Determinación de los valores fisiológicos del sodio,
el potasio y el ion calcio en plasma, con su variación
pre y postejercicio, en caballos de paso fino en la
sabana de Bogotá*
Determination of the physiological plasmatic values of
sodium, potassium and ion calcium and its pre and post
exercise variations in "Paso Fino" horses
in the Bogotá savannah
* Proyecto realizado en convenio entre la Universidad de La Salle y Fedequinas.
** Estudiante de Medicina Veterinaria, Universidad de La Salle. Correo electrónico: camivaldes@yahoo.com
*** Estudiante de Medicina Veterinaria, Universidad de La Salle. Correo electrónico: mvjuanrestrepo@hotmail.com
**** Médico veterinario, Especialista, M.Sc. Docente del programa de Medicina Veterinaria, Universidad de La Salle. Correo electrónico:jtriana@unisalle.edu.co
***** Médico veterinario zootecnista, Ph.D. Docente del programa de Medicina Veterinaria, Universidad de La Salle. Correo electrónico:gemendoza@unisalle.edu.co, geomendozas@hotmail.com
****** Médico veterinario, M.Sc. Docente del programa de Medicina Veterinaria, Universidad de La Salle. Correo electrónico: cmutis@lasalle.edu.co
******* Médico veterinario, M.Sc. (c). Docente del programa de Medicina Veterinaria, Universidad de La Salle. Correo electrónico: euramirez@unisalle.edu.co
******** Médico veterinario M.Sc., Ph.D. Profesor adjunto de la Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro (UFRRJ), Departamento de Clínica y Cirugía Animal (Brasil). Correo electrónico: cesarandrey_equinos@ufrrj.br
Fecha de recepción: enero 29 de 2010
]]> Fecha de aprobación: septiembre 16 de 2010Resumen
Este estudio presenta el análisis y los resultados del comportamiento de los electrolitos sodio (Na+), potasio (K+) y calcio iónico (iCa2+) en equinos de paso fino colombiano. Se establecieron los valores de referencia en reposo y la respuesta de los electrolitos ante el ejercicio. Se utilizaron 115 equinos en edad de competencia, hembras y machos, entre 43 y 78 meses de edad, de diferentes criaderos de la Sabana de Bogotá. Se tomaron tres muestras en diferentes tiempos: T0 (reposo), T1 (inmediatamente después de 45 minutos de ejercicio) y T2 (1 hora posejercicio). Las muestras se procesaron en un analizador portátil i-STAT®, utilizando el cartucho EG7 +, y los resultados fueron analizados usando estadística descriptiva y pruebas de comparación múltiples de promedio a través de la prueba de Tukey. Como resultado, se obtuvieron los valores normales para la raza en los diferentes tiempos y se estableció la curva de comportamiento de los electrolitos según los valores estadísticamente significativos, con un nivel de confianza superior a 95%. Los resultados fueron los valores normales para la raza en los diferentes tiempos y la curva de comportamiento de los electrolitos. Los valores obtenidos en mEq/L fueron: para T0: Na+ (136,71+/-0,23), K+ (4,05+/-0,03), Ca2+ (1,58+/-0,006); para T1: Na+ (136,44+/-0,24), K+ (3,92+/-0,24), Ca2+ (1,42+/-0,0080); y para T2: Na+ (137,32+/-0,23), K+ (3,68+/-0,03), Ca2+ (1,51+/-0,009). El Na+ en el T2 aumentó significativamente después del reposo posejercicio, mientras que los valores de K+ y Ca2+ disminuyeron en T. El ion calcio aumentó de manera significativa en T2 contrariamente al K+ que disminuyó. Esta investigación busca generar un aporte a la medicina deportiva equina colombiana, ya que no hay literatura reportada sobre datos de referencia para los valores de electrolitos en la raza paso fino colombiano.
Palabras clave: caballos paso fino, ejercicio, electrolitos, plasma.
