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Consumo de edulcorantes e índice de aprendizaje en un modelo experimental
SUSI DAVOLIO[1], ADRIANA ELIAS[2], ABIGAIL PRCHAL[3], NORMA SOSA[4], GEORGINA TORRES NIETO de MERCAU[5]
(1) Cátedra de Histologia, Departamento Biomédico, Facultad de Medicina, Universidad Nacional de Tucumán ARGENTINA
(2) Cátedra de Bioestadística de la Facultad de Bioquímica, Química y Farmacia. Uiversidad Nacional de Tucumán ARGENTINA
(3) Cátedra de Neurociencia, Facultad de Medicina, Universidad Nacional de Tucumán ARGENTINA
(4) Catedra de Histología, Dpto. Biomédico, Facultad de Medicina, Universidad Nacional de Tucumán ARGENTINA
(5) Cátedra de Histología, Dpto. Biomédico, Facultad de Medicina, Universidad Nacional de Tucumán ARGENTINA
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Introduction: Many factors exist that influence in the acquisition and the recovery of the received sensorial information. Objective: To analyze the possible effect of the consumption of edulcorants in the development of cognitive capacities from the analysis of a learning index. Material and Methods: 3 groups of 10 mice, male, of the stock Balb c, endobring, of 2 months, exposed to a same diet and different drinks H2O and sweetened drinks H20 with Saccharine or Stevia rebaudiana were studied. The space memory by means of the aquatic labyrinth of Morris studied (proximal and distal version). Two stages were considered: 1) acquisition (EA) and 2) recovery (ER). The Index of Learning was defined like: IAP= (1-TE/TM) with used time =TE and TM= maximum time allowed (180seg (EA); 120seg (ER)). We consider : 0<IAP and IAP> 0.80 (Excellent learning). Descriptive exploratory statistical techniques were applied. Results: Great within-group variability (IAP). In average they presented/displayed a Level of poor or regular learning, being G3 the one of better performance. Discussion: we observed a nonawaited effect; apparently the long term consumption of Stevia R. improves the cognitive capacities of the mouse.
Trabajo completo en formato pdf - CONSUMO DE EDULCORANTES E INDICE DE APRENDIZAJE EN UN MODELO EXPERIMENTAL
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Introducción
Los factores que influyen en la memoria son diversos, hace algunos años fue demostrada la actividad de los edulcorantes sobre la parte media y posterior del núcleo solitario encefálico produciendo alteraciones en la memoria (1).
Más tarde se determinó que el sistema nervioso central presenta receptores para mineralocorticoides (MR) y glucocorticoides (GR), los que pueden interaccionar entre ellos, además de jugar un papel importante en los procesos emocionales y cognitivos. Herrero y col. (2) realizaron experiencias con ratas macho de la cepa Wistar, evaluándolas en el laberinto elevado en cruz y en la tarea espacial del laberinto acuático de Morris (Figura 1), separándolas previamente en dos grupos respecto a la ansiedad que estas manifestaban: de alta ansiedad o muy ansiosas y de baja ansiedad o poco ansiosas. Las observaciones realizadas en estos grupos de animales demostraron que las que presentan baja ansiedad tienen un aprendizaje más rápido para localizar la plataforma o escape (End) en el laberinto acuático de Morris. Mientras que las ratas con alta ansiedad tienen un aprendizaje más lento para lograr el mismo fin, debido a la utilización de la tigmotaxis (2).
En estudios realizados por nuestro grupo de investigación (3) se pudo demostrar que la sacarina de sodio atraviesa la barrera hematoencefálica y se aloja en el soma y prolongaciones de las células nerviosas. En base a estos hallazgos, nuestras investigaciones realizadas con animales de experimentación en el laboratorio, no se limita solo al estudio de la sacarina de sodio sino también a otros edulcorantes, ya que se sospecha en base a las observaciones realizadas en diferentes experiencias que el consumo continuo de los mismos, podría ser causante de algún efecto sobre la memoria. En el presente trabajo, se procura analizar la incidencia del consumo crónico de edulcorantes sintéticos y naturales, en el desarrollo de capacidades cognitivas a partir del análisis de un índice de aprendizaje en un modelo experimental.
