Tesis - Universidad de Colima

UNIVERSIDAD DE COLIMA
MEDICION DE LOS NIVELES DE LACTATO SANGUINEO
RESPECTO AL CONSUMO MÁXIMO DE OXIGENO Y LA
FRECUENCIA CARDIACA EN PRESENCIA DE PIROFOSFATO DE
TIAMINA EN ATLETAS QUE PRACTICAN UNA ACTIVIDAD
AEROBICA
TESIS
Que para obtener el grado de:
DOCTOR EN CIENCIAS MÉDICAS
Presenta:
M. C. VICTOR MANUEL BAUTISTA HERNÁNDEZ
Asesor Básico:
D. en C. JOSÉ CLEMENTE VÁSQUEZ JIMÉNEZ
Asesor Clínico:
D. en C. RAÚL LÓPEZ ASCENCIO
Colima, Col. Enero de 2005
DEDICATORIA
A Dios por darme la vida
A mis padres Amparo y Eufrasio por su ejemplo
A mis hermanos: Nena, Gloria, Pepe, Miguel, Lenia y Luis por su cariño
A mi esposa Leticia por su comprensión
A mis hijos Liza, Victor y Karla por su amor
A mis asesores Clemente y Raúl por su paciencia
El hombre sabio querrá estar siempre con quién sea mejor que él
Platón
AGRADECIMIENTOS
Muy especialmente a mis asesores D en C José Clemente Vásquez Jiménez
Y D en C Raúl López Ascencio porque gracias a su invaluable e incondicional
apoyo , he logrado la culminación de este trabajo de gran importancia para mi
vida profesional.
Al centro Universitario de Investigaciones Biomédicas de la Universidad de Colima
así, como a todos mis maestros que con sus conocimientos y su disposición
contribuyeron a mi formación como doctor en Ciencias Medicas
Al C Rector de mi alma mater Dr. Carlos Salazar Silva por la beca otorgada para
realizar el doctorado en Ciencias Medicas, así como las facilidades para la
realización del trabajo de investigación
A todos mis compañeros por sus consejos, apoyos durante el postgrado lo que
sin duda enriqueció en su momento mis participaciones; muchas gracias.
INDICE
INDICE DE FIGURAS
RESUMEN
ABSTRACT
i
ii
iii
1.- INTRODUCCIÓN
1
2.- ANTECEDENTES
4
2.1.- Glucólisis
2.2.- Frecuencia Cardiaca en la Actividad Fisica
2.3.- Consumo Máximo de Oxígeno
2.4.- Ácido Láctico
2.5.- Ejercicio Aeròbico
2.6.- Pirofosfato de Tiamina
4
6
8
11
15
18
3.- PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
31
4.- HIPÓTESIS
32
5.- OBJETIVOS
33
6.- MATERIAL Y METODOS
34
6.1.6.2.6.3.6.4.6.5.6.6.6.7.6.8.-
34
34
34
34
35
35
37
38
Diseño de estudio
Población de estudio
Criterios de inclusión
Criterios de exclusión
Tamaño de muestra
Análisis estadístico
Descripción del estudio
Aspectos éticos
7.- RESULTADOS
41
8.- DISCUSION
45
9.- CONCLUSIONES
48
10.- REFERENCIAS
49
11.- ANEXOS
55
INDICE DE FIGURAS
Figura
Página
1 Ciclo de Emden Meyerhof
5
2 Mecanismos de producción del lactato
12
3 Pirofosfato de Tiamina
19
4. Diagrama de Flujo del Ensayo Clinico
36
5 Frecuencia Cardiaca (Basal y Posejercicio)
41
6 Consumo Máximo de Oxígeno Final
42
7 Niveles de Lactato (Basal y Posejercicio)
43
RESUMEN
Objetivo: Investigar el efecto del pirofosfato de tiamina sobre los niveles de lactato
sanguineo,el consumo máximo de oxigeno y la frecuencia cardiaca en atletas que
practican una actividad aerobica
Metodología: Ensayo clínico cruzado en 27 sujetos, administrándoles primero una
solución placebo de agua estéril disuelta en 80 ml de solución isotónica 0.9% de
NaCl y posteriormente pirofosfato de tiamina (PPT) a dosis de 1 mg/kp por vía
intravenosa, esperando un lapso de 24 hs de aplicada la solucion testigo para
determinar los valores de frecuencia cardiaca, consumo maximo de oxigeno
(utilizando el test PWC 170) y lactato sanguíneo. También se aplicó el protocolo
de Pugh modificado (16 km). Análisis estadístico: promedios, desviación estándar,
varianza, prueba “t” de Student
pareada, considerando
las
diferencias
significativas cuando p<0.05.
