Sensibilidad a la insulina en ovejas prepúberes con alimentación normal y con restricción alimenticia

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SUMMARY: It has been shown that fasting in growing ewes is associated with insulin resistance as an adaptative mechanism to the low energy supply. Food restriction is another experimental or natural situation that may occur for growing ewes where energy supply is under the requirement for growth. Insulin sensitivity may also change as a physiological adaptation to the shortage of food. The aim of the present study was to assess if insulin sensitivity decreases during food restriction in growing ewes. Insulin sensitivity was assessed by the intravenous glucose tolerance test (IVGTT). A glucose solution (300mg/kg body weight, 50% solution) was infused over two minutes into five normal growing 26-week old ewes and five 26 week-old ewes that had been restrictively fed from the age of 20 to 26 weeks. Blood samples were collected from the jugular vein of each ewe by an indwelling jugular vein catheter 15 and 10 min before and at 0, 3, 5, 7, 10, 13, 15, 17, 20, 23, 25, 27 and 30 min after the initiation of the glucose infusion, and plasma glucose and insulin were measured by RIA. To determine the insulin sensitivity index (ISI), glucose and insulin concentrations were analyzed using the Matsuda and De Fronzo's formula (ISI-Composite). Basal, stimulated and incremental area under the curve of insulin and the glucose utilization constants were also calculated. ISI-C was lower in food-restricted female sheep (636.43 ± 125.66) compared to normal growing females (1528.18 ± 297.61), (P < 0.05). Concordant with this, incremental area under the curve of insulin was lower (290.54 ± 79.45 ng/ml/30 min) in control than in food-restricted females (642.16 ± 140.04 ng/mL/30 min, P < 0.05). The glucose utilization constant did not differ between groups. Results suggest that food restriction induces insulin resistance as an adaptative process to the shortage of food in growing female sheep.

Palabras clave: insulina, resistencia, sensibilidad, ovejas.

Key words: insulin resistance, insulin sensitivity, endovenous glucose tolerance test, ewes, puberty.

RESUMEN: Se ha demostrado, en borregas en crecimiento, que el ayuno está asociado a resistencia insulínica como un fenómeno adaptativo a la baja ingesta calórica. La restricción alimenticia es otra situación natural o experimental que puede enfrentar la hembra en crecimiento, en la cual la disponibilidad de energía está por debajo de los requerimientos indispensables para el crecimiento. La sensibilidad a la insulina podría cambiar también como una adaptación fisiológica a la escasez de alimento. El objetivo del presente estudio fue reconocer si la sensibilidad a la insulina disminuye durante la restricción alimenticia de borregas en crecimiento. La sensibilidad a la insulina se evaluó con el test de tolerancia a la glucosa endovenosa (TTGEV). Cinco borregas con crecimiento normal y cinco borregas con restricción alimenticia por seis semanas, a partir de las 20 semanas de edad, se infundieron con una solución estéril de glucosa (300 mg/kg peso corporal, solución al 50%) en dos minutos. Se colectaron muestras de sangre desde la yugular mediante un catéter venoso 15 y 10 minutos antes de la infusión de glucosa, y a los 0, 3, 5, 7, 10, 13, 15, 17, 20, 23, 25, 27, 30 minutos después del inicio de la infusión en cuyo plasma se midió glucosa e insulina. Las concentraciones de glucosa (g/l) e insulina (µUI/ml) se analizaron con la fórmula de Matsuda y DeFronzo para determinar el índice de sensibilidad a la insulina (ISI-Composite). Se calculó también el área bajo la curva de insulina basal, estimulada e incremental y la constante de utilización de la glucosa. El ISI-C fue menor en las borregas con restricción alimenticia (636,43± 125,66) en comparación con las borregas controles (1528,18 ± 297,61 P<0,05). En concordancia con estos resultados, el área bajo la curva incremental fue menor en las borregas controles (290,54 ± 79,45 ng/ml/30 min) que en las con restricción alimenticia (642,16 ± 140,04 ng/mL/30 min, P<0,05). La constante de utilización de la glucosa fue similar en ambos grupos. Los resultados sugieren que la restricción alimenticia conduce a una resistencia insulínica como un proceso adaptativo a la escasa provisión de alimento en la oveja en crecimiento.

INTRODUCCIÓN

Todo organismo viviente necesita energía para las funciones vitales. Una parte importante del aporte energético diario se ocupa en el metabolismo y en la producción de calor. En condiciones basales, cuando no existen demandas extras (crecimiento, preñez o lactancia), el equilibrio energético corresponde al balance entre el aporte y el gasto. Si el aporte se reduce respecto del gasto mínimo diario, el desbalance que se genera obliga al animal a obtener energía de las fuentes de almacenamiento constituidas por las grasas y proteínas. Dado que entre las funciones vitales que más demandan energía la reproducción aparece como una de las más importantes, un desbalance energético repercute de inmediato en ella. Esta relación es particularmente importante durante el desarrollo pre puberal, con los efectos ya demostrados sobre el eje gonadal: disminución de la secreción de GnRH/LH y retraso en la pubertad.

Los resultados adversos en la reproducción como consecuencia del desbalance energético, tanto de largo plazo como de corta duración, se conocen, pero los mecanismos que los integran no están completamente definidos. Una alternativa para explicar esta relación la constituye la insulina plasmática. La insulina es una hormona que responde rápidamente a los cambios en el aporte energético y, por lo tanto, podría constituirse en una señal metabólica para el hipotálamo en su función reguladora del apetito como en su función reguladora de la reproducción (Schwartz y col 1992). La insulina se difunde rápidamente desde la sangre al cerebro, a través de la barrera hematoencefálica, y se une a receptores ubicados en neuronas que comprenden las zonas de regulación del apetito y de la secreción de GnRH (Miller y col 1998). Con el fin de respaldar la hipótesis de la insulina como indicadora del estatus metabólico de la hembra en crecimiento, en trabajos anteriores hemos analizado la sensibilidad periférica a la insulina con el test de tolerancia a la insulina (ITT) en condiciones experimentales de ayuno (Recabarren y col 2000). Los resultados mostraron que la sensibilidad tisular a la insulina disminuye drásticamente durante el ayuno en ovejas prepúberes y que después de 24 horas de realimentación la sensibilidad no se recupera totalmente (Recabarren y col 2000). La disminución en la sensibilidad tisular periférica a la insulina significa que durante el ayuno se desarrolla un estado de resistencia insulínica. La resistencia insulínica (RI) se define como la incapacidad biológica de la insulina endógena o exógena para aumentar la captación de glucosa y su utlización (Lebovitz 2001).

El ayuno prolongado es una situación extrema, cuya información experimental sobre el comportamiento metabólico podría ser no extrapolable a períodos de bajo consumo de alimentos, con los cuales se puede enfrentar la hembra en crecimiento y que repercute en el eje reproductivo.

Por lo tanto, el presente trabajo se dirigió a determinar el efecto de una restricción alimenticia sobre la sensibilidad periférica a la insulina cuantificada mediante el test de tolerancia a la glucosa endovenosa (TTGEV) en ovejas prepúberes después de seis semanas de restricción alimenticia.