidativo y Plasticidad Cerebral
El estudio del efecto del ozono sobre la fisiología cerebral y la participación del estrés oxidativo en los procesos de neurodegeneración, así como el efecto de los antioxidantes en la reversión del deterioro causado por estrés oxidativo son las líneas de investigación que desarrolla desde hace 10 años la doctora Selva Lucía Rivas Arancibia, jefa del Laboratorio de Estrés Oxidativo y Plasticidad Cerebral del Departamento de Fisiología de esta Facultad de Medicina.
En entrevista concedida para este medio, la investigadora explica que a lo largo de los años se ha descubierto que las señales oxidativas aparecen tempranamente durante la evolución de la célula y que los procesos de oxidorreducción están involucrados en una serie de procesos fisiológicos muy importantes, por ejemplo, cambios en la plasticidad cerebral, del cual dependen las funciones cerebrales superiores como por ejemplo, los procesos de memoria y aprendizaje. En el estudio Oxidative stress, progressive neurodegeneration and antioxidants, publicado junto con las doctoras Érika Rodríguez, Mariana Angoa, Soledad González y Concepción Rugerio. La doctora Rivas Arancibia indica que el cuerpo humano mantiene un balance de oxidorreducción constante, preservando el equilibrio entre la producción de prooxidantes que se generan como resultado del metabolismo celular y los sistemas de defensa antioxidantes. La deficiencia de los sistemas antioxidantes puede llevar a una pérdida del equilibrio de oxidorreducción, lo cual conduce al estado de estrés oxidativo. Este estado puede causar daño y muerte celular y esta asociado a enfermedades neurodegenerativas como Parkinson, Alzheimer y Huntington. “El estrés oxidativo es el responsable final de la destrucción de la célula, de la neurona y del tejido”, señala. La doctora en ciencias biomédicas añade que las señales oxidativas también participan regulando la actividad del sistema inmune, de hecho se ha descrito que el estallido respiratorio cuando hay una infección no es otra cosa que señales oxidativas para destruir bacterias y microorganismos, pero el propio sistema inmune depende y responde a estos cambios de oxidación. Modelo experimental Con todos estos antecedentes previos y con una ciudad tan contaminada como la de México, la investigadora se planteó la cuestión de qué era lo que sucedía si mediante un modelo experimental eran expuestas ratas a bajas concentraciones de ozono, y el resultado fue que encontraron una serie de alteraciones en la memoria, en la plasticidad cerebral y en el sistema inmune. Al principio los animales eran sometidos de forma aguda a altas dosis de ozono, después se estableció un modelo de exposición repetida durante 4 horas diarias a bajas dosis de ozono (0.25 partes por millón), que corresponde más o menos a 220 o 230 IMECAS, cosa que en el año se alcanza frecuentemente. “La diferencia es que nosotros administramos la dosis durante cuatro horas todos los días y lo que sucede en el ambiente en general no es así, a veces se alcanzan esas dosis altas y otros días no hay contaminación, entonces no podemos extrapolar exactamente nuestros resultados.” En el experimento se encontró que se producía neurodegeneración progresiva en diferentes estructuras cerebrales, entre ellas las más sensibles a cambios oxidativos, como la sustancia nigra y el cuerpo estriado en la rata, que equivale a que progresivamente se vayan muriendo las neuronas dopaminérgicas, y esto es un modelo de enfermedad de Parkinson. Rivas Arancibia señaló que en el modelo experimental de esta enfermedad, se pudo observar en el animal la muerte de las neuronas dopaminérgicas de la sustancia nigra, alteraciones motoras y cambios en la memoria, que es lo que le sucede al paciente con Parkinson. Además, se observan cambios en otras estructuras cerebrales “Por lo tanto, tengo un modelo de neurodegeneración progresiva, que aunque se quite después de un mes o dos la exposición a ozono, continua el proceso neurodegenerativo en el animal, este modelo nos sirve para estudiar cómo progresa en el tiempo el deterioro celular, ya sea tanto de neuronas dopaminérgicas como de colinérgicas. Esto es muy importante porque nos permite entender el papel del estrés oxidativo en esta muerte celular que es progresiva y estudiar si los antioxidantes son capaces de prevenir o revertir el daño celular”. Sin embargo, aseguró que en los estudios que se han realizado con el modelo de neurodegeneración