SciELO - Scientific Electronic Library Online

 
vol.107 número7Patología esofagogástrica en el obeso mórbido: diagnóstico preoperatorio e influencia en la selección de la técnica quirúrgicaImplicaciones de las variantes arteriales hepáticas durante la duodenopancreatectomía cefálica oncológica índice de autoresíndice de materiabúsqueda de artículos
Home Pagelista alfabética de revistas  

Servicios Personalizados

Revista

Articulo

Indicadores

Links relacionados

  • En proceso de indezaciónCitado por Google
  • No hay articulos similaresSimilares en SciELO
  • En proceso de indezaciónSimilares en Google

Compartir


Revista Española de Enfermedades Digestivas

versión impresa ISSN 1130-0108

Rev. esp. enferm. dig. vol.107 no.7 Madrid jul. 2015

 

TRABAJOS ORIGINALES

 

Diferentes mecanismos de acción de la genisteína y quercetina en las contracciones espontáneas del duodeno de conejo

Different mechanisms of actions of genistein and quercetin on spontaneous contractions of rabbit duodenum

 

 

Diego Santos Fagundes, Laura Grasa, Sergio Gonzalo, Marta Sofía Valero, Marta Castro, María Pilar Arruebo, Miguel Ángel Plaza y María Divina Murillo

Departamento de Farmacología y Fisiología (Fisiología). Facultad de Veterinaria. Universidad de Zaragoza. Zaragoza

Este trabajo ha sido financiado por el Gobierno de Aragón, España (B61) and Fondo Social Europeo.

Dirección para correspondencia

 

 


RESUMEN

Los flavonoides son conocidos por relajar el músculo intestinal precontraído y retrasar el tránsito o la peristalsis intestinal. El objetivo de este estudio era determinar los efectos de la genisteína y quercetina sobre las contracciones espontáneas del duodeno de conejo in vitro en un baño de órganos. La genisteína o quercetina (0,1-10 µM) redujeron la amplitud de las contracciones espontáneas en el músculo liso longitudinal y circular de duodeno de conejo sin modificar la frecuencia. El Bay K8644 (activador del canal de Ca2+ tipo L), apamina, caribdotoxina y tetraetilamonio (inhibidores de los canales de K+) revertieron la inhibición de la amplitud de las contracciones espontáneas inducidas por la genisteína en el músculo longitudinal y circular. El H-89 (inhibidor de la proteína kinasa A) antagonizó la reducción inducida por la quercetina sobre la amplitud de las contracciones espontáneas del músculo longitudinal y circular de duodeno, mientras la 2,5-dideoxiadenosina (inhibidor de la adenil ciclasa) revertió solamente la reducción de la amplitud en el músculo circular. En conclusión, la genisteína y la quercetina reducen las contracciones espontáneas del duodeno por diferentes mecanismos de acción. El efecto de la genisteína actuaría sobre canales de Ca2+ y de K+, y el efecto de la quercetina actuaría sobre el AMPc y la proteína kinasa A.

Palabras clave: Genisteína. Quercetina. Duodeno. Contracciones espontáneas. Conejo.


ABSTRACT

Flavonoids are known to relax precontracted intestinal smooth muscle and delay intestinal transit or intestinal peristalsis. The aim of this study was to determine the effects of genistein and quercetin on spontaneous contractions of rabbit duodenum in vitro in an organ bath. Genistein and quercetin (0.1-10 µM) reduced the amplitude of spontaneous contractions in the longitudinal and circular smooth muscle of rabbit duodenum, but they did not modify the frequency. Bay K8644 (L-type Ca2+ channel activator), apamin, charybdotoxin, and tetraetylammonium (K+ channel blockers) reverted the inhibition of amplitude of spontaneous contractions induced by genistein in longitudinal and circular smooth muscle. H-89 (protein kinase A inhibitor) antagonized the reduction of the amplitude of spontaneous contractions induced by quercetin in longitudinal and circular smooth muscle of duodenum, while 2,5-dideoxiadenosine (adenylyl cyclase inhibitor) reverted only the reduction of the amplitude in circular smooth muscle. In conclusion, genistein and quercetin reduce the spontaneous contractions in the duodenum by different mechanisms of actions. The effect of genistein would be mediated by Ca2+ and K+ channels, while the effect of quercetin would be mediated by cAMP and protein kinase A.

Key words: Genistein. Quercetin. Duodenum. Spontaneous contractions. Rabbit.