Abstract
This research intends to be a contribution to the Colombian sports equine medicine by providing data on electrolytes standards, a field where there is a substantial lack of literature. This research analyze and determines the normal values of sodium (Na+), potassium (K+) and ion calcium (iCa2+) electrolytes for Colombian Paso Fino horses. The establishment of the reference intervals was done at rest and after exercise. To achieve this, blood samples were taken from farms located in the Bogotá savannah. The 115 mares and stallions used for this study were actively competing with ages ranging from 43 to 78 months old. The samples were taken at three intervals: T0 (Rest), T1 (inmediately after 45 minutes of exercise), and T2 (1 hour post exercise). The samples were processed using a portable blood analyzer i-STAT® and the data was interpreted using descriptive and comparative statistic according to Tukey tests. The normal values for the breed were established and an electrolytic behavior curve was created, using values inside intervals at 95% confidence levels. The values obtained in mEq/L were: for T0: Na+ (136,71+/-0,23), K+ (4,05+/-0,03), Ca2+ (1,58+/-0,006); for T1: Na+ (136,44+/-0,24), K+ (3,92+/-0,24), Ca2+ (1,42+/-0,008); and for T2: Na+ (137,32+/-0,23), K+ (3,68+/-0,03), Ca2+(1,51+/-0,009). Na+ values increased after exercise. On the contrary K+ and Ca2+ values didn't increase in T1. Calcium increased on T2 and K+ decreased. The findings of this research will serve as a framework for future analysis. Moreover, further studies and developments in this field is recommended and will prove to be very useful for equine practitioners.
Keywords: electrolyte, exercise, paso fino horse, plasma.
El caballo de paso fino se viene posicionando en Colombia y en el mundo como una de las razas más populares. Su importancia trasciende no solo como un pasatiempo, sino en niveles competitivos y de interés económico. Sin embargo, los parámetros fisiológicos que se utilizan actualmente como referencia, corresponden principalmente a estudios hechos en otras razas, diferentes condiciones de ambiente (altura, temperatura) y de nivel de entrenamiento. Dado que el equino es considerado un atleta y su desempeño depende de las características mencionadas anteriormente se vio la necesidad de desarrollar esta investigación buscando establecer los parámetros fisiológicos plasmáticos de los electrolitos sodio (Na+), potasio (K+) y calcio iónico (iCa2+) en estado de reposo, además de su variación y comportamiento frente al ejercicio.
El ejercicio en el equino
Los electrolitos intervienen en el correcto y normal funcionamiento celular en el momento del ejercicio. Así, durante el esfuerzo físico, la estimulación eléctrica de la célula provoca su acción. La actividad física genera energía mecánica pero el proceso es subóptimo, porque gran parte de la energía se libera en forma de calor (McCutcheon, 2007) y es un mecanismo que se agota a largo plazo. El animal necesita eliminar el exceso de calor, por lo que utiliza mecanismos como la disipación: por medio de la evaporación del sudor y cuando hay flujo de aire por las vías respiratorias. Pero cuando el animal suda, pierde tanto agua como electrolitos y esta pérdida progresiva genera fatiga muscular y el agotamiento del animal.
Electrolitos plasmáticos
Los electrolitos como el Na+, K+, y iCa2+ tienen funciones especiales durante el esfuerzo físico además de mantener el equilibrio celular (Cunningham, 2003). La deficiencia de estos crea anomalías como debilidad y calambres musculares, desequilibrios ácido-básicos y aleteo diafragmático, las cuales afectan el rendimiento deportivo del animal (Hinchlifft et ál., 2007). Los electrolitos son necesarios para mantener la osmolaridad y para el correcto funcionamiento de la actividad eléctrica de la membrana celular, siendo la dieta la principal fuente de aporte. La regulación de los electrolitos es renal o intestinal, siempre y cuando se cumpla con la demanda diaria de agua.
Sodio (Na+)
]]> El Na+ es el electrolito más abundante en el líquido extracelular. Este es aportado en su totalidad por la dieta y su homeostasia es controlada por la hormona aldosterona que regula intestinal y renalmente la absorción y reabsorción, respectivamente (Guyton, 2006). Este elemento es primordial para el buen desempeño durante el ejercicio, por lo que aportes pobres del electrolito inhibirán la sudoración (McCutcheon, 2001), pudiendo causar un aumento en la temperatura corporal del animal, al igual que una hipertermia maligna, creando problemas fisiológicos de compensación, llegando hasta la muerte. Por otro lado, las pérdidas severas de Na+ por el sudor pueden llevar a estados alterados de la volemia y a una hiponatremia severa que generarían el colapso y la muerte del animal (Hinchlifft et ál., 2007).Potasio (K+)
El K+ es el principal catión del líquido extracelular y el principal reservorio es la célula muscular esquelética (McCutcheon, 2001), siendo este catión el responsable del potencial de acción en las membranas celulares. En el momento del ejercicio es liberado durante la contracción muscular, pero retorna a niveles basales al final de este (Martínez et ál., 2000). La acción del ion K+ está mediada por diferentes hormonas como la insulina, la aldosterona, las catecolaminas y el cortisol (White et ál., 1992; Islas et ál., 2006).