Resultados: Los valores de la frecuencia cardíaca basal, con la solucion testigo
fueron de 70.8+12 l/pm; y con PPT
fueron de 69+12.8 l/pm (p=0.060). La
frecuencia cardiaca posejercicio con la solución testigo fue de 187+5.9 l/pm; y con
PPT fue de 181+6.7 l/pm
(p=0.000006). El consumo máximo de oxígeno final
para la solución testigo fue de 41.9+6.0 ml/kp/min; y con PPT fue de 48.2+7.5
ml/kp/min (p=0.000006). El nivel de lactato en reposo con la solución testigo fue
de 2.18+0.82 mmol/L; y con PPT fue de 1.9+0.57 mmol/L
(p=0.11). El nivel de
lactato posejercicio con la solución testigo fue de 4.56+1.6 mmol/L; y con PPT
fue de 3.34+0.8 mmol/L (p=0.000010)
Conclusiones: Los niveles de lactato sanguíneo posejercicio disminuyen, en tanto
la frecuencia cardiaca final se incrementa moderadamente y el consumo máximo
de oxígeno final aumenta de manera significativa en presencia de pirofosfato de
tiamina en personas que practican una actividad aeróbica.
ABSTRACT
Objective: Investigate the effect of thiamine pyrophosphate on the level of blood
lactate, maximum consumption of oxygen and the cardiac frequency in athletes
that practice an aerobic activity
Methods: a crossover clinical trial was carried out in 27 subjects. A placebo
solution (sterile water dissolved in 80 ml of 0.9% NaCl ) was administered first and
subsequently thiamine pyrophosphate solution (TPP) with dose of 1 mg/kp by
intravenous way , expecting a time of 24 hs after placebo solution administration to
determine the values of cardiac frequency, maximum consumption of oxygen
(using the test PWC 170) and blood lactate. Protocol of Pugh modified (16 km) was
applied too. Statistics: averages, standard deviation, variance, paired Student "t"
test, considering significant differences when p <0.05.
Results: The values of basal cardiac frequency, with placebo solution were
70.812 bpm and with TPP were 6912.8 bpm (p=0.060). The posexercise values
of cardiac frequency with placebo solution were 1875.9 bpm and with TPP were
1816.7 bpm (p=0.000006). The final maximum consumption of oxygen with
placebo solution were 41.96.0 ml/bw/min and with TPP were 48.27.5 ml/bw/min
(p=0.000006). At rest, the level of blood lactate with placebo solution was of 2.18
0.82 mmol/L and with TPP was 1.90.57 mmol/L (p=0.11). The posexercise level
of blood lactate with placebo solution was 4.561.6 mmol/L and with TPP was
3.340.8 mmol/L (p=0.000010)
Conclusions: The posexercise level of blood lactate diminishes, the final cardiac
frequency is moderately increased and the final maximum consumption of oxygen
has an significant increment after application of thiamine pyrophosphate in athletes
that practice an aerobic activity.
1.- INTRODUCCION
El ejercicio físico aeróbico induce una serie de cambios fisiológicos y metabólicos
que conducen a adaptaciones orgánicas, y que a medida que se va practicando,
dichas adaptaciones van aumentando hasta un máximo en el que se
estabilizan.Todos estos cambios constituyen una perturbación en la homeostasis
metebólica que es captada por diferentes receptores del organismo que
responden a traves de un mecanismo de retroalimentación (regulación automática)
con una serie de respuestas orgánicas que tratan de compensar el desequilibrio
causado. Estos cambios se denominan respuestas al ejercicio aeróbico, es decir,
los cambios funcionales que ocurren cuando se realiza un ejercicio y que
desaparecen rápidamente después de finalizado el mismo.