 

Introducción

Los compuestos fenólicos o polifenoles están ampliamente distribuidos en el reino vegetal y son parte integral de la dieta humana con cantidades significativas encontradas en vegetales y frutas (1). Estos compuestos exhiben un amplio rango de efectos biológicos incluyendo acciones antibacterianas, antiinflamatorias y acciones vasodilatadoras. Muchas de estas acciones biológicas han sido atribuidas a su actividad depuradora de radicales libres y a su actividad antioxidante (2) y han motivado su uso frente a enfermedades del tracto gastrointestinal como la enfermedad inflamatoria intestinal, úlceras gástricas o diarreas (3,4). Los flavonoides son compuestos fenólicos con efectos sobre el tracto gastrointestinal tales como reducción del tránsito intestinal, relajación del músculo liso del estómago e intestino, e inhibición del peristaltismo intestinal (5-7). Sin embargo, los mecanismos de acción de los flavonoides no se conocen con exactitud. El objetivo de este trabajo fue evaluar los efectos de la genisteína y quercetina en las contracciones espontáneas del duodeno de conejo y comparar los mecanismos de acción de estos compuestos.

 

Material y métodos

Compuestos químicos

La genisteína era obtenida en Tocris (Madrid, España). Quercetina, Bay K8644 (activador del canal de Ca2+ tipo L), apamina (inhibidor de los canales de K+ activados por Ca2+ de pequeña conductancia), caribdotoxina (inhibidor selectivo de los canales de K+ activados por Ca2+ de intermedia y alta conductancia), glibenclamida (inhibidor de los canales de K+ activados por ATP), cloruro de tetraetilamonio (TEA, inhibidor no específico de los canales de K+), 2,5-dideoxiadenosina (DOA, inhibidor de la adenil ciclasa) y clorhidrato de H-89 (inhibidor especifico de la proteína kinasa A) eran obtenidos de Sigma-Aldrich (Madrid, España).

Animales

Los conejos fueron manejados y sacrificados de acuerdo con el RD 53/2013 de protección animal española y la Directiva de la Unión Europea 2010/63/EU con el procedimiento PI10/11 aprobado por la Comisión Ética de la Universidad de Zaragoza. Conejos neozelandeses machos de un peso 2-2,5 kg eran alimentados con pienso de conejo estándar y libre acceso al agua de bebida.

Preparación de los segmentos duodenales y protocolos experimentales

Segmentos de duodeno de conejo (de 10 mm de largo) eran extraídos del animal, lavados y liberados del mesenterio. Los registros isométricos de la motilidad duodenal eran realizados como se describe previamente (8). Después del periodo de adaptación, las contracciones espontáneas del duodeno eran registradas en una solución Krebs y considerada como control. Se realizaron curvas dosis-respuesta no acumulativas de la genisteína o quercetina (0,1-10 µM) durante 90 min. Los inhibidores eran añadidos al baño 15 min antes de la genisteína o quercetina durante 90 min. Cada protocolo experimental fue realizado sistemáticamente en cuatro segmentos del músculo longitudinal y cuatro en el músculo circular tomados del mismo conejo y repetido en tres o cuatro animales. El efecto per se de los inhibidores de los canales de K+ y del Bay 8644 ha sido descrito previamente (9,10).

Análisis de los datos

La amplitud (en mN) y la frecuencia de las contracciones espontáneas (contracciones por minuto, cpm) eran calculadas como se describió previamente (8). Los datos son presentados como el porcentaje medio con respecto al control ± EEM. Los datos se compararon utilizando un análisis de varianza de una vía (ANOVA) y los valores de p se determinaron usando el test Scheffé F. Las diferencias con valores de p < 0,05 fueron consideradas estadísticamente significativas.

 

Resultados

Efecto de la genisteína y quercetina

La genisteína (0,1-10 µM) o quercetina (0,1-10 µM) redujeron la amplitud de las contracciones espontáneas en el músculo liso longitudinal y circular del duodeno de conejo pero no afectaron a la frecuencia de las contracciones espontáneas (Tabla I).

