1. Sección de Adaptación Muscular, Instituto de Medicina Experimental. Universidad Central de Venezuela.

Los cambios en la composición lipídica del corazón inducidos por la dieta han sido implicados en las alteraciones de la función cardíaca. El consumo de aceite de pescado, por otra parte, ha sido relacionado con la baja incidencia de enfermedades cardiovasculares. La actividad de las mitocondrias aisladas de corazones insuficientes es menor que la observada en mitocondrias de corazones normales. En este trabajo, la administración de aceite de pescado en la dieta disminuyó el contenido de C18:2n-6 y C20:4n-6 y aumentó el de C22:6n-3 en las mitocondrias de corazón. La ingesta de aceite de pescado incrementó las velocidades de respiración en estados 3 y 4 (VR3 y VR4) sin modificar la eficiencia de fosforilación ni el índice de control respiratorio. Se discute acerca de que el posible efecto protector de los ácidos grasos poli-insaturados contra los radicales libres sea ejercido a través del aumento de VR3 y VR4.

Palabras Clave: Corazón, Actividad mitocondrial, Aceite de pescado.

The changes in the cardiac lipid composition induced by diet have been implicated in cardiac function alteration. Fish oil intake has been related to low incidence of cardiac diseases. Mitochondria isolated from insufficient heart showed lower activity than those isolated from normal heart. In this work, fish oil administration reduced the content of C18:2n-6 and C20:4n-6 and also increased the content of C22:6n-3 in heart mitochondria. Fish oil intake increased the respiratory rate in states 3 and 4 (VR3 and VR4) without affects neither phosphorylation efficiency nor the respiratory control index. The possible protector effect of poly-unsaturated fatty acids against free radicals exerted via the enhance of VR3 and VR4 is discussed.

Key Words: Heart, Mitochondrial activity, Fish oil.

Los cambios de la composición lipídica de las membranas biológicas inducidos por la dieta son un factor importante para alterar las funciones de las mismas^(1,2). En el corazón, los cambios inducidos por la dieta han sido relacionados a problemas de arritmia e isquemia, proponiéndose para explicar estos efectos mecanismos como: cambios en la fluidez de la membrana, variaciones en la disponibilidad de ácidos grasos (AG) como sustrato energético y modificaciones estructurales que alteran el manejo del calcio^(3,4,5). Se ha reportado una asociación directa entre la baja incidencia de enfermedades cardiovasculares y el consumo de aceite de pescado (AP)⁽⁶⁾.

En el músculo cardíaco, la función principal de las mitocondrias es el aporte de ATP como fuente de energía para la contracción y para el mantenimiento de la homeostasis iónica, síntesis proteica y otras funciones celulares. Se ha demostrado que la capacidad de consumir oxígeno y la fosforilación oxidativa de mitocondrias provenientes de corazones insuficientes es menor que la encontrada en corazones normales⁽⁷⁾.

En este trabajo se estudia el efecto de la ingesta de aceite de pescado en la composición lipídica porcentual de los AG mitocondriales y en la actividad mitocondrial de corazones de ratas.

En este trabajo se usaron ratas machos de la cepa Sprague-Dawley, de 80 a 100 g de peso corporal, alimentadas por 3 semanas con Ratarina^® o Ratarina^® enriquecida con 8% (p/p) de AP, al término de las cuales los animales se sacrificaron por dislocación cervical y se aislaron las mitocondrias del corazón usando el método de⁽⁸⁾. En las mitocondrias se determinó: 1) La composición porcentual de los AG para lo cual se aislaron los lípidos totales utilizando el método de Folch, et al⁽⁹⁾. Los AG de dichos lípidos se metilaron y los metil ésteres posteriormente se analizaron mediante cromatografía de gases. 2) El consumo de oxígeno utilizando un electrodo de oxígeno tipo Clark. Al medio de incubación (sacarosa 100 mM, KCl 50 mM, MgCl₂ 1 mM, EGTA 0.5 mM, Tris-HCl 20 mM, KH₂PO₄ 10 mM y BSA libre de AG 0.5%, pH 7.2) se le añadió secuencialmente 0.5 mg/ml de proteína mitocondrial, 10 µg de rotenona, succinato 3 mM y 300 nmoles de ADP, en un volumen final de 3 ml. A partir de este registro se calculó: la eficiencia de la fosforilación oxidativa (relación ADP/O) y las velocidades de respiración en estados 3 y 4 (VR3 y VR4, respectivamente). 3) El Indice de Control Respiratorio (ICR) como la relación entre VR3 y VR4. 4) la concentración de proteínas, usando el método de Markwell, et al⁽¹⁰⁾.

