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Rev Cubana Endocrinol 1999; 10(3):182-90
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Centro de Investigaciones y Evaluaciones Biológicas. Instituto de Farmacia y Alimentos. Universidad de La Habana. Instituto Nacional de Endocrinología. Centro de Atención al Diabético

Especies reactivas de oxígeno en el paciente diabético no insulinodependiente con retinopatía diabética

Dra. Mercedes Mamposo Solano,1 Dr. Manuel E. Licea Puig,2 Dra. Olga S. León Fernández,3 Lic. Marcos L. Escobar Fernández,4 Lic. Esperanza Contreras Quintana5 y Dra. Martha Bustillo Vidal6

RESUMEN

Se estudió el estrés oxidativo en los pacientes diabéticos no insulinodependientes, con retinopatía diabética (RD) y sin ella. Se evaluaron las especies reactivas de oxígenos mediante la determinación de los niveles de malonildialdehído (MDA) y la actividad de las enzimas superóxido dismutasa (SOD) y catalasa (CAT). Se integró una muestra poblacional de 85 pacientes no insulinodependientes o tipo 2, 39 sin RD y 46 con RD, de estos últimos, 34 con RD no proliferativa y 12 con RD proliferativa. Se les determinó, a todos, en plasma: glucosa, hemoglobina glucosilada, fuctosamina, SOD, CAT y MDA. Se hallaron, como características más sobresalientes: el tiempo de evolución de la DM, la RD por más de 15 años y el predominio del sexo femenino. Se presentaron niveles elevados de peroxidación lipídica en los pacientes diabéticos y se incrementaron, a corto plazo, por el mal control metabólico. En conclusión, se confirmó que la diabetes se asocia al estrés oxidativo, más acentuado si existe mal control metabólico.

Descriptores DeCs: DIABETES MELLITUS NO INSULINODEPENDIENTE/sangre; ESTRES OXIDATIVO; RETINOPATIA DIABETICA; ESPECIES DE OXIGENO REACTIVO; SUPEROXIDO DISMUTASA/análisis; MALONDIALDEHIDO.

Los organismos vivos están dotados de mecanismos eficientes para su protección contra los efectos dañinos del oxígeno reactivo. A pesar de ello, en ocasiones estos mecanismos se agotan o son afectados por la presencia de ciertos síndromes o enfermedades, las razones antes expuestas han determinado el desarrollo de las investigaciones encaminadas a estudiar la toxicidad del oxígeno, a través de sus especies reactivas (ERO)1-5

Independientemente del tipo de diabetes, diferentes investigadores han comunicado que el estrés oxidativo se asocia a la presencia de complicaciones microangiopáticas, macroangiopáticas y neuropáticas de la diabetes mellitus (DM).3,6,7 La mayoría de los estudios que relacionan las ERO con la diabetes se han desarrollado en los diabéticos tipo 1.8 El conocer con certeza la relación antes mencionada sería de gran utilidad para el desarrollo de intervenciones terapéuticas con agentes antioxidantes con el propósito de evitar, o al menos postergar la aparición y/o progresión de las complicaciones de la diabetes.9

El objetivo de este trabajo es estudiar el estrés oxidativo en un grupo de pacientes con diabetes mellitus no insulinodependiente (DMNID) o de tipo 2 sin retinopatía diabética (RD) y con ella, evaluar las alteraciones de las ERO a través de la determinación de los niveles de malonildialdehido (MDA) y la actividad de las enzimas: superóxido dismutasa (SOD) y catalasa (CAT).

MÉTODOS

Sujetos

La muestra poblacional estuvo integrada por 85 pacientes con DMNID pertenecientes a la Clínica de Atención al Diabético del Instituto Nacional de Endocrinología, la cual fue dividida en 2 grupos: I) 39 pacientes con DMNID no complicados con RD y II) 46 pacientes con DMNID complicados con RD. Este último grupo se subdividió atendiendo al grado de severidad de la RD en : a) 34 pacientes con retinopatía diabética no proliferativa (RDNP) y b) 12 pacientes con retinopatía diabética proliferativa (RDP). El grupo control estaba formado por 39 individuos voluntarios sanos, en un rango de edad comprendida entre 41 y 80 años.