La intensidad de la actividad aeróbica es el grado de esfuerzo que exige un
ejercicio, es decir, la cantidad de trabajo que se realiza en relación al tiempo o a la
potencia que es necesaria para realizar una tarea física. Un ejercicio implica una
respuesta respiratoria (aumento de la ventilación pulmonar y de la frecuencia
respiratoria). La ventilación parte de un valor de reposo de 6 litros de aire por
minuto, hasta alcanzar 100, 150, y hasta 200 litros. Con el ejercicio ocurre un
aumento en la capilarización pulmonar (hematosis), aumentan el
número de
mitocondrias en el músculo, así como las enzimas oxidativas y la mioglobina, lo
que favorece la provisión de oxígeno muscular, (Hickson 1981) con estos cambios
la tolerancia y el umbral de lactato se incrementan, registrando un descenso de la
frecuencia cardiaca en reposo y una disminución de la respuesta de la frecuencia
cardiaca ante el esfuerzo. El estímulo simpático se mantiene sin cambios y la
liberación de catecolaminas son proporcionalmente menores que en el individuo
sedentario.
1
Asi mismo, se incrementa el consumo máximo de oxígeno por el músculo, que
llega a valores que van desde de 40-45 ml/kg/min hasta 60-80 ml/kg/min, sin
embargo, se ha demostrado que existe una correlación inversa entre el consumo
máximo de oxígeno y la acumulación de lactato muscular. En condiciones
nutricionales y metabólicas adecuadas, el lactato se forma en el músculo
esquelético al inicio del ejercicio. Cuando el sistema circulatorio aporta oxígeno,
se intenta aceleradamente de establecer un equilibrio de acuerdo con las
demandas energéticas del trabajo realizado durante el ejercicio estable, en el cual
predomina la vía aeróbica. El lactato puede ser liberado a partir de ciertos
músculos activos hacia la sangre, acumulándose o no en función de la intensidad
del ejercicio. Así, las variaciones pequeñas en la concentración del lactato
intracelular con intensidades bajas de trabajo probablemente dependan del
aumento de la concentración de piruvato, con la aceleración del proceso glicolítico.
Los cambios mayores de la concentración de lactato intracelular por encima del
umbral, estarán determinados probablemente por la disponibilidad de O2 y de la
variación del estado de oxidorreducción intracelular, cabe destacar además, que el
ácido láctico es un intermediario en el metabolismo de la glucosa en el músculo
esquelético, cardiaco, eritrocitos y otros tejidos, y que su acumulación en la
circulación es debido a un desequilibrio entre la producción y eliminación. Esto es
reflejado en una serie de manifestaciones clínicas entre las que destacan: fatiga,
hiperventilación, taquicardia, etc, por lo que es preciso que los niveles de lactato,
que dependen fundamentalmente de la demanda energética del músculo, del
aporte de oxígeno y capacidad oxidativa de este tejido, se mantengan dentro de
límites normales (2 a 4 mmol/l)
Por otra parte, se conoce que
el pirofosfato de tiamina (cocarboxilasa)
producto derivado de la tiamina descubierto en 1911 por Neuberg y Karczag,
participa en la descarboxilación oxidativa de los alfa-cetoácidos, es decir, en la
reacción en la cual el
piruvato ingresa al ciclo de Krebs, donde ocurre la
2
descarboxilación oxidativa del alfa-cetoglutarato para convertirlo a succinil CoA y
donde es catalizada la liberación de CO2 por un complejo multienzimático,
semejante en su estructura al de la piruvato deshidrogenasa. En estas reacciones
el pirofosfato de tiamina proporcionaría un carbanión estable para reaccionar con
el carbono alfa del alfa-cetoglutarato, dando como resultado una baja producción
de lactato durante la actividad aeróbica.
Considerando lo anterior, podría la aplicación de pirofosfato de tiamina, disminuir
la producción de lactato sanguíneo con el consecuente aumento del consumo
máximo de oxígeno y el aumento moderado de la frecuencia cardíaca. En el
presente proyecto, pretendemos comprobar el efecto de la aplicación del
pirofosfato de tiamina sobre los parámetros antes mencionados en atletas que
practican actividad física aeróbica, puesto que no existen reportes en la literatura
médica sobre dichas acciones.
