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El sistema de metabolismo energético animal ayuda a evaluar la seguridad de los fármacos

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Investigación sobre la sustitución de sedantes tradicionales por extracto de pasiflora

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Fondo

En las últimas décadas, el uso de somníferos ha aumentado drásticamente junto con el número de personas que padecen trastornos del sueño. Del mismo modo, la dependencia de estos medicamentos también ha aumentado considerablemente. Sin embargo, el uso excesivo de somníferos puede provocar comportamientos anómalos inesperados y enfermedades metabólicas posteriores, en particular trastornos metabólicos derivados de comportamientos alimentarios anómalos e inestabilidad psicológica. Estudios recientes han informado de numerosos efectos secundarios de los somníferos con receta, lo que indica que los pacientes con patrones de sueño irregulares pueden experimentar alteraciones metabólicas. En particular, la ingesta excesiva y prolongada de somníferos se ha asociado a comportamientos anormales durante el sueño, y los informes sugieren una elevada tasa de mortalidad entre los pacientes con insomnio.

Investigaciones recientes han identificado los remedios a base de plantas como una solución importante para aliviar el insomnio. Los científicos han descubierto que el extracto etanólico de Pasiflora, que contiene importantes compuestos flavonoides conocidos comúnmente como pasiflora, tiene propiedades inductoras del sueño. Un estudio anterior confirmó que este extracto induce el sueño en animales cuando se administra como dosis única o repetidamente. En el siguiente estudio, observamos los cambios conductuales y metabólicos en ratones tras cinco días de administración oral repetida del extracto de PI.

Objetivo del estudio

En este estudio, investigamos la seguridad del extracto de PI como alternativa a los medicamentos para dormir evaluando los cambios metabólicos y conductuales resultantes de la administración oral repetida.

Materiales y Métodos

Se dividió a los ratones en dos grupos: un grupo de control (tratado con vehículo) y un grupo PI (tratado con Pasiflora). Los ratones fueron monitorizados mediante un sistema de metabolismo energético animal. Antes del experimento, los ratones se aclimataron durante dos días en jaulas metabólicas que contenían comida y agua. Las condiciones de alojamiento se mantuvieron a temperatura ambiente (22±2°C) con un 60% de humedad y un ciclo de luz/oscuridad de 12 horas (periodo de luz: de 07:00 a 19:00), asegurando que los animales tuvieran libre acceso a comida y agua durante el periodo de aclimatación. A continuación, se alimentó a los grupos control y PI con agua (500 mg/kg/día) y PI (500 mg/kg/día), respectivamente, durante cinco días consecutivos, normalizando la alimentación dos horas antes de apagar las luces. Se midieron el consumo de oxígeno (VO2), la producción de dióxido de carbono (VCO2) y el consumo de alimentos mediante el sistema de metabolismo energético. Las tasas de intercambio respiratorio y el gasto energético (EE) se calcularon utilizando software interno estándar.

Resultados Análisis 1: El sistema de monitorización del metabolismo animal registró la ingesta de alimentos y agua de los ratones tratados con Veh- y PI 500 durante cinco días consecutivos y calculó el consumo medio en tiempo real para un ciclo de luz/oscuridad de 24 horas. En el grupo PI 500, tanto la ingesta de alimentos como la de agua mostraron una disminución significativa o una tendencia a la baja 2-4 horas antes del encendido de las luces. Una vez apagadas las luces, ambos grupos mostraron un aumento en la ingesta de comida y agua; sin embargo, no hubo diferencias estadísticamente significativas en el consumo de comida y agua entre los dos grupos.

Resultados Análisis 2: La tasa de intercambio respiratorio (RER) en el grupo PI 500 fue mayor durante el periodo de luz y se mantuvo elevada durante aproximadamente 11 horas tras la administración oral de PI. Sin embargo, después del periodo entre las 04:00-06:00 (duración indicada por las líneas discontinuas), el patrón del RER se invirtió, y el RER en el grupo PI 500 empezó a disminuir. Además, el estudio descubrió que los resultados del gasto energético (EE) durante el periodo de oscuridad fueron significativamente inferiores en el grupo PI 500. El gráfico de actividad en tiempo real también mostró que la actividad durante el periodo de oscuridad fue notablemente inferior en el grupo PI 500 en comparación con el grupo Veh, lo que indica que el grupo PI 500 mantuvo sistemáticamente bajos niveles de actividad durante el periodo de oscuridad.

Conclusión

Estos resultados sugieren que el tratamiento con PI reduce efectivamente el gasto energético. En otras palabras, no se observó un aumento del apetito ni un aumento de peso, y no se observaron cambios en la composición corporal, sino únicamente alteraciones en los patrones de sueño. Dado que se ha informado de que el uso repetido de varios somníferos de prescripción provoca anomalías de comportamiento y cambios metabólicos, nos propusimos determinar si la administración repetida de extracto de IP podría inducir problemas similares en un modelo animal. En general, los resultados no mostraron efectos adversos, como fenotipos metabólicos o comportamientos anormales, incluyendo hiperfagia o cambios metabólicos inesperados, tras la administración repetida de extracto de IP a ratones durante 5 días. A través de este estudio, confirmamos que el uso de extracto de PI exhibe principalmente un efecto inductor del sueño, al menos en modelos animales, sin causar alteraciones negativas del comportamiento o metabólicas.

Sistema de monitorización del metabolismo animal Tow-Int Tech

El sistema de control del metabolismo animal Tow-Int Tech consta principalmente de una cámara ambiental, jaulas experimentales para animales, un controlador de adquisición de datos, una fuente de gas y componentes de filtración, un ordenador central y software. Utiliza una cámara ambiental de suelo que puede integrar hasta 64 canales, lo que permite la monitorización simultánea y continua del metabolismo respiratorio, la monitorización de la ingesta de alimentos y agua, la monitorización de la actividad espontánea y la monitorización del ejercicio voluntario de animales pequeños en el mismo lote. El sistema registra datos relevantes para su análisis y tiene una amplia gama de aplicaciones. Puede utilizarse en estudios sobre enfermedades cardiovasculares, tolerancia a la insulina, la relación entre el síndrome metabólico, la diabetes y el envejecimiento; enfermedades metabólicas, daños neurológicos, factores epigenéticos, cambios en la función cerebral debidos al uso de antibióticos o a la exposición a toxinas; evaluación de las demandas metabólicas, los efectos termogénicos relativos de diferentes alimentos, bebidas, actividades y medicamentos; investigación del análisis del fenotipo metabólico; estudios del comportamiento; investigación nutricional; investigación ganadera; y estudios del microbioma, entre otros.

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Referencia

Kim GH, Yi SS. La administración oral crónica de extracto de Passiflora incarnata no tiene efectos anormales sobre los parámetros metabólicos y de comportamiento en ratones, excepto para inducir el sueño. Lab Anim Res. 2019 dic 30;35:31. doi: 10.1186/s42826-019-0034-9. PMID: 32257918; PMCID: PMC7081546.