Real Academia de Ciencias Veterinarias de España
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Sesión Solemne y Pública de Apertura del Curso Académico.
27 de enero de 2020
Real Academia de
Ciencias Veterinarias
de España
Excmo. Sr. Dr. D. Miguel Ángel Díaz Yubero
"El éxito de la
investigación con
animales, ¿una
cuestión de diseño?"
Factores Físicos:
Ambiente. Macroambiente:
Temperatura.
Humedad.
Luz.
Renovaciones aire.
Microambiente:
Espacio jaula/animal.
Tipos de lecho.
Limpieza jaulas.
Estrés.
Factores Químicos:
Contaminación Ambiental.
Agentes Farmacológicos.
Contaminación química del ambiente:
Amoniaco.
Desinfectantes.
Composición del agua y comida.
Uso de agentes farmacológicos:
Anestésicos.
Analgésicos.
Antihelmínticos.
Antibióticos.
Patógenos:
Bacterias.
Parásitos.
Virus.
Hongos.
Factores Microbiológicos:
Factores Fisiológicos:
Determinantes Biológicos y
Funciones Metabólicas.
Ritmos Biológicos.
Determinantes
Biológicos &
Funciones
Metabólicas
Especie animal.
Estirpe.
Sexo.
Factores generales.
Características Fisiológicas
(extrapolación de resultados)
Actividad de la especie
Diurna
Nocturna
Rango social o jerarquía
Especie Animal
Selección de la especie animal en el momento de
planificar el protocolo de la experimentación es crítica
(extrapolación de resultados).
Extrapolación de resultados ha de ser efectiva en
varias especies.
Ejemplo: talidomida no efecto teratógeno en roedores,
sí en humanos.
Absorción intestinal, tono muscular, actividad cardiaca y
actividad cerebral muy diferentes entre horas diurnas y
nocturnas.
Especie animal
Territorio (defensa de un área)
Rango o jerarquía (orden establecido)
Jerarquía social es la organización por la qué individuos dentro de una
comunidad controlan la distribución de recursos dentro de la misma.
Especie animal
Subordinado
Dominante
0
2
4
6
8
10
p< 0,01
ng/ml
Especie animal
Davey (1962) -- Respuesta anestésicos.
Newton (1964) -- Componentes flora.
Heinecke (1965) -- Composición sangre.
EstirpeEstirpe
BALB/c C57BL/6J C3H/He
*
*
C3H/He C57BL/6 BALB/c
0
2
4
6
8
10
ng/ml
**
* p< 0,05 ** p< 0,01
Dominantes
Subordinados
Estirpe
Otros ejemplos:
Ratones SPF son mucho más resistentes a los efectos letales de los
anestésicos que cepa convencional de ratones albinos.
Cobayas mayor susceptibilidad a la penicilina (flora intestinal).
Ratas Sprague‐Dawley, Wistar y Fischer presentan distinta curva de peso
corporal, excitabilidad, longevidad o incidencia de tumores espontáneos.
Indispensable realizar estandarización de características fisiológicas
de la cepa o estirpe seleccionada para un experimento antes de
comenzar con el mismo.
Estirpe
Fase del ciclo estral.
Degradación hepática.
Sexo
Jerarquía social.
Sexo
La mayoría de las funciones
fisiológicas de las hembras
están controladas por
fluctuaciones hormonales
durante ciclo estral.
SexoSexo
Ovario
Estrógenos
Hipófisis
Adrenal
Hipotálamo
Corteza cerebral
Retrofuncionalidad
Información
CORTICOESTEROIDES
CATECOLAMINAS
Sistema
Nervioso
AutónomoACTH
CAMBIO EN LA RESPUESTA
SOMÁTICA
Sexo
Tratamientos hormonales.
Grupos de hembras.
Sexo
Tiempo de anestesia (min) del Pentobarbital
en ratones machos y hembras
Estirpe Macho Hembra
BALB/c 107,2 ± 0,06 74,1 ± 0,07
CBA/Ca 154,9 ± 0,05 128,8 ± 0,07
C57BL/10ScSn 213,8 ± 0,07 154,9 ± 0,07
Estirpe y sexo
Degradación metabólica del hígado
Existen diferencias cualitativas y cuantitativas
de enzimas microsomales hepáticas
entre machos y hembras.
Diferencias en la degradación hepática
de compuestos y fármacos.