3
2.- ANTECEDENTES
2.1.- GLUCOLISIS
Los hidratos de carbono constituyen el combustible más importante para la
actividad física, se almacenan en forma de glucógeno principalmente en el hígado
y en el músculo, alcanzan una cantidad de 100 a 300 g en individuos sedentarios
y hasta 500 g en individuos entrenados. Sin embargo, esta cantidad varía en
función de su degradción (catabolismo) para el suministro de glucosa en sangre
vía ciclo de Embden Meyerhof (fig.1) el cual ocurre en el citoplasma y constituye
la ruta fundamental y fuente primaria del lactato. Cuando la glucosa es requerida
para la producción de energía, penetra en la células donde es fosforilada para
formar glucosa-6-fosfato1,2. Esta reacción puede ser catalizada por dos enzimas
diferentes, la hexocinasa y la glucocinasa. La hexocinasa se encuentra en todos
los tejidos y mantiene la concentración de intermediarios de la glucólisis de la
célula. La glucocinasa sirve para canalizar el exceso de glucosa a compuestos de
almacenaje y por tanto ayuda a regular la concentración de glucosa sanguínea. La
glucosa-6-fosfato se isomeriza a fructosa-6-fosfato y mas adelante del ciclo es
fosforilada a expensas de una segunda molécula de ATP para formar fructosa1,6
difosfato.
La
enzima
que
cataliza
esta
segunda
fosforilación,
es
la
fosfofructocinasa, una limitante de la velocidad en la glucólisis. La fructosa 1,6difosfato es escindida en dos triosas fosfato, gliceraldehido 3-fosfato y fosfato de
dihidroxiacetona. Este último producto es
fosfato,3,4 a
continuación
el
isomerizado
gliceraldehido
3-fosfato
a gliceraldehido
es
oxidado
a
31,3
difosfoglicerato proceso por el cual se reduce el NAD a NADH . Debido a que este
es un anhídrido de un ácido carboxílico fosfórico, el 1,3 difosfoglicerato es un
compuesto de alta
4
Fig 1 Ciclo de Emden Meyerhof
5
energía. En la reacción siguiente su grupo fosfato de alta energía se transfiere al
ADP formando ATP y 3-fosfoglicerato. El 3,fosfoglicerato es isomerizado
a 2-fosfoglicerato,el cual pierde una molécula de H2O para formar otro compuesto
de alta energía,el fosfoenolpiruvato. Por último,el fosfoenolpiruvato transfiere su
fosfato de alta energía, al ADP para formar ATP y piruvato. El piruvato como se
mencionó puede seguir dos caminos diferentes en función de las condiciones y del
tipo de tejido. En una anaerobiosis,este se trasforma en lactato por la intervención
de la enzima lactato deshidrogenasa, mientras que en la aerobiosis la acción de
la enzima piruvato deshidrogenasa lo trasforma en acetil-CoA activándose su
entrada al ciclo de Krebs donde se oxida,dando lugar a la producción de CO 2 y
H2O.4 El piruvato (C3H3O3) generado en las células musculares se utilizará para la
producción de energía aeróbica, sin embargo, si la célula no tiene la capacidad
para utilizar todo el piruvato este se convertirá en lactato.
5,6
2.2. FRECUENCIA CARDIACA EN LA ACTIVIDAD FISICA
Como es sabido, el incremento de la frecuencia cardíaca con el esfuerzo está
directamente relacionado con el incremento del consumo de oxígeno por parte de
la musculatura esquelética al contraerse. El incremento del consumo de oxígeno
(VO2) durante el ejercicio influye en la mejora de la capacidad aeróbica (mejora del
VO2 máx.). La respuesta de la frecuencia cardíaca al esfuerzo varía con la
adaptación aeróbica tras un periodo de entrenamiento submáximo. Por ejemplo,
tras un periodo de unos seis meses de ejercicio submáximo, la adaptación puede
significar una disminución de 10 a 15 latidos por minuto para la misma velocidad
de carrera. En esta situación, debe incrementarse la intensidad del esfuerzo para
continuar mejorando la respuesta cardiovascular al ejercicio. Una vez conseguido
el nivel deseado, ya no es necesario incrementar la intensidad para mantener el
nivel de rendimiento e incluso puede reducirse el volumen de entrenamiento.7-8
6
La respuesta de la frecuencia cardíaca es un reflejo de la demanda metabólica
pero la frecuencia cardiaca no es un parámetro que tenga interés en sí mismo en
el proceso de adaptación.9 La frecuencia cardíaca es una medida válida de la
intensidad del ejercicio si su variación refleja la variación de la tasa metabólica que
puede ser medida por el consumo de oxígeno. De hecho, la medida del VO 2
durante el ejercicio sería la mejor medida del metabolismo energético durante el
esfuerzo, pero no es posible, o resulta muy difícil y en ningún caso resulta
práctico, la medida de esta variable fuera del laboratorio. Afortunadamente, hay
una relación casi lineal entre el consumo de oxígeno y la frecuencia cardíaca
durante el ejercicio, por lo que es posible utilizar la frecuencia cardiaca durante el
ejercicio como medida indirecta de la tasa metabólica durante el esfuerzo.
