ANATOMIA MACROSCÓPICA DE LOS SISTEMAS DE ÓRGANOS EN LA RATA

ANATOMIA MACROSCÓPICA DE LOS SISTEMAS DE ÓRGANOS EN LA RATA EM Eduardo Rey Torres Cisneros Instructor Beca de Laboratorio de Fisiología Universidad Autónoma de Aguascalientes www.fisiologiauaa.mex.tl Agosto/2011

“Yo no sabía que los ratones son tan listos. Tal vez los ratones blancos son más listos que otros ratones…” Pinky y Cerebro. Animaniacs. Steven Spielberg y Warner Bros Animation. Charlie Gordon – Protagonista “Flores para Algernon” de Daniel Keyes.

Introducción • La caracterización de muchos de los fenómenos fisiológicos que se estudian en un curso de “Laboratorio de Fisiología Humana” implica procedimientos invasivos que desde luego, no pueden aplicarse al hombre. • Para fines de enseñanza e investigación, en la demostración de diferentes fenómenos fisiológicos se utilizan animales que van desde primates hasta las formas más elementales de vida animal. (Con base a un protocolo ético) Quintanar Stephano, A y Espino López, Ma Gpe. Laboratorio de Fisiología UAA. 2011

Existen críticas hacia el maltrato animal que puede suponer este tipo de experimentos al que son sometidos las ratas, al igual que muchas otras especies, en los laboratorios de experimentación. Traducción: Gracias a la investigación con animales, ellos pueden protestar 20.8 años más. Cartel del Departamento de Salud de EEUU. Según sus estudios, la investigación realizada en animales ha permitido aumentar la esperanza de vida de los seres humanos (en Occidente) en 20.8 años.

Y entienda que cada sistema participa a través de su función particular en el mantenimiento de la homeostasis, es decir el mantenimiento de las condiciones constantes del “medio interno”, y adquiera algunas habilidades manuales que le serán útiles para otros experimentos. • La práctica que ahora se presenta, permite que el estudiante empiece a conocer a la rata como modelo experimental de mamífero, se percate de la anatomía macroscópica de los principales sistemas de órganos. Quintanar Stephano, A y Espino López, Ma Gpe. Laboratorio de Fisiología UAA. 2011 • * Homeostasis  del griego homos = similar y estasis = posición, estabilidad. • Concepto creado por Walter Cannon • * Medio Interno  Claude Bernard

Desde el punto de vista anatómico y fisiológico y debido a la considerable similitud que tiene con el ser humano, la rata constituye un excelente modelo de estudio para una gran cantidad de fenómenos fisiológicos, como se podrá apreciar a lo largo del curso de laboratorio. Quintanar Stephano, A y Espino López, Ma Gpe. Laboratorio de Fisiología UAA. 2011

Las características que han hecho de la rata de laboratorio un excelente modelo biológico y biomédico utilizado en las investigaciones científicas son: • Su fácil manejo (animales tranquilos, nobles y menos propensos a morder) • Su tamaño apropiado para la crianza y manipulación (toleran aglomeración) • No requieren demasiados cuidados • Tienen un alto número de crías • Poseen un breve periodo de gestación (24-25 días) y el destete es rápido • Al ser mamíferos euterios, poseen un genoma muy similar al de los seres humanos. *Euterios o placentarios. • Sistema inmune similar al de los seres humanos • Etc. Krinke, George J. (15 de junio de 2000). «History, Strains and Models». The Laboratory Rat (Handbook of Experimental Animals). Gillian R. Bullock (series ed.), Tracie bunton (series ed.). Academic Press. pp. 3–16. ISBN012426400X. http://www.elsiglodetorreon.com.mx/noticia/81960.descifran-mapa-genetico-de-las-ratas.html (Consultado 29-08-2011)