 

 

Mecanismo de acción de la genisteína y quercetina

El Bay K8644 0,01 µM (un activador del canal de Ca2+ tipo L), apamina 0,1 µM (un inhibidor de los canales de K+ activados por Ca2+ de pequeña conductancia), caribdotoxina 1 µM (un inhibidor selectivo de los canales de K+ activados por Ca2+ de intermedia y alta conductancia) y el TEA 5 mM (un inhibidor no específico de los canales de K+) revertieron la inhibición de la amplitud de las contracciones espontáneas inducida por la genisteína 1 µM en el músculo longitudinal y circular (Tabla II).

 

 

La reducción inducida por la quercetina (1 µM) sobre la amplitud de las contracciones espontáneas en el músculo longitudinal y circular era antagonizada por el H-89 0,1 µM (un inhibidor especifico de la proteína kinasa A), mientras que el DOA 1 µM (un inhibidor de la adenil ciclasa) solamente redujo la inhibición de la amplitud de la contracciones en el músculo circular (Tabla II). Sin embargo, el Bay K8644, apamina, caribdotoxina, glibenclamida y TEA no modificaron el efecto de la quercetina sobre las contracciones espontáneas en el músculo longitudinal y circular (Tabla II).

 

Discusión

La motilidad intestinal está coordinada por la contracción de las capas musculares lisas longitudinal y circular (11). El Ca2+ junto a otros factores participa en la amplitud y frecuencia de las contracciones espontáneas del intestino delgado (12). La transducción de la señal en el músculo intestinal está mediada por receptores de membrana acoplados a proteínas G y activación de varios enzimas. La activación de estos enzimas es diferente en el músculo longitudinal y circular generando la movilización de Ca2+ y otros mensajeros (13). En este estudio, la genisteína y la quercetina redujeron la amplitud de las contracciones espontáneas en el músculo liso longitudinal y circular de duodeno, pero no se modificó la frecuencia de las contracciones. Este resultado se corresponde con el efecto inducido por la melatonina, un antioxidante, en el duodeno (14). La inhibición inducida por la genisteína o la quercetina concuerda con los hallazgos previamente obtenidos con varios flavonoides que relajan el músculo liso intestinal precontraído y retrasan el tránsito intestinal o el peristaltismo intestinal (6,7). Se ha descrito también que los flavonoides tienen efectos vasorrelajantes en anillos aórticos aislados de rata (15,16). La genisteína y quercetina producen relajaciones concentración-dependientes sobre el tono gástrico en el estómago aislado de ratón e inhiben el peristaltismo intestinal del cobaya (5,7). Esto concuerda en parte con nuestros resultados de la genisteína y quercetina que actúan sobre el músculo longitudinal y circular. Se ha propuesto que los flavonoides producen efectos relajantes en el músculo liso actuando sobre canales de K+ o sobre el acoplamiento excitación-contracción muscular (7). El efecto antiperistáltico producido por la quercetina en el intestino de cobaya es parcialmente reducido por la apamina (7). En cambio en el presente estudio, el efecto inhibitorio de la genisteína es reducido por los inhibidores de canales de K+, apamina, caribdotoxina y TEA, y estos inhibidores no reducen la inhibición de la quercetina sobre el duodeno de conejo. La genisteína y la quercetina tienen efectos relajantes en el estómago de ratón pero no dependen de potenciales de acción neurales, producción de prostaglandinas/ON, o activación de canales de K+ (5). Estos resultados coinciden con los efectos de la quercetina y no con los de la genisteína en el duodeno. Canales de K+ y de Ca2+ participan en el efecto inhibitorio del antioxidante Trolox sobre la contractilidad duodenal (10). Estos resultados concuerdan con la reversión de los efectos de la genisteína en el duodeno de conejo. El efecto inhibitorio de la quercetina en el músculo vascular se atribuye a la sensibilidad al Ca2+ o a las proteínas kinasas (15). Esto se corresponde en parte con el efecto de la quercetina en el duodeno que es revertido con el inhibidor de la proteína kinasa A y con un inhibidor de la adenil ciclasa.

En conclusión, la inhibición de la genisteína y quercetina sobre las contracciones espontáneas del duodeno de conejo presentan diferentes mecanismos de acción. La genisteína actuaría sobre canales de Ca2+ y de K+, y la quercetina sobre el AMPc y la proteína kinasa A.