10,11
Todos los tipos de ejercicio no provocan la misma frecuencia cardíaca máxima. La
respuesta de la frecuencia cardíaca puede verse afectada por la posición del
cuerpo durante el esfuerzo, las masas musculares implicadas y otros factores. En
general, cuanto más y mayores grupos musculares están implicados en el
ejercicio, mayores frecuencia cardíaca y VO2 máx se pueden alcanzar 12
En la tabla siguiente puede verse la relación entre porcentajes de frecuencia
cardíaca máxima y porcentajes de VO2máx.
Relación entre porcentajes de FCmáx y VO2máx
Porcentaje
del
ritmo Porcentaje del VO2máx (máxima
cardíaco (sobre FCmáx)
capacidad aeróbica)
50
35
60
50
70
60
80
75
90
85
100
100
Tabla I Relación entre porcentajes de Fcmáx y VO2máx. Adaptado de Burke, ER.
(1998)
7
Por último, en el ejercicio aeróbico, también debe tenerse en cuenta el grado de
esfuerzo físico necesario para realizar el trabajo programado. En este sentido,
puede decirse que es necesario medir la frecuencia cardíaca para controlar la
intensidad del ejercicio y proporcionar información sobre los cambios que se
producen durante el esfuerzo. El control de la frecuencia cardíaca durante el
entrenamiento además de proporcionar información de la intensidad a la que se
realiza el esfuerzo, indica si el organismo se deshidrata, si se produce la
recuperación entre intervalos de esfuerzo en la forma adecuada o con la rapidez
con que se utiliza la energía disponible. En este sentido, el pulsómetro constituye
una valiosa herramienta de control, evaluación y retroalimentación del ejercicio
físico programado. 13,14
2.3. CONSUMO MÁXIMO DE OXIGENO
El consumo máximo de oxígeno es un parámetro que nos indica la capacidad de
trabajo físico de un individuo y nos refleja de forma global el sistema de transporte
de oxígeno desde la atmósfera hasta su utilización en el músculo. Si
consideramos que el consumo de oxígeno es el producto del gasto cardíaco por la
diferencia arterio-venosa de oxígeno, deducimos que éste se incrementa en
personas que practican una actividad aeróbica, o resultado de la capacidad del
corazón, pulmones y sistema vascular para aportar nutrientes y oxígeno de una
manera eficaz a los músculos activos.15 El parámetro fisiológico que mide esta
capacidad es el VO2 o consumo de oxígeno, que se cuantifica en el volumen de
oxígeno que gastan los músculos en una unidad de tiempo. 20 Generalmente, son
litros de oxígeno consumidos en un minuto (L/min) o mililitros de oxígeno en un
minuto (ml/min). Es muy frecuente relativizar estos resultados con el peso
(ml/kg/min), lo que nos da una noción más exacta de la verdadera capacidad
aeróbica. El
consumo de oxígeno se refiere a una determinada intensidad de
8
ejercicio.4,15 Así, en reposo el VO2 suele ser de un MET el cual equivale a 3,5
ml/kg/min constituyendo la unidad de valoración de intensidad del ejercicio. A
medida que se incrementa la actividad física aumenta el consumo de oxígeno
hasta un tope conocido como consumo máximo de oxígeno o VO2 máx. El VO2
máx. o consumo máximo de oxígeno que pueden soportar los músculos depende
de la capacidad del corazón para bombear la sangre, del pulmón para oxigenarla,
de la propia sangre para transportar el oxígeno a los músculos y de los músculos
para consumir este oxígeno y producir energía.
