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