Rata albina • El albinismo, es una condición genética en la que hay una ausencia congénita de pigmentación (melanina) de ojos, piel y pelo causado por una mutación en los genes • Es hereditario, (cromosoma 11q) y se transmite de forma autosómica recesiva. • Rattus es un género de roedores miomorfos de la familia Muridae, conocidos comúnmente como ratas. • Las ratas de laboratorio son ejemplares de R. norvegicus destinadas a la investigación científica. • Son consideradas un animal modelo y su uso abarca desde estudios de fisiología a etología o neurobiología. Fuentes Web

http://www.ncbi.nlm.nih.gov (Consultado el 29 de agosto de 2011) • En abril de 2009, la base de datos bibliográfica PubMed arrojaba más de 1 000 000 de trabajos científicos realizados con este animal. • El origen de la rata de laboratorio procede de las ratas domésticas, empleadas durante el siglo XVIII como elemento lúdico durante las peleas de ratas. • La aparición de ejemplares albinos y con otros fenotipos de interés condujo a su empleo en los laboratorios. • En 1895, la Universidad de Clark (Massachusetts, Estados Unidos) creó una población de ratas blancas para estudiar los efectos de la dieta y otros temas de fisiología. • Se llevan a cabo numerosos experimentos relacionados con la genética, con el sueño y con muchos otros temas de la salud. También han resultado muy útiles en los estudios psicológicos acerca del aprendizaje y otros procesos mentales. Phil Drabble (1948). «Staffords and baiting sports». En Brian Vesey-Fitzgerald, ed.. The book of the dog. Los Angeles: Borden Publishing. (http://www.staffordmall.com/stoutheart-rats.htm Consultado el 29 de agosto de 2011) Krinke, George J. (15 de junio de 2000). «History, Strains and Models». The Laboratory Rat (Handbook of Experimental Animals). Gillian R. Bullock (series ed.), Tracie bunton (series ed.). Academic Press. pp. 3–16. ISBN012426400X. Barnett, S. A. (2002). The story of rats: Their impact on us, and our impact on them. Allen & Unwin, Crows Nest, NSW, 202 pp.

No existe una única rata de laboratorio, sino que, mediante cruzamientos, se han generado varias cepas. Se enlistan las 3 principales. • Cepa  Variante fenotípica (genéticamente idénticos) • Wistar. Se trata de una línea albina de la rata parda. Fue desarrollada en el Wistar Institute en 1906 para fines de investigación biomédica, y se trata de la primera rata empleada como organismo modelo (anteriormente se trabajaba con el ratón). Hoy por hoy, la mitad de las ratas de laboratorio existentes derivan de la población generada por el fisiólogo Henry Donaldson, el administrador Milton J. Greenman, y el genetista y embriólogo Helen Dean King. «The Wistar Institute:History». http://www.wistar.org/about_wistar/history.html (Consultado el 29-08-2011)

Sprague Dawley. Se trata de otra rata albina de uso extensivo en el campo de la biomedicina. De gran mansedumbre, es muy fácil su manipulación. Esta línea fue generada en Madison, Wisconsin y difundida a partir de 1980 por Harlan Sprague Dawley. «Harlan Sprague Dawley». http://www.harlan.com/products_and_services/research_models_and_services. Consultado el 29-08-2011

Zucker. Se trata de un modelo genético empleado en estudios de obesidad e hipertensión. Su nombre deriva de los investigadores Lois M. Zucker y Theodore F. Zucker, genetistas involucrados en la investigación sobre la obesidad. Genéticamente, se trata de ratas con un alelo recesivo del receptor de leptina, lo que les hace llegar a pesar 1 kg, el doble del peso estándar de las ratas de fenotipo silvestre. Kurtz, TW; RC Morris and HA Pershadsingh (1989). «The Zucker fatty rat as a genetic model of obesity and hypertension». Hypertension (Dallas, Texas: American Heart Association) 13 (6): pp. 896–901. (http://hyper.ahajournals.org/content/13/6/896.full.pdf Consultado 29-08-2011)