progresiva se ha visto que no todos los antioxidantes tienen el mismo efecto protector en las diferentes regiones cerebrales. La taurina protege y mantiene la funcionalidad de las células Expresa la doctora que en el modelo se produce estrés oxidativo, lo que expone a los animales a concentraciones de ozono, y que al suministrar vitamina E a la rata se revierten los cambios oxidativos. “En el laboratorio estudiamos hasta qué punto los antioxidantes pueden proteger o contrarrestar esta neurodegeneración. Por ejemplo, cuando tengo una población de células, aunque se esté administrando antioxidante no puedo evitar que una gran cantidad de esta población de neuronas y de astrocitos muera. En un experimento que se realizó y que saldrá publicado próximamente, empleamos taurina, vitamina C y vitamina E, y el resultado fue que en aquellos grupos en que administramos taurina la integridad y funcionalidad se conservaba en comparación con las otras poblaciones celulares. Esto nos hace pensar que el efecto protector de los antioxidantes varía dependiendo de la población y de la estructura celulares, así como del daño que exista, solo ciertos antioxidantes pueden proteger a las células que sobreviven para que sigan funcionales”, aclara la investigadora. La doctora Rivas Arancibia destaca que en enfermedades neurodegenerativas como la de Parkinson, para cuando los pacientes empiezan a manifestar la sintomatología ha muerto 70 u 80 por ciento de las neuronas. Entonces, el poder cuidar esas pocas neuronas para que no mueran, puede implicar un cambio en la calidad de vida del paciente. Nutracéutica Adelanta que otra de las líneas de investigación que se abrirá este año es sobre la “nutracéutica”, esto es, que muchos alimentos de nuestra dieta pueden funcionar como fármacos en concentraciones más altas. “Sabemos que las nueces, los pistaches y las almendras son ricos en vitamina E y si consumo esto cotidianamente en mi dieta, estoy haciendo todo un aporte de esta vitamina y poseo, por medio de la dieta, el efecto antioxidante para proteger a mi organismo de los cambios oxidativos”. “Si hablamos de cítricos, estoy consumiendo vitamina C y es tan fácil tomar jugo de naranja, guayaba, toronja, etcétera. La col de Bruselas es antioxidante, el jitomate, sobre todo el hecho en salsa, es rico en licopenos que protegen al sistema vascular, muchas frutas y vegetales tienen un efecto antioxidante muy poderoso. La mayoría de las salsas que se usan cotidianamente en la cocina mexicana son ricas en antioxidantes.” Indica que todos estos estudios han sido apoyados por proyectos de Dirección General de Asuntos del Personal Académico (DGAPA), “... quiero hacer énfasis en que gracias al apoyo que hemos recibido de la Universidad hemos podido desarrollar estos proyectos.” Construyendo el conocimiento Al Laboratorio de Estrés Oxidativo y Plasticidad Cerebral llegan muchos alumnos de pregrado. Una vez que se dan cuenta de lo que se estudia allí, exponen sus ideas y tienen un espacio para que se exploren otras cosas. “Tengo cuatro estudiantes de nivel de posgrado, cuatro alumnos de grupos Afines, y tres estudiantes de los Nuce (Núcleos de Calidad Educativa). Ellos vienen y se hacen responsables, empiezan primero a colaborar y a plantear sus propios proyectos y esto implica que asistan ocho horas a la semana. “Cuando empiezo con los cursos que me corresponden en licenciatura me encuentro que todos los alumnos quieren estudiar, pero no saben cómo. Entonces trato de trasmitirles mi experiencia, y les explico cuáles son ciertas claves y ciertos recursos que utilizo para poder integrar y aprender cosas concretas y no perderme en una cantidad de datos que nunca puedo sintetizar; lo primero que les enseño es cómo dar una clase con el recurso de power point, para eso sirve la tecnología, y uno de los primeros requisitos es que ellos participen dando la clase, lo que no significa que yo no vaya preparada y no la dé junto con ellos. “La media hora final, porque son dos horas de clase, hago un resumen de lo más importante y trato de integrar con ellos toda la discusión que hubo, pero desde el primer día en que empezamos el curso les enseño que si pueden representar las ideas más importantes del tema a través de un dibujo y esquemas de flujo, entonces la información pudo ser elaborada, comenta. Técnicas que aprenden los alumnos en el laboratorio Cuando los alumnos llegan al laboratorio aprenden a manejar animales y técnicas conductuales; dentro