Calcio (Ca2+)
Solo un 1% del calcio es libre y disponible para el uso inmediato en el organismo. Este se encuentra en las mitocondrias, en el retículo endoplásmico y en el líquido extracelular, donde cumple un rol homeostático sobre la célula (Cunningham, 2003). El acortamiento del músculo se da por la interacción del Ca2+ con la molécula de troponina. Esta unión desencadena una cascada de interacciones entre las moléculas musculares y se produce la contracción del sarcómero (Cunningham, 2003). En ausencia del Ca2+ no hay desplazamiento de la tropomiosina y, en consecuencia, se provoca la relajación muscular. Su regulación está controlada por la calcitonina y la paratohormona, aunque aún no se ha comprobado el efecto de estas hormonas sobre el Ca2+ durante el ejercicio (Hinchcliff et ál., 2007).
Materiales y métodos
Se utilizaron 115 equinos criollos de paso fino colombiano, machos y hembras entre 43 y 78 meses de edad. Los animales pertenecen a criaderos registrados en la Federación de Asociaciones Equinas (Fedequinas) y localizados exclusivamente en la Sabana de Bogotá, entre los 2.600 y 2.800 msnm. Previamente al muestreo, se les realizó un examen clínico completo para declararlos sanos y verificar que se cumplieran los requerimientos sanitarios, tales como las vacunaciones y vermifugaciones. Adicionalmente, se verificó que los ejemplares seleccionados estuvieran en entrenamiento activo y competencia.
]]>Toma de muestras
Se utilizó sangre venosa obtenida por venopunción de la vena yugular, en tres tiempos diferentes. La primera en estado de reposo (T0), la segunda inmediatamente después de terminar un entrenamiento de cuarenta y cinco minutos (T1), y la tercera una hora después de terminado el ejercicio (T2). Las muestras fueron procesadas para obtener los resultados mediante el analizador portátil de sangre i-STAT®, utilizando el cartucho EG7+.
Los intervalos para cada una de las variables fueron determinados usando la media y una desviación estándar. Para establecer si existían diferencias entre los distintos tiempos de muestreo, se realizaron análisis de varianza y pruebas de comparación múltiple (Tukey) con un nivel de confianza de 95%. Los datos fueron depurados y procesados utilizando los programas Excel® y Statgraphics Plus® (Version 5.1, StatPoint Technologies Inc., Warrenton, VA, USA).
Resultados y discusión
Se recopilaron los datos de concentración plasmática de los electrolitos en caballos paso fino colombiano, sometidos al ejercicio (tabla 1).
Los valores de Na+ no sufrieron variaciones significativas (P < 0,05) entre el reposo e inmediatamente terminado el ejercicio. Únicamente se encontró diferencia significativa entre T1 y T2, cuando las concentraciones aumentaron luego de estar en reposo durante una hora (figura 1).
La disminución de los valores en T1 puede deberse a las pérdidas en el líquido extracelular. Así mismo, por pérdida a través de la sudoración. No obstante, el Na+ es luego recuperado en T2 con la ayuda de mecanismos de compensación fisiológica, vía digestiva y renal, similar a los resultados reportados por Osorio (2008) en equinos de salto. Durante el ejercicio más intenso y prolongado, el nivel de aldosterona aumenta, limitando la excreción fecal y urinaria de Na+ (Jansson et ál., 2002). Sin embargo, en el esfuerzo físico, cuando ocurren pérdidas de Na+, estas son rápidamente compensadas mediante el aumento de la excreción renal de K+, con el fin de retener Na+ y así expandir el volumen plasmático (Deldar et ál., 1982).
]]> También existen mecanismos fisiológicos que compensan esta pérdida, como en el caso de la reabsorción por vía renal y de absorción de las reservas vía digestiva. Esto explica el aumento significativo en T2 como respuesta a la pérdida del ion durante el ejercicio. Estos resultados concuerdan con estudios realizados en caballos de enduro (Rose et ál., 1983; Orozco, 2007) y caballos fina sangre chilena, sometidos a ejercicio en banda caminadora (Fuentes, 2006).En relación con el K+, su concentración presentó variaciones significativas (P < 0,05) durante los tres tiempos, disminuyendo significativamente entre T1 y T2 (figura 2).
En otros estudios se observaron disminuciones significativas en la concentración plasmática de K+ en equinos, especialmente durante (Schott et ál., 1997) y después del ejercicio (Barton et ál., 2003).