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Material y Métodos
Se utilizaron 30 ratones macho (4) de la cepa Balb c, endocriados, de 2 meses de edad, experimentalmente ingenuos. Los animales fueron separados en 3 grupos (G1, G2, G3) con 10 unidades experimentales cada uno e instalados en jaulas individuales, bajo un ciclo con 12 horas de luz y 12 horas de oscuridad a una temperatura ambiente constante de 21ºC y 50% de humedad. Todos fueron alimentados con una misma dieta, pero a cada grupo se le suministró agua y soluciones edulcoradas como única bebida de la siguiente manera: G1 (testigo)= agua mineral, G2 (experimental)= agua mineral edulcorada con Sacarina (Sigma S-1002, lote 44HO189) y G3 (experimental)= agua mineral edulcorada con Stevia rebaudiana. Los edulcorantes fueron suministrados con una concentración de 3,00 g/1000 ml, durante 6 meses de tratamiento. Tanto el alimento como las bebidas fueron administrados ad- libitum.
Se estudió la memoria espacial por medio del laberinto acuático de Morris (versión proximal y distal). Se consideraron dos etapas: 1) de adquisición (EA) y 2) de recuperación (ER). Se definió el Indice de Aprendizaje (IAP) como se explica más abajo en la figura. Se considero la escala de valoración IAP expuesta más abajo.Para el estudio se emplearon técnicas estadísticas exploratorias descriptivas.
El LABERINTO ACUATICO DE MORRIS se muestra en la figura 1; el aparato es un tanque circular de 1 metro de diámetro. En un cuadrante hay una plataforma de escape (End). El tanque se llena de agua, hasta tapar la plataforma. El agua se opaca con témpera (Foto 1).
DEFINICION DEL IAP -
ESCALA DE VALORACIÓN DEL IAP -
Figura 1: Esquema del laberinto acuático, donde se señala la ubicación de la plataforma (End).
LABORATORIO DE NEUROCIENCIA -
Foto 1: Imagen obtenida en el laboratorio de neurociencia, previo a la experiencia. Vista del tanque llenándose de agua la cual ya está opacada con témpera.
Foto 2: Imagen obtenida en el laboratorio de neurociencia, durante la experiencia. En la misma se observa al ratón buscando la plataforma.
FOTO 3 - Imagen obtenida en el Labortorio de Neurociencia. En la misma se observa el proceso de inicio y final de la prueba
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Resultados
Los resultados presentados en la Tabla I, demuestran una gran variabilidad intragrupo tanto en las medias como respecto al coeficiente de variabilidad relativa (CVR).
En promedio presentaron un Nivel de aprendizaje pobre o regular. Los valores representados en el Gráfico 1, muestran que la tasa de variación relativa (TVR) durante la etapa de adquisición entre los grupos G1 (H2O) y G3 (ST) es de 264 % y luego disminuye al 55%, demostrando que las diferencias entre los dos grupos se reduce e igualan en la etapa de retención. Mientras que la TVR entre los grupos G1 (H2O) y G2 (SC) presenta una disminución de 32,5 % del G2 respecto al G1. El aprendizaje en el G3 (tratado con stevia) se mantiene en forma constante por sobre la curva de aprendizaje del G2 (tratado con sacarina), demostrando que el G3 es el que lleva a cabo un mejor desempeño en el proceso del aprendizaje.
Tabla I: Cuadro comparativo del desempeño en la adquisición y retención del aprendizaje de los tres grupos de ratones
Gráfico 1: Gráfica de la evolución del índice de aprendizaje
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Discusión
En el presente trabajo hemos observado que aparentemente el consumo a largo plazo del edulcorante natural extraído de la Stevia rebaudiana, mejora las capacidades cognitivas del ratón, este efecto posiblemente se relacione con los niveles de MR (mineralocorticoides) en el hipocampo los que al parecer estarían asociados con el menor grado de ansiedad mostrada por los animales, comparada con la de los ratones tratados con sacarina, y su capacidad de aprendizaje en el laberinto acuático (2). El consumo de sacarina de sodio, en cambio, produce una disminución en la capacidad cognitiva, presentando además, el animal, un alto grado de excitabilidad.