de éstas se trabaja lo que es actividad motora, y las alteraciones en esta actividad se relacionan con alteraciones de ciertas vías neuroquímicas como las dopaminérgicas. Explica que dentro de los procesos de aprendizaje y memoria se empelan ciertas pruebas, entre ellas la de entrenar a los animales en un condicionamiento de evitación pasiva, con la cual se mide aprendizaje y memoria. El otro condicionamiento es un laberinto acuático, donde se utiliza una tina grande con agua a cierta temperatura para que los animales naden y encuentren una plataforma. Esto se utiliza para medir orientación y memoria espacial, las estructuras cerebrales involucradas en estas conductas son el hipocampo y el cerebelo. “A nivel bioquímico, tenemos un espectrofotómetro de barrido que permite cuantificar los niveles de lípidos peroxidados, lo que es un índice de estrés oxidativo.” Con respecto a técnicas histológicas, la doctora Rivas Arancibia comenta que hay colaboración con la doctora Concepción Rugerio, investigadora del Departamento de Biología Celular y Tisular, con quien realiza técnicas histológicas para identificar neuronas, así como técnicas de H-E. Además, se hace inmunohistoquímica para identificar otro tipo de células que son astrositos también para estudiar cambios en la imunoreactividad de proteinas y neurotransmisores dependiendo del tratamiento utilizado. “Con un proyecto de la convocatoria extraordinaria de DGPA pudimos adquirir un micrótomo de rotación, con el cual vamos a poder identificar y cortar las estructuras que necesitemos para procesarlas para técnicas histológicas e inmunohistoquímicas.” Los estudiantes aprenden también técnicas estereotáxicas, lo cual les permite familiarizarse con las diferentes estructuras cerebrales mediante el uso de atlas, además se adiestran en perfusión y sacrificio de animales, aprenden a hacer homogenados a bajas temperaturas para las técnicas bioquímicas y a perfundir ratas para obtener sus cerebros y poderlos procesar. “... Esto es en general lo que trabajamos en el laboratorio y los alumnos lo llegan a aprender y a utilizar en sus propios proyectos de investigación”, concluye. Trayectoria La doctora Selva Lucía Rivas Arancibia obtuvo el grado de médico cirujano en la Facultad de Medicina de la UNAM en 1979. En la actualidad es profesora titular “B” de tiempo completo definitivo con casi 25 años de experiencia como docente. Destaca su participación como profesora del curso “Neurodegeneración y estrés oxidativo”, del Programa de doctorado en Ciencias Biomédicas de la FM. Ha dirigido dos tesis de licenciatura, tres de maestría y dos de doctorado. Es asesora de seis proyectos de trabajo en el Programa de Iniciación Temprana a la Investigación y la Docencia. De igual forma ha participado en 17 proyectos de investigación con alumnos de grupos de Nuce, y ha sido asesora de dos alumnos de internado. En cuanto a eventos académicos ha colaborado en ocho seminarios departamentales. Ha participado en cinco congresos nacionales por invitación, con ponencias sobre estrés oxidativo, estrés, conducta y neurodegeneración. Ha dictado ocho conferencias y ha presentado 50 investigaciones en congresos nacionales y más de 80 en congresos internacionales. Fue profesora visitante asociada en el Departament of Neurosurgery, en la Universidad del Sur de Florida, en los Estados Unidos, de agosto de 1998 a julio de1999. Es autora de 22 artículos en publicaciones como Boletín de Estudios Médicos y Biológicos, Brain Research Bulletin, Life Science, Environmental Research, Neuroreport, Neurosciences letters, International Journal of Neurosciences y Revista de la Facultad de Medicina. Ha producido cuatro capítulos en libros. Es miembro de varias sociedades médicas nacionales e internacionales, entre ellas, Society for Neurosciences, New York Academy of Sciences, International Behavioral Neurosciences Society, Sociedad Mexicana de Ciencias Fisiológicas y American Association for the Advancement of Science. En cuanto a distinciones y premios, la investigadora obtuvo mención honorífica en el examen de doctorado. Pertenece al Sistema Nacional de Investigadores, nivel I, desde 1997, y al Programa de Estímulos a la Productividad y al Rendimiento del Personal Académico nivel “C” desde 2000. Sus investigaciones sobre antioxidantes y estrés le valieron comentario editorial en el volumen 10 de Neuroreport, en su edición del 3 de junio de 1999. |
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