Llevamos a cabo un estudio analítico transversal, donde reclutamos sólo los pacientes que cumplían con los siguientes criterios de inclusión: sujetos clínicamente diagnosticados de DMNID, según los criterios de la Organización Mundial de la Salud,10 complicados o no con RD,11 mayores de 40 años de edad y que sólo recibían tratamiento con medicamentos hipoglicemiantes orales y/o insulina y otros fármacos que no modificaran la respuesta oxidativa.

Para tomar la tensión arterial (TA) empleamos un esfigmomanómetro de Hg y el método auscultatorio de Korotkow. Determinamos el índice de masa corporal (IMC) por la siguiente fórmula: peso (kg)/ talla (m2). Clasificamos como fumador al que fumaba uno o más cigarrillos al día o que refería abandono del hábito en los 6 meses anteriores a su inclusión en el estudio. Aceptamos como sedentarias aquellas personas que se trasladaban a la escuelas o trabajo en vehículo automotor y trabajan sentados o de pie, sin caminar o realizar movimientos que impliquen esfuerzo físico.

Tomamos la muestra de sangre venosa después de 12 h de ayuno y antes de la administración de su tratamiento habitual. Utilizamos como anticoagulante, el citrato de sodio 3,8 %. Conservamos el plasma obtenido a -20 oC hasta el momento de su análisis. Las determinaciones realizadas fueron las siguientes: glucosa sanguínea, por el método de la glucosa oxidasa;12 hemoglobina glucosilada (HbA1), por el método basado en la reacción de color que se produce entre el ácido tiobarbitúrico y el hidroximetilfurfural;13 la fructosamina, por la reducción del indicador redox, azul de nitrotetrazolio,14 la SOD, por el método de la autoxidación del pirogallo;15 la CAT, según el método de variación de la densidad óptica, empleando como substrato el peróxido de hidrógeno16 y el MDA, por el método del ácido tiobarbitúrico.17

Análisis estadístico

En el análisis estadístico utilizamos la prueba de Kolmogorov-Smirnov de bondad de ajuste para probar si la distribución de cada una de la variables era normal. La prueba de t-test para variables independientes, con la cual, de cumplirse las pruebas de normalidad de las variables de los grupos a comparar, se obtiene el valor de significación de la diferencia para dos grupos de pacientes. La prueba de Levene's para homogeneidad de varianzas, la cual permite conocer cuál de los resultados dados por la prueba anterior es el más confiable. U de Mann-Whitney es la prueba más potente cuando no se cumplen los supuestos de normalidad y la utilizamos para detectar diferencia entre 2 grupos de pacientes en cada una de las variables. En los casos en que no se cumplieron todos los requisitos para aplicar las pruebas de comparación entre varios grupos de pacientes, más de 2, utilizamos el análisis de varianza de Kruskal-Wallis. Definimos a< 0,05 como nivel de significación para las pruebas estadísticas empleadas.

RESULTADOS

En la tabla 1 aparecen las características clínicas de los pacientes con DMNID sin RD y con RD. El tiempo de evolución de la diabetes fue mayor de 15 años en los portadores de RD, con diferencia significativa de p=0,001, respecto a los diabéticos no complicados. Las mujeres con RD exhibieron un IMC en el rango de sobrepeso (23,8-28,5 kg/m2), significativamente mayor que el IMC del grupo control (p=0,007). La tensión arterial sistólica (TAS) y la tensión arterial diastólica (TAD) en ambos grupos de pacientes diabéticos complicados o no con RD, fueron significativamente mayores (p=0,001 y p=0,008, respectivamente) al compararlos con el grupo control. Fue evidente el predominio de la DM en el sexo femenino.