16
Bioquímicamente, existe un aumento de la velocidad mitocondrial para oxidar las
moléculas de piruvato. Se incrementa el consumo máximo de oxígeno tanto a nivel
relativo como absoluto, pues aumenta el potencial redox NAD/ NADH+ hasta las
máximas posibilidades, con gran capacidad para captar el H+ a nivel mitocondrial
en relación a su oxidación a nivel del ácido pirúvico, acelerando la velocidad de las
reacciones oxidativas a nivel enzimático: malato deshidrogenasa, succinato
deshidrogenasa, citocromo oxidasa, etc2. El incremento del potencial se produce
tanto a nivel del ciclo de Krebs como en la cadena respiratoria, aumentando la
eficiencia del sistema de transporte y difusión del oxígeno debido a modificaciones
centrales y periféricas. La combustión aeróbica de la glucosa se lleva a la máxima
capacidad, mientras que la oxidación de los acidos grasos libres (A.G.L) se reduce
al mínimo.2 Por lo anterior, el consumo máximo de oxígeno (VO2 máx.) es un
parámetro que nos indica la capacidad de trabajo físico de un individuo y nos
refleja de forma global el sistema de transporte de oxígeno desde la atmósfera
hasta su uso en el músculo. Si consideramos que el consumo de oxígeno es el
producto del gasto cardíaco por la diferencia arterio-venosa de oxígeno,
deducimos que éste se incrementa en personas entrenadas. Esta mejoría del VO2
máx., se ha demostrado no sólo en sujetos sanos que realizan ejercicio físico con
regularidad, sino también en pacientes con cardiopatía isquémica e, incluso, en
algunos con enfermedad pulmonar.4,17
9
Existen diversos métodos para medir el VO2 máximo:
1. Las pruebas progresivas directas y máximas son los más precisos. Se
efectúan en laboratorios con la ayuda de costosos y sofisticados equipos.
2. Los tests indirectos, más simples de realizar, permiten evaluar el VO2
máximo con la ayuda de ecuaciones matemáticas.
18,19
El VO2 max. alcanza su mayor valor entre los 18 - 20 años y comienza a disminuir
progresivamente a mitad de la tercera década. En las mujeres, el valor del VO2
max. es inferior al de los hombres en un 15 - 20%,destacando que
según
investigaciones el factor hereditario puede mejorar dicho consumo hasta en un
25% respecto a su valor inicial . Las medidas más altas registradas sobrepasan
las 90 unidades. En personas sedentarias, la media se sitúa entre 40 y 50
ml/kg/min. 20,21
La predicción del consumo de oxígeno máximo, es una prueba excelente de
la capacidad aeróbica, pues la capacidad de funcionamiento físico máxima
estimada (PWC) demuestra la carga de trabajo en la cual se espera que el ritmo
cardíaco alcance su valor máximo. La prueba máxima estimada del consumo de
oxígeno es una extensión de la prueba del máximo PWC. El valor más grande al
usar el máximo PWC y la capacidad aeróbica máxima estimada viene de
comparar resultados antes y después que un participante se incorpora a un
programa de ejercicio. 22,23
10
2.4.- ACIDO LACTICO
El lactato (C3H5O3) es el producto final de la glicólisis (Fig 2) y proviene del
piruvato, cuando la cantidad de oxigeno es limitada.5 El lactato arterial aumenta
significativamente cuando la actividad física realizada.esta por encima del
consumo de oxígeno específico.5,24
En condiciones nutricionales y metabólicas normales,el lactato se forma en
el músculo esquelético bajo las siguientes características:
1.- Con
el
incremento de la actividad física, el sistema circulatorio porta
oxígeno y el músculo intentan de manera acelerada establecer un equilibrio con
las demandas energéticas de acuerdo al trabajo realizado.
El lactato que se forma es consecuencia del proceso de obtención de energía
(ATP) 3,8 a traves de la vía anaeróbica.
2.- Lo mismo ocurre cuando en la actividad muscular predomina la vía aeróbica
entonces el
lactato
puede
ser
liberado desde algunos músculos activos
hacia la sangre, acumulándose o no en función
actividad. Parte
del piruvato
formado
del incremento de la
en estas condiciones
hacia lactato existiendo un “exceso de lactato”
se
desvia
25
11
Fig 2 Mecanismos de producción del lactato a traves de la vía anaeróbica.