Entre T1 y T2 se ve una marcada disminución de la concentración del electrolito. Esto se debe a que al finalizar el ejercicio ocurre una recaptación de este hacia el interior de la célula muscular inactiva (Rose et ál., 1983; Pérez et ál., 1991) y de los eritrocitos circulantes. De este modo, se restablecen las concentraciones intracelulares de K+ (Snow et ál., 1983; Pérez et ál., 1997).
En T2 se evidencia una disminución importante del valor de K+, posiblemente por la pérdida del ion a través del sudor. Debido a que el ejercicio y la carga física disminuyen, se produce un descenso en las concentraciones de K+ en el plasma, hasta los valores inferiores del rango basal (Katz et ál., 1985; Rugh et ál., 1989). Esto ocurre porque existe un flujo rápido del catión hacia el interior del músculo inactivo (Sjogaard et ál., 1985). Una fracción significativa de esta caída también se debe a la recaptación que se produce hacia el interior de la célula muscular, los eritrocitos y el hígado, efectuada por la acción de las catecolaminas sobre los receptores β-adrenérgicos y la activación de la bomba de Na+-K+ (Orozco, 2007).
Esta disminución durante el ejercicio y posterior a este coincide con estudios realizados en pruebas de velocidad (Krzywanek, 1974), de resistencia (Carlson y Mansmann, 1974; Snow et ál., 1983; Orozco, 2007), en concursos de salto (Osorio, 2008) y competencias de polo (Pacateque y Vargas, 2008).
Los valores del Ca2+ presentaron diferencia significativa entre los tres tiempos, disminuyendo durante el ejercicio (T1) y posterior a este (T2) (figura 3).
Al iniciar el ejercicio los niveles de Ca2+ se ven disminuidos, puesto que durante la contracción muscular este es requerido por la fibra muscular, hacia donde es liberado desde el retículo sarcoplásmico (Gueiser et ál., 1995). Una vez libre, puede ligarse con la troponina y permitir la unión actina-miosina (McConaghy, 1994). Este movimiento intracelular permite prolongar eficientemente la contracción muscular (Rose et ál., 1983), pero disminuye la concentración del Ca2+ sanguíneo (Grimston et ál., 1993; Hodgson, 1993), como ocurrió en el presente estudio en T1.
]]> La disminución de Ca2+ puede darse por el secuestro muscular (Vervuert et ál., 2005). La unión del electrolito a la albúmina (Geiser et ál., 1995; Martínez et ál., 2001a) y la acumulación progresiva de calcio dentro de los eritrocitos baja sus valores plasmáticos (Rose et ál., 1983; Sommardahl et ál., 1994). Esta disminución en T1 y T2 es similar a la encontrada en estudios realizados en equinos PSI de salto, por lo que se observan disminuciones significativas (Sommardahl et ál., 1994). Al igual que en caballos de raza standard durante incrementos de velocidad en banda caminadora (Vervuert et ál., 2005) y en pura sangre árabe en pruebas de resistencia, en los cuales disminuía la concentración del ion a medida que aumentaba la distancia recorrida y la intensidad del esfuerzo (Martínez et ál., 2001b; Thrall, 2004; Orozco, 2007).Existe evidencia de que el retorno de Ca2+ plasmático a los valores basales sucede después de tres horas de terminado el ejercicio (Ilkiw et ál., 1989), pero estudios recientes realizados por Orozco en 2007, evidencian que hay un aumento significativo a los quince y sesenta minutos posejercicio, y pasadas seis horas de recuperación los niveles de Ca2+ no retornaron a los valores normales del rango.
Tabla de rangos de referencia
Se obtuvieron los rangos de referencia máximos y mínimos para la concentración plasmática de electrolitos Na+, K+ y Ca2+ en caballos de paso fino colombiano en la Sabana de Bogotá (tabla 2).
Conclusiones
Se establecieron los valores de referencia para los electrolitos Na+, K+ y Ca2+ para caballos paso fino colombiano en la Sabana de Bogotá. El efecto del ejercicio generó cambios significativos en la concentración plasmática de los electrolitos, especialmente en K+ y Ca2+.
Se debe complementar este estudio, evaluando y cuantificando la pérdida de electrolitos por sudor y la concentración plasmática de cloro específicamente para la raza criolla colombiana en competencia, en diferentes zonas del país, teniendo en cuenta la altitud y el clima.
A Fedequinas, al Centro de Investigaciones CISAHE de la Universidad de La Salle.
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