Metabolómica análisis y perfil bioquímico de la alteración metabólica inducida por cadmio y su mejoría por resveratrol
Autores: Ilyas, Kainat; Rehman, Kanwal; Iqbal, Hajra; Hussain, Amjad; Akash, Muhammad Sajid Hamid; Shahid, Mudassar; Sadaf, Bushra
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Metabolómica análisis y perfil bioquímico de la alteración metabólica inducida por cadmio y su mejoría por resveratrol
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Bioingeniería
Palabras clave
Exposición
Metales pesados
Cadmio
Trastornos metabólicos
Resveratrol
Toxicidad
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 37
Citaciones: Sin citaciones
La exposición a metales pesados, especialmente al cadmio (Cd), representa riesgos significativos para la salud debido a sus efectos tóxicos y su potencial de bioacumulación en los organismos vivos. Este estudio examinó los cambios bioquímicos y metabolómicos inducidos por la exposición al Cd en un modelo animal a través de cromatografía líquida avanzada con espectrometría de masas en tándem (LC-MS/MS) y ensayos bioquímicos para revelar interrupciones significativas en el metabolismo de lípidos y aminoácidos, así como alteraciones en vías metabólicas clave. La exposición al Cd provocó una pérdida de peso significativa, hiperglucemia e resistencia a la insulina, lo que indica su papel en trastornos metabólicos como la diabetes. La acumulación de Cd en el hígado y los riñones, identificada a través de ICP-OES, se correspondió con niveles elevados de biomarcadores hepáticos (ALT, AST) y renales (BUN, creatinina), lo que sugiere toxicidad específica en órganos. A nivel metabólico, la exposición al Cd causó la acumulación de metabolitos lipídicos como ceramidas y esfingolípidos, que están asociados con resistencia a la insulina y amplias alteraciones metabólicas. El metabolismo de aminoácidos también se vio significativamente alterado, con concentraciones elevadas de aminoácidos clave como fenilalanina, triptófano y arginina que afectan vías como el ciclo de la urea y el ciclo de Krebs. Estas perturbaciones metabólicas están relacionadas con el estrés oxidativo, la inflamación sistémica y la regulación glucémica alterada, como lo demuestran los niveles elevados de PCR e IL-6. Los efectos protectores del resveratrol (RSV) se demostraron claramente en este estudio. El tratamiento con RSV mejoró las alteraciones bioquímicas y metabólicas inducidas por el Cd, como se evidenció en el control glucémico mejorado, perfiles lipídicos restaurados y concentraciones de aminoácidos normalizadas. Además, el RSV redujo significativamente los marcadores inflamatorios y mejoró la función hepática y renal, resaltando sus propiedades antioxidantes y su potencial como agente terapéutico contra la toxicidad por Cd. Sin embargo, el RSV no redujo significativamente la acumulación de Cd en los órganos, lo que indica que sus efectos protectores están relacionados con la mitigación del daño oxidativo y la alteración metabólica en lugar de promover la excreción de Cd. Este estudio mejora nuestra comprensión de los mecanismos moleculares subyacentes a las alteraciones metabólicas inducidas por el Cd y destaca el potencial terapéutico del RSV en la lucha contra la toxicidad por Cd. Estos hallazgos subrayan la necesidad de más investigaciones sobre la exposición a metales pesados y su mitigación para proteger la salud humana, especialmente en áreas de contaminación ambiental.
Descripción
La exposición a metales pesados, especialmente al cadmio (Cd), representa riesgos significativos para la salud debido a sus efectos tóxicos y su potencial de bioacumulación en los organismos vivos. Este estudio examinó los cambios bioquímicos y metabolómicos inducidos por la exposición al Cd en un modelo animal a través de cromatografía líquida avanzada con espectrometría de masas en tándem (LC-MS/MS) y ensayos bioquímicos para revelar interrupciones significativas en el metabolismo de lípidos y aminoácidos, así como alteraciones en vías metabólicas clave. La exposición al Cd provocó una pérdida de peso significativa, hiperglucemia e resistencia a la insulina, lo que indica su papel en trastornos metabólicos como la diabetes. La acumulación de Cd en el hígado y los riñones, identificada a través de ICP-OES, se correspondió con niveles elevados de biomarcadores hepáticos (ALT, AST) y renales (BUN, creatinina), lo que sugiere toxicidad específica en órganos. A nivel metabólico, la exposición al Cd causó la acumulación de metabolitos lipídicos como ceramidas y esfingolípidos, que están asociados con resistencia a la insulina y amplias alteraciones metabólicas. El metabolismo de aminoácidos también se vio significativamente alterado, con concentraciones elevadas de aminoácidos clave como fenilalanina, triptófano y arginina que afectan vías como el ciclo de la urea y el ciclo de Krebs. Estas perturbaciones metabólicas están relacionadas con el estrés oxidativo, la inflamación sistémica y la regulación glucémica alterada, como lo demuestran los niveles elevados de PCR e IL-6. Los efectos protectores del resveratrol (RSV) se demostraron claramente en este estudio. El tratamiento con RSV mejoró las alteraciones bioquímicas y metabólicas inducidas por el Cd, como se evidenció en el control glucémico mejorado, perfiles lipídicos restaurados y concentraciones de aminoácidos normalizadas. Además, el RSV redujo significativamente los marcadores inflamatorios y mejoró la función hepática y renal, resaltando sus propiedades antioxidantes y su potencial como agente terapéutico contra la toxicidad por Cd. Sin embargo, el RSV no redujo significativamente la acumulación de Cd en los órganos, lo que indica que sus efectos protectores están relacionados con la mitigación del daño oxidativo y la alteración metabólica en lugar de promover la excreción de Cd. Este estudio mejora nuestra comprensión de los mecanismos moleculares subyacentes a las alteraciones metabólicas inducidas por el Cd y destaca el potencial terapéutico del RSV en la lucha contra la toxicidad por Cd. Estos hallazgos subrayan la necesidad de más investigaciones sobre la exposición a metales pesados y su mitigación para proteger la salud humana, especialmente en áreas de contaminación ambiental.