Las características que ameritan el empleo de la rata como animal modelo se basan en sus características de inteligencia, ingenuidad, agresividad y capacidad de adaptación, que permiten experimentar en temas variados, como la inteligencia, el aprendizaje o el abuso de drogas. • Su psicología tiene aspectos en común con la humana. • Un estudio del año 2007 encontró que las ratas poseen metacognición, habilidad mental que hasta entonces sólo se había documentado en seres humanos y en algunas especies de primates. Foote, A. L. & Crystal, J. D. (2007). Metacognition in the rat. Current Biology, 17(6), 551–555. Science Daily. «Las ratas pueden reflexionar acerca de los procesos mentales» (en inglés). http://www.sciencedaily.com/releases/2007/03/070308121856.htm Consultado el 29 de agosto de 2011.

Objetivos de la práctica • 1) Aprender a manipular la rata en el laboratorio. • 2) Aprender a dosificar fármacos en base al peso corporal. • Nombre del fármaco: Pentobarbital sódico • Dosis efectiva media como anestésico: 40 mg/kg de peso corporal • Presentación: líquida, con una concentración de: 6.5 gr/100 ml = 0.065 gr/1 ml = 65 mg/1 ml • Vía de administración: IntraPeritoneal • Para calcular la dosis proceda de la siguiente manera: • Pese y registre el peso del animal, suponiendo que la rata pesa 385 g, haga la siguiente operación: • 40 mg - 1000 g de peso corporal • X mg - 385 g de peso de la rata

385 x 40/1000 = 15.4 mg de Pentobarbital sódico • Para calcular el volumen que deberá tomar del anestésico proceda a realizar las siguientes operaciones: • 65 mg – 1 ml • 15.4 mg – X • 15.4 x 1/65 = 0.236 ml de la solución de Pentobarbital sódico. • 1 ml = 100 UI  23.6 UI • 3) Realizar algunas observaciones básicas en la rata anestesiada. • 4) Aprender a aplicar inyecciones intraperitoneales, subcutáneas e intramusculares..

5) Localizar, identificar y disecar los órganos que conforman a los principales sistemas de órganos: nervioso, músculo-esquelético, cardiovascular, respiratorio, digestivo, urinario, inmune, endocrino y reproductor. • 6) Definir las funciones específicas de cada sistema de órganos y la participación de cada uno en el mantenimiento de la homeostasis.

Pentobarbital Sódico • Barbitúrico de acción corta: menos de 3 hrs. • Depresión no selectiva del sistema nervioso central, (parálisis descendente), que según la dosis puede ir desde la sedación hasta la anestesia general o el coma, y aún la muerte por parálisis del centro respiratorio. • Disminuye la transmisión de Acetilcolina y aumenta la transmisión de neurotransmisores inhibidores. Actúa a nivel del sistema reticular activador. http://www.agrovetmarket.com/Files/2480eb79-59a1-4169-b810-78adb3420645.pdf. Consultado 29-08-2011

Protocolo del Manual de Prácticas UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE AGUASCALIENTES CENTRO DE CIENCIAS BÁSICAS DEPARTAMENTO DE FISIOLOGÍA Y FARMACOLOGÍA LABORATORIO DE FISIOLOGÍA ANATOMIA MACROSCÓPICA DE LOS SISTEMAS DE ÓRGANOS EN LA RATA • Realizar la práctica con base al protocolo. Quintanar Stephano, A y Espino López, Ma Gpe. Laboratorio de Fisiología UAA. 2011

Bibliografía • Ibíd. • …Citada en cada diapositiva

“Ahora comprendo que una de las grandes razones de ir a la escuela e instruirse es aprender que las cosas en las cuales uno ha creído toda su vida no son realmente ciertas, y que nada es como parece ser…” Daniel Keyes – Flores para Algernon

ANATOMIA MACROSCÓPICA DE LOS SISTEMAS DE ÓRGANOS EN LA RATA