Even a Chronic Mild Hyperglycemia Affects Membrane Fluidity and Lipoperoxidation in Placental Mitochondria in Wistar Rats

Abstract

It is known the deleterious effects of diabetes on embryos, but the effects of diabetes on placenta and its mitochondria are still not well known. In this work we generated a mild hyperglycemia model in female wistar rats by intraperitoneal injection of streptozotocin in 48 hours-old rats. The sexual maturity onset of the female rats was delayed around 6–7 weeks and at 16 weeks-old they were mated, and sacrificed at day 19th of pregnancy. In placental total tissue and isolated mitochondria, the fatty acids composition was analyzed by gas chromatography, and lipoperoxidation was measured by thiobarbituric acid reactive substances. Membrane fluidity in mitochondria was measured with the excimer forming probe dipyrenylpropane and mitochondrial function was measured with a Clark-type electrode. The results show that even a chronic mild hyperglycemia increases lipoperoxidation and decreases mitochondrial function in placenta. Simultaneously, placental fatty acids metabolism in total tissue is modified but in a different way than in placental mitochondria. Whereas the chronic mild hyperglycemia induced a decrease in unsaturated to saturated fatty acids ratio (U/S) in placental total tissue, the ratio increased in placental mitochondria. The measurements of membrane fluidity showed that fluidity of placenta mitochondrial membranes increased with hyperglycemia, showing consistency with the fatty acids composition through the U/S index. The thermotropic characteristics of mitochondrial membranes were changed, showing lower transition temperature and activation energies. All of these data together demonstrate that even a chronic mild hyperglycemia during pregnancy of early reproductive Wistar rats, generates an increment of lipoperoxidation, an increase of placental mitochondrial membrane fluidity apparently derived from changes in fatty acids composition and consequently, mitochondrial malfunction.

Efecto de la suplementación de ácidos grasos omega 3 de cadena corta en el metabolismo de lípidos del cerebro y su relación con el índice de encefalización en ratas lactantes

“…Se fundamenta en la pérdida del control de la capacidad para la utilización de la glucosa y se caracteriza por el fallo en el transporte de la glucosa hacia el interior de las células, sobre todo en aquellas que requieren de insulina, lo que ocasiona que la glicemia se mantenga por encima del valor considerado como normal durante periodos de tiempo prolongados 27 . En las diferentes líneas de investigación desarrolladas por Mejía-Zepeda, et al (2006-2018) 9,11,14,20 en animales diabéticos tipo 2 (DM2) suplementados con AGω3 (en diversos esquemas y periodos de administración), se ha observado que la administración crónica de AGω3 genera estados de hiperglicemia compatibles con Tabla 3. Composición de ácidos grasos de la fracción mitocondrial de tejido hepático deratas control y con tratamiento de ácidos grasos omega 3 de cadena corta durante la etapa de lactancia 29 .…”

“…Se determinaron los parámetros morfométricos del cerebro (peso, densidad y la proporción cerebro/ masa corporal [Fórmula 1]) y el índice de encefalización (EQ) (Fórmula 2). Se realizó el aislamiento de mitocondrias de tejido hepático como se describe en Figueroa, et al (2015) 11 . La respiración mitocondrial (consumo de oxígeno) se evaluó en los estados 3 y 4, y se calculó el control respiratorio (velocidad en estado 3/estado 4) 11 .…”

“…Se realizó el aislamiento de mitocondrias de tejido hepático como se describe en Figueroa, et al (2015) 11 . La respiración mitocondrial (consumo de oxígeno) se evaluó en los estados 3 y 4, y se calculó el control respiratorio (velocidad en estado 3/estado 4) 11 . La composición de ácidos grasos se realizó por cromatografía de gases mediante la técnica descrita previamente por Figueroa, et al (2015) 11 , previa extracción de los lípidos por el método de Folch, et al (1957) 12 y transesterificación mediante la técnica de Morrison, et al (1964) 13,14 .…”

“…La respiración mitocondrial (consumo de oxígeno) se evaluó en los estados 3 y 4, y se calculó el control respiratorio (velocidad en estado 3/estado 4) 11 . La composición de ácidos grasos se realizó por cromatografía de gases mediante la técnica descrita previamente por Figueroa, et al (2015) 11 , previa extracción de los lípidos por el método de Folch, et al (1957) 12 y transesterificación mediante la técnica de Morrison, et al (1964) 13,14 . Se determinó la concentración de malondialdehído (MDA) por el método de TBARS, es descrito por Cow, et al (1984) 14,15…”

Maternal‐fetal outcomes of exercise applied in rats with mild hyperglycemia after embryonic implantation

“…For a deeper understanding of the diagnosis, pathophysiological mechanisms and treatment of pregestational diabetes and its repercussions during pregnancy, animal models have been used (Afiune et al, 2017; Figueroa‐García, Espinosa‐García, Martinez‐Montes, Palomar‐Morales, & Mejía‐Zepeda, 2015). Experimental models of diabetes and pregnancy association can be obtained by surgical procedures, the use of spontaneous, genetically modified strains, or chemical induction (Bequer et al, 2018; Jawerbaum & White, 2010).…”