 

 

Dirección para correspondencia:
María Divina Murillo.
Departamento de Farmacología y Fisiología (Fisiología).
Facultad de Veterinaria.
Universidad de Zaragoza.
C/ Miguel Servet, 177.
50013 Zaragoza
e-mail: dmurillo@unizar.es

Recibido: 21-01-2015
Aceptado: 29-03-2015

 

 

Bibliografía

1. Soobrattee MA, Neergheen VS, Luximon-Ramma A, et al. Phenolics as potential antioxidant therapeutic agents: Mechanism and actions. Mutat Res 2005;579(1-2):200-13. DOI: 10.1016/j.mrfmmm.2005.03.023.         [ Links ]

2. Middleton E Jr., Kandaswami C, Theoharides TC. The effects of plant flavonoids on mammalian cells: Implications for inflammation, heart disease, and cancer. Pharmacol Rev 2000;52:673-751.         [ Links ]

3. Somani SJ, Modi KP, Majumdar AS, et al. Phytochemicals and their potential usefulness in inflammatory bowel disease. Phytother Res 2015;29:339-50. doi: 10.1002/ptr.5271. DOI: 10.1002/ptr.5271.         [ Links ]

4. Alvarez-Suarez JM, Dekanski D, Risti S, et al. Strawberry polyphenols attenuate ethanol-induced gastric lesions in rats by activation of antioxidant enzymes and attenuation of MDA increase. PLoS One 2011;6:e25878. DOI: 10.1371/journal.pone.0025878.         [ Links ]

5. Amira S, Rotondo A, Mule F. Relaxant effects of flavonoids on the mouse isolated stomach: Structure-activity relationships. Eur J Pharmacol 2008;599:126-30. DOI: 10.1016/j.ejphar.2008.09.021.         [ Links ]

6. Formica JV, Regelson W. Review of the biology of Quercetin and related bioflavonoids. Food Chem Toxicol 1995;33:1061-80. DOI: 10.1016/0278-6915(95)00077-1.         [ Links ]

7. Gharzouli K, Holzer P. Inhibition of guinea pig intestinal peristalsis by the flavonoids quercetin, naringenin, apigenin and genistein. Pharmacology 2004;70:5-14. DOI: 10.1159/000074237.         [ Links ]

8. Fagundes DS, Gonzalo S, Grasa L, et al. Trolox reduces the effect of ethanol on acetylcholine-induced contractions and oxidative stress in the isolated rabbit duodenum. Rev Esp Enferm Dig 2011;103:396-401. DOI: 10.4321/S1130-01082011000800002.         [ Links ]

9. Lamarca V, Grasa L, Fagundes DS, et al. K+ channels involved in contractility of rabbit small intestine. J Physiol Biochem 2006;62:227-36. DOI: 10.1007/BF03165751.         [ Links ]

10. Fagundes DS, Grasa L, Gonzalo S, et al. Mechanism of action of Trolox on duodenal contractility. J Physiol Pharmacol 2013;64:705-10.         [ Links ]

11. Sanders KM, Koh SD, Ro S, et al. Regulation of gastrointestinal motility -insights from smooth muscle biology. Nat Rev Gastroenterol Hepatol 2012;9:633-45. DOI: 10.1038/nrgastro.2012.168.         [ Links ]

12. Grasa L, Rebollar E, Arruebo MP, et al. The role of Ca2+ in the contractility of rabbit small intestine in vitro. J Physiol Pharmacol 2004;55:639-50.         [ Links ]

13. Makhlouf GM, Murthy KS. Signal transduction in gastrointestinal smooth muscle. Cell Signal 1997;9:269-76. DOI: 10.1016/S0898-6568(96)00180-5.         [ Links ]

14. Fagundes DS, Gonzalo S, Arruebo MP, et al. Melatonin and Trolox ameliorate duodenal LPS-induced disturbances and oxidative stress. Dig Liver Dis 2010;40:40-4. DOI: 10.1016/j.dld.2009.04.014.         [ Links ]

15. Duarte J, Perez-Vizcaino F, Zarzuelo A, et al. Inhibitory effects of quercetin and staurosporine on phasic contractions in rat vascular smooth muscle. Eur J Pharmacol 1994;262:149-56. DOI: 10.1016/0014-2999(94)90038-8.         [ Links ]

16. Calderone V, Chericoni S, Martinelli C, et al. Vasorelaxing effects of flavonoids: Investigation on the possible involvement of potassium channels. Naunyn Schmiedebergs Arch Pharmacol 2004;370:290-8. DOI: 10.1007/s00210-004-0964-z.         [ Links ]

Creative Commons License Todo el contenido de esta revista, excepto dónde está identificado, está bajo una Licencia Creative Commons