TABLA 1. Características clínicas de los pacientes con diabetes mellitus no insulinodependiente sin y con retinopatía diabética

Características 
Control
DMNID 
DMNID
clínicas  (n=39)  sin RD+ND con RD 
    (n=56) (n=46)
-Edad (años)(X ±      
DE)
57,111,9a
54,6±13,6b
59,3±9,3c
-IMC (kg/m2): Masculino
25,1±3,8
25,7±7,9
24,9±2,5
(X±DE) Femenino
25,6±5,9d
26,7±5,6
28,7±4,5e
Edad presentación       
diabética (años)      
(X±DE)
-
45,4±14,4
42,4±9,6
-Tiempo de evolución      
de la diabetes (años)(X±DE)
-
9,2±11,5f
16,9±8,8g
-Dosis de insulina      
(U/kg/d) (X±DE)
-
0,7±1,5
0,4±0,2
-Tensión arterial sistólica      
(mmHg) (X±DE)
122,1±1,2h
134,2±21,3i
140,2±17,3j
-Tensión arterial diastólica      
(mmHg) (X±DE)
81,0±2,0.0k
84,8±11,0l
87,3±10,9m
(a vs.b p=0,02; b vs.c p=0,05; d vs.e p=0,007; f vs.g p=0,001; h vs.i, h vs.j p=0,001; k vs.l; k vs.m p=0,008)
-Sexo (M/F) (n)
18/21
11/45
15/33
-Fumadores:n(%)
10(25,6)
13 (23,2)
8(16,6)
-Sedentarios:n(%)
33 (84,6)
51(91,1)
45(93,7)

La actividad de las enzimas SOD y CAT no mostró diferencias estadísticamente significativas en los 2 grupos de diabéticos al compararlos con el grupo control . Los niveles de MDA resultaron elevados en los 2 grupos de diabéticos, con una diferencia sig-nificativa (p=0,0001) con respecto al grupo control. Al comparar los niveles de MDA entre el grupo de diabéticos sin RD y aquellos con RD, se observó que estos últimos presentaron valores significativamente mayores (p=0,03) (tabla 2).

TABLA 2. Valores de los indicadores bioquímicos en los diferentes grupos

Indicadores 
Control
DMNID sin RD
DMNID con RD
 
(n=39)
(n=39)
(n=46)
-Superóxido dismutasa      
(U/L/min) x 1000      
(X±DE)
17,2±12,0
20,5 ±15,9
16,5 ±13,3
-Catalasa (U/L/min)      
(X±DE)
2 362,5 ±3 526,4
3 525,5 ±7 399,4
1 927,3 ± 2 878,2
-Malonildialdehido      
(mmol/L) (X±DE)
240,6 ± 334,3a
872,9 ± 445,1b
1 180,2 ±1 619,8c
a vs.b y c p=0,0001; b vs.c p= 0,03.

De acuerdo con la severidad de la RD, los niveles de MDA no mostraron diferencias significativas entre los pacientes diabéticos con RDNP (1305,1 ± 150,8 nmol/L) y aquéllos con RDP (1024,4 ± 122,9 nmol/L). Sin embargo, todos los diabéticos presentaron niveles de MDA significativamente incrementados en relación con el grupo control (p=0,0001) (fig.1).

Figura1

FIG. 1. Niveles de malonildial-dehído en pacientes con diabetes mellitus no insulinodependiente sin retinopatía diabética y con retinopatía diabética, proliferativa o no.
(X ± sem)
* vs. **, ***, **** p = 0,0001).

Los pacientes diabéticos sin RD tuvieron valores de glucemia en ayunas de 7,6 ± 0,4 mmo1/L, los que tenían RDNP de 8,6 ± 0,4 mmo1/L y aquéllos con RDP de 8,5 ± 0,7 mmol/L, sin diferencias estadísticamente significativas entre ellos. Los diabéticos con RDNP y RDP mostraron valores de glucemia en ayunas dentro del rango de un control regular. El valor de la fructosamina en el grupo control fue de 2,4 ± 0,2 mmol/L, en los diabéticos sin RD de 2,3 ± 0,4 mmol/L, en los afectados de RDNP de 2,0 ± 0,2 mmol/L y en los portadores de RDP de 2,7 ± 0,3 mmol/L, sin diferencias estadísticamente significativas entre ellos (fig.2).
 


Figura2

FIG. 2. Comportamiento del control metabólico de los pacientes con diabetes mellitus no insulinodependiente sin retinopatía diabética o con ella, ya sea proliferativa o no.
X ± sem.
* vs.  **, ***, **** p = 0,0001).

Los niveles de MDA fueron mayores en aquéllos con RD que presentaron mal control metabólico a corto plazo, expresado por los valores de fructosamina, al compararlos con aquéllos con buen control metabólico, con una diferencia estadísticamente significativa de p=0,0007 (tabla 3).