No extrapolación de resultados
igual para machos o hembras.
Sexo
Respuesta individual.
Coprofagia.
Factores generales
0
0,5
1
1,5
2
3-8 4-10 5-22 6-26 7-25 8-24
0,5
1
1,5
2
3-8 4-10 5-22 6-26 7-25 8-240
TÍTULO ANTI-E2Respuesta individual
Respuesta individual.
Coprofagia.
Factores generales
Característica común a la mayoría de las especies de
animales de experimentación.
Es la ingestión de heces blandas durante la noche para poder recibir
más nutrientes. Son ricas en proteínas y pobres en fibra. Contiene
altos niveles de vitamina K y las vitaminas B.
Una rata de laboratorio, puede llegar a
ingerir entre el 35 y el 65% de sus heces.
Problemas crecimiento si no se les
permite realizar Coprofagia.
Coprofagia:
Coprofagia
Efecto de la Ketamina-xilazina
en conejos NZW
Cortisol ASAT
(ng/ml) (U/l)
2 horas
6 horas 29,4 ± 1,56 15,0 ± 1,52
18 horas 65,3 ± 4,34 29,9 ± 2,04
0 horas 27,2 ± 1,18 10,6 ± 1,07
87,5 ± 5,16 34,0 ± 2,09
65,3 ± 4,34 29,9 ± 2,04
87,5 ± 5,16 34,0 ± 2,09
18 horas (bis) 24,7 ± 1,34 11,1 ± 1,02
Coprofagia
Ritmos
Biológicos
Ritmos biológicos
Halberg (1959)
Ritmos Circadianos
(circa diem = alrededor de un día)
Ritmo biológico: variación cíclica de un parámetro
biológico que se repite a intervalos regulares de tiempo,
siendo por tanto previsible.
Ritmos biológicos
24 h)
Ultradiano ( < 24 h)
Circadiano (
Infradiano ( > 24 h)
Ritmos biológicos
Circaseptano (7 días)
Circatrigintano (30 días)
Circanual (12 meses)
Ritmos infradianos
Ritmos biológicos
Parámetros hemáticos.
Parámetros cardiovasculares.
Bioquímica sanguínea.
Ciclo sueño:vigilia.
Ciclo actividad:reposo.
Temperatura corporal.
Digestión y metabolismo.
Producción de orina.
Secreción hormonal.
Ritmos biológicos
Horas
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
08:00 12:00 16:00 20:0024:0004:0008:00
ng/ml
n= 35p< 0,001
Ritmo circadiano de testosterona en gerbillos macho
Ritmos biológicos
Dpto. Obstetricia y Ginecología, Hospital Universitario San Carlos de Madrid.
Noche
Mañana
0
20
40
60
80
100
p< 0,01
% fertilidad
19,32 %
Estudio realizado en mujeres con problemas de fertilidad
Ritmos biológicos
Determinar la existencia del ritmo circadiano del cortisol y si
éste estaba sincronizado por diferentes fotoperiodos (ciclos
L/O): 12/12, 14/10, 10/14, 16/8 y 8/16.
Objetivo
Serialmente dependiente Serialmente independiente
Estudio
transversal
Estudio
longitudinal
Ritmos biológicos
0º
180º
270º 9
0º
00ºº
18ºº
06ºº1
8ºº
B
A
D C
E
A
B
C
D
E
Horario
luz/oscuridad
360º = 24 h
0º = media luz
0º
180º
270º 9
0º
00ºº
18ºº
06ºº1
8ºº B
A
C
E
D
en grados
Horario
luz/oscuridadp PR MESOR±SE Amplitud Acrofase ()
A: LO 12:12
B: LO 14:10
C: LO 16:08
D: LO 10:14
E: LO 08:16
< 0,001
< 0,001
< 0,001
< 0,001
< 0,001
91
75
82
51
68
6,97 ± 0,28
4,93 ± 0,49
5,64 ± 0,49
5,99 ± 0,45
2,69 ± 0,20
74,49 (60,96 88,13)
118,75 (79,49 158,45)
95,20 (70,30 120,24)
52,70 (25,57 82,42)
75,21 (44,90105,79)
-99º (-87 -112)
-43º (-28 -52)
-77º (-58 -86)
-74º (-47 -108)
-82º (-62 -103)
Horario
luz/oscuridadp PR MESOR±SE Amplitud Acrofase ()
A: LO 12:12
B: LO 14:10
C: LO 16:08
D: LO 10:14
E: LO 08:16
0,002
< 0,001
< 0,001
< 0,001
0,003
42
56
55
63
41
2,36 ± 0,15
1,57 ± 0,14
1,72 ± 0,15
2,89 ± 0,18
1,61 ± 0,22
36,32 (12,36 61,20)
57,17 (28,12 86,26)
58,81 (29,04 89,50)
61,18 (34,61 91,77)
77,26 (24,60131,04)
-169º (-121 -204)
-281º (-244 -318)
-119º (-81 -150)
-45º (-25 -66)
-34º (-349 -68)
Análisis COSINOR simpleSerialmente dependiente Serialmente independiente
P = probabilidad; PR = Porcentaje del ritmo
Gráficos polares del cortisol en conejos con diferentes ciclos L/O
Mesor: media ajustada al ritmo o valor medio de la variable a lo largo de un periodo.
