Cambios en la actividad y expresión de las triptófano-5-hidroxilasas cerebrales y en el número de neuronas serotoninérgicas por la diabetes mellitus, que no retornan a la normalidad con la insulina

Diabetes mellitus causes changes in brain tryptophan-5-hydroxylases activity and expression and in the number of serotonergic neurons, which do not return to normal with insulin treatment

DOI: https://doi.org/10.24875/gmm.22000100

Gabriel Manjarrez-Gutiérrez,¹ José Antonio Mondragón-Herrera² y Jorge Hernández-Rodríguez³

¹Unidad de Investigación en Enfermedades Neurológicas, Hospital de Especialidades, Centro Médico Nacional Siglo XXI, Instituto Mexicano del Seguro Social, Ciudad de México; ²Unidad de Investigación Biomolecular de Cardiología, Hospital de Cardiología, Centro Médico Nacional SigloXXI, Instituto Mexicano del Seguro Social, Ciudad de México; ³Centro de Comunicación Prenatal, Querétaro. México

Resumen

Introducción: La diabetes mellitus (DM) inhibe la biosíntesis de serotonina cerebral mediante cambios en la actividad y ex-presión de triptófano-5-hidroxilasa (TPH).

Objetivos: Determinar si los cambios en la expresión de TPH1 y TPH2 cerebral y en el número de neuronas serotoninérgicas causados por la DM retornan a la normalidad en ratas con diabetes tratadas con insulina.

Métodos: Ratas con diabetes inducida con estreptozotocina se dividieron en dos grupos: uno tratado con insulina y otro sin tratamiento. En el día 14, se obtuvieron tallos cerebrales para cuantificar niveles de L-triptófano, 5-hidroxitriptamina y la actividad de la TPH. La expresión de TPH1 y TPH2 fue mediante Western blot y el número de neuronas serotoninérgicas por inmunohistoquímica.

Resultados: En las ratas con diabetes se confirmó disminución de los niveles de L-triptófano, 5-hi-droxitriptamina y la actividad de la TPH, así como menor expresión de TPH1 y TPH2 y menor número de neuronas serotoni-nérgicas. Cuando las ratas diabéticas fueron tratadas con insulina, el L-triptófano regresó a la normalidad, no así la 5-hidroxi-triptamina, la expresión de TPH ni el número de neuronas serotoninérgicas.

Conclusiones: La DM inhibe crónicamente la síntesis de 5-hidroxitriptamina cerebral mediante modificaciones en la expresión de TPH1 y TPH2 y disminución de las neu-ronas serotoninérgicas, que persisten a pesar del tratamiento con insulina.

Abstract

Introduction: Diabetes mellitus (DM) inhibits brain serotonin biosynthesis through changes in tryptophan-5-hydroxylase (TPH) activity and expression.

Objectives: To determine whether DM-induced changes in brain TPH1 and TPH2 expression and in the number of serotonergic neurons return to normal in diabetic rats treated with insulin.

Methods: Rats with streptozotocin-induced diabetes were divided in two groups: one treated with insulin and the other without treatment. On day 14, brain stems were obtained in order to quantify L-tryptophan and 5-hydroxytryptamine levels, as well as to determine TPH activity. The expressión of TPH1 and THP2 by Western blot, and the number of serotonergic neurons by immunohistochemistry.

Results: In diabetic rats, a decrease in the levels of L-tryptophan, 5-hydroxytryptamine and TPH activity was confirmed, as well as lower TPH1 and TPH2 expression and lower numbers of serotonergic neurons. When diabetic rats were treated with insulin, L-tryptophan returned to normal, but not 5-hydroxytryptamine, TPH expression, or the number of serotonergic neurons.

Conclusions: DM chronically inhibits the synthesis of brain 5-hydroxytryptamine through changes in TPH1 and TPH2 expression and a decrease in the number of serotonergic neurons, which persist despite insulin treatment.