Los resultados se analizaron utilizando la prueba de t de Student para muestras apareadas mediante el programa GPIS^®.

El enriquecimiento de la dieta con AP modificó la composición porcentual de los AG de los lípidos totales. El contenido de C18:2n-6 y C20:4n-6 de las mitocondrias disminuyó en un 12% (p<0.0001) y 8% (p<0.001), respectivamente, y aumentó el del C22:6n-3, (Gráfico 1).

Aunque el C18:3n-6 se encuentra presente en la Ratarina^® el mismo no se detectó en los lípidos mitocondriales del corazón de los animales alimentados con la dieta no suplementada pero sí en los animales del grupo AP. Por otra parte, el C20:5n-3 que se encuentra presente en el AP, no se observó en las mitocondrias de ninguno de los dos grupos de animales.

Los valores observados para las relaciones ADP/O, velocidades de respiración e ICR son semejantes a los reportados para otras preparaciones mitocondriales de corazón de ratas controles, cuando se usa el succinato como sustrato oxidable. No se encontraron diferencias significativas entre las relaciones ADP/O de los animales que ingirieron AP (1.70±0.20) y los animales controles (1.84±0.35). El AP aumentó VR3 y VR4 de las mitocondrias de corazón de rata en un 39 y 55% (p<0.0001), respectivamente, sin provocar el desacoplamiento de las mismas (ICR: control = 2.01±0.19; AP = 1.90±0.20), (Tabla 1).

Las mitocondrias producen casi todo el ATP que el corazón usa para su contracción. Es de esperar que aquellos factores que modifiquen la eficiencia de producción de ATP afecten la actividad cardíaca. Los resultados obtenidos en este trabajo confirman que la dieta puede modificar la composición lipídica de las membranas mitocondriales. Este efecto probablemente se deba al intercambio dinámico y a la corta vida media de los AG de las membranas mitocondriales de corazón⁽¹¹⁾. Sin embargo, el patrón porcentual de AG obtenido después de la ingesta de AP no sigue fielmente a la composición de este aceite en la dieta, ya que si bien se incrementa los niveles de DHA no se encuentra EPA en las membranas mitocondriales. Se ha descrito que el efecto de la dieta en diferentes tejidos es variable, siendo el cerebro el tejido más resistente a mostrar cambios por las alteraciones dietarias y el hígado el más fácilmente afectado⁽¹²⁾. Estos resultados hacen suponer que en corazón existe algún mecanismo de selección en la incorporación de lípidos a las membranas cardíacas que pudiera actuar impidiendo la misma para el EPA o favoreciendo su transformación en DHA.

La VR3 de las mitocondrias aumentó en los animales que recibieron AP, sin modificar la eficiencia de fosforilación (medida como la relación ADP/O) ni producir desacoplamiento (ICR) de estas organelas, lo que sugiere que la síntesis de ATP también se incrementa en estas condiciones. También se observó un aumento en la VR4 lo que pudiera, al menos en parte, explicar el papel protector del corazón que tienen los ácidos grasos poli-insaturados (AGPI), ya que la formación de especies reactivas del oxígeno se inhibe cuando se VR3 y VR4 aumentan⁽¹³⁾, disminuyendo así la posibilidad de peroxidación de las membranas celulares y de daño celular. El aumento de VR4 pudiera estar íntimamente relacionado a cambios en la conductacia de la membrana mitocondrial a los protones producidos por la incorporación de los AGPI a la misma. La membrana mitocondrial posee un alto contenido de fosfatidiletanolamina (35% de los fosfolípidos totales) que favorece la formación de arreglos hexagonales HII⁽¹⁴⁾, principalmente cuando es esterificada con AGPI como el DHA⁽¹⁾, dichos arreglos actúan como canales de cationes. Por otra parte, el DHA pudiera contribuir al paso de protones a través del mecanismo de acidificación flip-flop⁽¹⁵⁾.

Los AG de la dieta se incorporan de manera selectiva a la membrana mitocondrial del corazón de ratas. La incorporación de AGPI aumenta el consumo de oxígeno en estado 3 y 4, sin alterar la eficiencia de fosforilación. El aumento de las VR3 y VR4 pudiera proteger a la célula cardíaca de los efectos letales de los radicales libres.

Trabajo financiado por el C.D.C.H. de la U.C.V.