Acrofase: valor máximo de la variable a lo largo de un periodo.
Amplitud: diferencia entre el mesor y el valor máximo alcanzado por la variable durante un periodo.
Ritmos biológicos
Time (hours)M = MESOR2A= Doble amplitudº
= AcrofaseF n = 8mediascosinor
03 06 09 12 15 18 21 00 03 06 09 12 15
0
1
2
3
4
5
6
18 21 0000
Testo
ste
rona n
g/m
l
Noviembre ( p < 0,05)DC
M = 1,37 ± 0,70 ng/ml2A= 0,82 ± 1,86 ng/ml
= 16:08F
Junio (p < 0,05)DL
M = 2,25 ± 0,09 ng/ml2A= 0,73 ± 0,44 ng/ml
= 15:48F
P< 0,05
Mañana = 64 %
Tarde = 79 %Gestación
Determinar la ritmicidad circadiana en la secreción
del testosterona en el caballo PRE:
Días largos y Días cortos
Ritmos biológicos
Ritmo de susceptibilidad de la endotoxina E. coli
Horas
08:00 12:00 16:00 20:00 24:00 04:00 08:00
0
20
40
60
80
100n= 150p< 0,001
%
muertos
Ritmos biológicos
12:00 18:00 06:00 12:00
0
20
40
60
Nº muertes %
Tiempo (horas)
80
24:00
Ritmo circadiano de la susceptibilidad del etanol en ratones
Ritmos biológicos
Cultivo a las 10:00 horas Cultivo a las 16:00 horas
Crecimiento en cultivo de células tumorales
Ritmos biológicos
IPC-366
E F M A M J J A S O N D
2000
3000
4000
5000
6000
7000
Mes del año
Células/mm3
n= 200
p< 0,001
Ritmo circanual de los linfocitos en perros
Ritmos biológicos
Especie.
Estirpe.
Estado genético.
Edad.
Sexo.
Estado microbiológico.
Cuarentena.
Nº animales/jaula.
Tipo de lecho.
Temperatura.
Humedad relativa.
Luz (ciclo L/O).
Comida.
Agua.
Nº de animales por experimento.
Horario de toma de muestras:
(hora, día, mes y año).
Intervalos de la toma de muestras.
=
Profa. Dra. Gema Silván
Profa. Dra. Sara Caceres
Prof. Dr. Robert Bondurant
Prof. Dr. Dale L. Brooks
Prof. Dr. Steph Dieleman
Profa. Dra. Inmaculada Díez
Profa. Dra. Susana Dunner
Prof. Dr. Franz Ellendorf
Prof. Dr. Paulino García
Prof. Dr. Alfredo González Gil
Prof. Dr. Cándido G. Panizo
Prof. Dr. Franz Halberg
Prof. Dr. Robert Hamlin
Prof. Dr. Irwin Liu
Profa. Dra. Mª José Illera
Prof. Dr. Pedro L. Lorenzo
Profa. Dra. Pilar Millán
Profa. Dra. Coralie Munro
Prof. Dr. Steven Pakes
Prof. Dr. Cesar Pérez García
Profa. Dra. Nahid Parvizi
Profa. Dra. Rosana Picazo
Profa. Dra. Luisa Queiroga
Profa. Dra. Jimena de Andrés
Prof. Dr. Luis Revuelta
Prof. Dr. Maurice Sauer
Prof. Dr. James M. Reuben
Prof. Dr. Mariano Illera Martín