Las reiteradas experiencias realizadas en nuestro laboratorio, con ratones a los que se les suministró sacarina de sodio, en forma crónica, nos permitió comprobar que los mismos presentaban, conductas similares a lo informado por otros autores (5, 6, 7) y observadas por nosotros. En este estudio pudimos corroborar que los ratones tratados con la sacarina acusan una conducta hiperexcitable e hiperquinética, mientras que en los animales sometidos a la ingesta crónica de Stevia, el grado de excitabilidad es menor. Por otra parte también se observó un incremento significativo en la ingesta alimenticia, en los grupos de ratones tratados con edulcorantes, lo que corroboraría lo señalado en la bibliografía por otros autores, motivo por el cual estas sustancias son incorporadas en el compost con el que se alimenta a los animales de ganadería para obtener un rápido incremento en su peso (8, 9).
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Conclusiones
En razón de nuestros estudios, concluimos que tanto la sacarina de sodio como el edulcorante natural stevia tienen un efecto sobre el índice de aprendizaje el que está en relación directa con la hiperexitabilidad provocada por la ingesta de estos productos. Lo que demuestra que estas sustancias lejos de ser inocuas, producen diferentes tipos de afecciones en el organismo que afectan la calidad de vida del individuo, por lo que se estipula que su consumo debe ser controlado.
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Bibliografía
1- Tucker AR and Oeitian PS. PROTEIN SYNTHESIS INHIBITION AND AMNESIA FOR SACCHARIN AVERSION MEMORY IN RATS AFTER INTRACISTERNAL ADMINISTRATION OF CYCLOHEXIMIDE. Physiology and Behavior 28: 1025- 1028. 1982.
2- Herrero AI, Sandi C, Venero C. RELACIÓN ENTRE LOS RECEPTORES HIPOCAMPALES DE MINERALOCORTICOIDES, NIVELES DE ANSIEDAD Y LAS CAPACIDADES DE APRENDIZAJE ESPACIAL. V Semana de Investigación, Sesión V, 2004, Dpto. Psicobiología. Facultad de Psicología-UNED.
3- Davolio S, Elias A del C, Vitalone HH, Torres Nieto de Mercau GN, Sosa N, Mercau G, Gomez SO, Abdala D . PASAJE DE LA SACARINA DE SODIO A TRAVES DE LA BARRERA HEMATOENCEFALICA EN EL SNC DE RATONES DE LA CEPA BALB C- PRUEBAS EXPERIMENTALES, 2007, Nº819, Comunicación libre (ID trabajo=819, tipo=2). 5- Blanchard RJ, Kaawaloa JN, Hebert MA, Blanchard DC, COCAINE PRODUCES PANIC- LIKE FLIGHT RESPONSES IN MICE IN THE MOUSE DEFENSE TEST. BATTERY. Pharmacology Biochemistry and Behavior 1999, 64,3: 523- 528.
6- Holmes A, Parmigiani S, Ferrari PF, Palanza P, Rodgers RJ; BEHAVIORAL PROFILE OF WILD MICE IN THE ELEVATED PLUS- MAZE TEST FOR ANXIETY. Physiology & Behavior 2000; 71: 509- 516.
7- Belzung C, El Hage W, Moindrot N, Griebel G, BEHAVIORAL AND NEUROCHEMICAL CHANGES FOLLOWING PREDATORY STRESS IN MICE. Neuropharmacology 2001; 41: 400- 408.
8- Hocine Hellal PhD, EDULCORANTES: COMPARACIÓN DE PRODUCTOS NATURALES, ARTIFICIALES Y DE ALTA INTENSIDAD. (Argent Export), 2007. www.produccion-animal.com.ar
9- Hocine Hellal, Ph.D, EDULCORANTES: COMPARACIÓN DE PRODUCTOS NATURALES, ARTIFICIALES Y DE ALTA INTENSIDAD. (Argent Export), 2001 (ID=1507) www.engormix.com/s_companies_showcase.asp
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COMUNICACIONES