TABLA 3. Niveles de MDA según el control metabólico de los pacientes con DMNID sin RD y con RD (X±DE)

 
MDA (nmol/L
Indicador del control 
DMNID
DMNID
metabólico
sin RD
con RD
 
(n=38)
(n=46)
-Fructosamina (mmol/L)    
2,1-3,2 mmol/L (bueno)
722,1±487,9
1 021,1±78,2a
(X±DE)    
>3,2 mmol/L (malo)    
(X±DE)
808,5±647,1
1 207,6± 233,1b
(a vs.b p=0,0007)

DISCUSIÓN

Las características clínicas de los diabéticos no insulinodependientes de nuestra muestra poblacional, se corresponden con las planteadas en la literatura. Todos presentaron la DM por primera vez después de los 40 años de edad y hubo predominio del sexo femenino.18 El típico paciente con DMNID, suele ser obeso o estar en sobrepeso. Esta alteración ponderal en no pocas ocasiones está favorecida por el sedentarismo, factor agravante para la diabetes.19 Estas observaciones se corresponden con los resultados obtenidos por nosotros.

La mayoría de los autores consideran que la hiperglucemia y el tiempo de evolución de la diabetes mayor de 5 años, constituyen factores de riesgos importantes en la aparición de las complicaciones microangiopáticas.20,21 Hasslacher y otros22 opinan que la presión arterial tiene un gran valor predictivo para determinar el intervalo de comienzo de la afectación renal y de la RD. Algunos investigadores señalan que la hipertensión arterial es más frecuente en la población diabética, en particular en la DMNID, al compararla con la de la población general.23,24 Todo lo anterior se comprobó en nuestro estudio.

El estrés oxidativo es el resultado de la ruptura del equilibrio entre la rápida formación de los radicales libres y la eficiencia de los mecanismos antioxidantes endógenos. La transformación del radical superóxido en peróxido de hidrógeno, es catalizada por la SOD. En el síndrome diabético, se han estudiado las modificaciones del sistema depurador de las ERO, sin embargo, la interpretación de los cambios del estado antioxidativo no está totalmente esclarecido. Las ERO, como el radical superóxido y el hidroxilo, tienen una vida media muy corta, lo que hace muy difícil su determinación directa. Entre otros parámetros para evaluar el estrés oxidativo in vivo se ha recomendado la estimación de la peroxidación lipídica, los dienos conjugados y el MDA.8,25-27

En nuestro estudio, la actividad de la enzima SOD tuvo un comportamiento normal en los pacientes diabéticos sin RD y en aquéllos con RD, este resultado no coincide con lo comunicado por otros autores, los cuales han informado una baja actividad de esta enzima,28-30 como consecuencia de los elevados niveles de peróxido de hidrógeno, que inhiben la enzima por retroalimentación negativa.31 Existe la opinión de que en el humano los cambios en las concentraciones de SOD son inconsistentes. MacRury y otros32 hallaron una reducción no significativa de la SOD en los eritrocitos en diabéticos tipo 2. Godin y otros33 describen un incremento del 25% de la SOD en las células rojas de la sangre en pacientes diabéticos tipo 1 y tipo 2.

Matkovics y otros34 describen aumen-tos importantes en la actividad de la CAT en animales de experimentación en las células rojas sanguíneas, hígado y riñón. A diferencia de lo comunicado por Godin y otros33 y Wahaíeb y otros,35 que observaron disminución de la actividad de la CAT en ratones diabéticos, en hígado y riñón con incremento de la misma en corazón y páncreas. En nuestro estudio, la actividad de la CAT no mostró diferencias significativas entre los diabéticos tipo 2 al compararlos con el grupo control. Lo referido anteriormente evidencia que los cambios descritos en la actividad de la enzima CAT en la diabetes no muestran unanimidad de criterios.

El MDA es el producto predominante de los lipoperóxidos, por tanto, sus niveles expresan el grado de peroxidación de los lípidos de las membranas celulares. Gebicki36 plantea que cuando existe una elevada peroxidación de los lípidos de las membranas celulares, expresado por los niveles elevados de MDA, las proteínas están altamente afectadas, lo cual altera las propiedades funcionales de las células, en particular las del endotelio vascular. La incrementada peroxidación que presentaron nuestros pacientes diabéticos con RD,sugiere que las ERO desempeñan una función determinante no sólo como factor desencadenante de estas complicaciones, sino también como factor relevante en la progresión de las mismas.

Se ha comunicado que los pacientes con DMNID tienen mayores niveles de reactividad al ácido tiobarbitúrico (TBA) y de los dienos conjugados en plasma al compararlos con sujetos no diabéticos.8 En los pacientes con DMNID más RD se han comunicado resultados similares.37Nakamura y otros38 y Augustin y otros39 describen niveles elevados de lipope-róxidos en pacientes con DMID y DMNID más RD. Otros autores como Altomare y otros40 consideran que el estrés oxidativo está involucrado en la patogenia de las complicaciones oculares del diabético, opinión que compartimos.

En nuestro estudio comprobamos que los pacientes con DMNID más RD con mal control metabólico exhibieron niveles de MDA significativamente mayores, al compararlos con aquéllos que tenían un buen control metabólico a corto plazo, expresado por los valores de fructosamina. Aquellos pacientes con mal control metabólico a corto plazo, se correspondieron con una mayor peroxidación lipídica, mucho más incrementada en los que presentaron RD. Estos resultados confirman que el aumento de la glucosa sanguínea, conlleva un incremento de los niveles de ERO, responsables del daño en las células endoteliales y en la microcirculación, opinión que es compartida por otros investigadores.41,42

Existen evidencias que nos permiten afirmar que el estrés oxidativo desempeña una función importante en la patogenia y en las complicaciones microangiopáticas de la DM, en particular en la RD.41

De nuestro estudio podemos concluir, que el estrés oxidativo está presente en el paciente con DMNID, el cual se asocia a la presencia de RD. El MDA es un buen marcador para evaluar el estrés oxidativo en el síndrome diabético. Al igual que lo encontrado por otros investigadores, la actividad de las enzimas SOD y CAT mostraron resultados contradictorios.

SUMMARY

The oxidative stress among non-insulin-dependent diabetic patients with diabetic retinopathy (DR) and without it was studied. The reactive oxygen species were evaluated by determining the malondialdehyde levels (MDA) and the activity of superoxide dismutase (SOD) and catalase (CAT) enzymes. The population sample was composed of 85 non-insulin-dependent or type 2 patients, 39 without DR and 46 with DR. Among the latter, 34 had non proliferative DR and 12 had proliferative DR. Glucose, glycosylated hemoglobin, fructosamine, SOD, CAT and MDA were determined in plasma in all cases. The most significant characteristics found were: the time of evolution of DM, DR for more than 15 years, and the predominance of females. Flevated levels of lipidic peroxidation, which increased on the short term due to a poor metabolic control, were observed in diabetic patients. To conclude, it was confirmed that diabetes is associated with the oxidative stress, which is higher when there is a deficient metabolic control.

Subject headings: DIABETES MELLITUS, NON-INSULIN DEPENDENT/blood; OXIDATIVE STRESS; DIABETIC RETINOPATHY; REACTIVE OXYGEN SPECIES; SUPEROXIDE DISMUTASE/analysis; MALONDIALDEHYDE.

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Recibido: 15 de septiembre de 1997. Aprobado: 24 de mayo de 1999.
Dra. Mercedes Mamposo Solano. Instituto Nacional de Endocrinología, Zapata y D, El Vedado, Ciudad de La Habana, Cuba.
 
 

1 Máster en Ciencias en Farmacia Clínica. Profesora Asistente. Centro de Investigaciones y Evaluaciones Biológicas. Instituto de Farmacia y Alimentos.
2 Especialista de II Grado en Endocrinología. Investigador Titular. Profesor Auxiliar. Instituto Nacional de Endocrinología.
3 Doctora en Ciencias Biológicas. Profesora Auxiliar. Centro de Investigaciones y Evaluaciones Biológicas. Instituto de Farmacia y Alimentos.
4 Licenciado en Ciencias Matemáticas. Centro de Ensayos Clínicos.
5 Licenciada en Ciencias Farmacéuticas. Centro de Investigaciones y Evaluaciones Biológicas. Instituto de Farmacia y Alimentos.
6 Especialista de I Grado en Oftalmología.
 
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