La oxidación de la glucosa da como productos finales CO2 y H2O
Existe otra razón por la cual se produce más lactato, ya que durante la actividad
física se reclutan mayor número de fibras musculares, utilizadas
normalmente
durante el descanso o las actividades ligeras. Este número adicional de fibras
son de contracción rápida, por lo que su capacidad de convertir el piruvato en
energía aeróbica es muy limitada, por lo tanto, este se acumula en forma de
lactato.9
El lactato es una sustancia muy dinámica. En primer lugar, cuando se produce
trata de salir de los músculos donde se produjó y entrar en otros músculos más
cercanos, a través del
flujo sanguíneo o usando el espacio entre las células
musculares donde hay una concentración menor de lactato. Puede acabar en otro
músculo cercano o en algún otro lugar del cuerpo.5,6
En segundo lugar, cuando el lactato es aceptado por otro músculo, puede ser
convertido nuevamente en piruvato y será utilizado probablemente para obtener
energía a traves de la vía aeróbica. La actividad física incrementa las enzimas que
12
rápidamente convierten el piruvato en lactato y el lactato en piruvato. 7El lactato
también puede ser utilizado por el corazón como combustible,en el hígado puede
ser convertido nuevamente en glucosa o glucógeno,puede viajar rápidamente de
una parte del cuerpo a otra e incluso cantidades de lactato se vuelven a
convertir en glucógeno dentro de los músculos.7
Ordinariamente, un
obtener
músculo
que
puede
utilizar el
piruvato para
energía, lo obtendrá del glucógeno almacenado; sin embargo, si hay
exceso de lactato disponible en el flujo
sanguíneo o en los músculos
cercanos,mucho de este lactato será transportado
convertido en piruvato en otras
al
partes del cuerpo.
músculo
donde
será
4,6
El lactato y la contracción muscular
Cuando se produce lactato en los músculos, estos se vuelven muy ácidos
por los iones
de H+ producidos en exceso, causando
problemas de fatiga
muscular durante el ejercicio. El lactato cuando es producido, sale de la célula,
los iones de H+ siguen el mismo camino, por lo tanto, ambos directamente se
relacionan con la acidez que se cree ser la causa de la fatiga muscular. 26,27
Acumulación de lactato
El aumento
de
los
niveles
sanguíneos
de
lactato depende
del
balance entre la producción y el catabolismo. Durante el ejercicio la producción
depende casi totalmente
del
lactato
originado por la actividad
mientras que el catabolismo depende de la tasa
muscular,
de utilización de lactato
(principalmente del músculo esquelético). La tasa media de eliminación del
lactato en sangre es de 15 min. aproximadamente,
si el individuo esta
en
reposo, independientemente si la concentración máxima esta al menos en el rango
de 4 a 16 mmol/L .
13
El lactato sanguíneo depende del nivel del lactato del músculo y a su
vez, los niveles musculares dependen de:
* La glucólisis, cuando
la mitocondria
no puede utilizar el piruvato (pocas
mitocondrias / baja capacidad glucolítica)
* El mecanismo
facilitador en la membrana mitocondrial, que normalmente
oxida el NAD reducido en el citosol y transfiere protones y electrones a las
enzimas mitocondriales para una eventual combinación con el O2.28,29
Las
variaciones
pequeñas
en
la
concentración
de
lactato
intracelular en intensidades bajas de trabajo probablemente dependen de la
aceleración del proceso glucolítico, con el aumento de la concentración
depiruvato. Los cambios mayores en la concentración de lactato intracelular
por encima del umbral, parece están determinados por la disponibilidad de O 2
y con la variación del estado de oxidorreducción intracelular.
30
Eliminación de lactato
Se calcula que aproximadamente un 50 - 60% del lactato producido
es metabolizado en el hígado donde se difunde libremente a través de la
membrana celular del
hepatocito y se trasforma de inmediato en piruvato a
través de la reacción lactato-deshidrogenasa NAD dependiente.17
Esta reacción representa la entrada del lactato en la vía gluconeogénica,que
es una reacción continua
dará
y
catalizada
por
la
piruvato-carboxilasa, que
lugar al fosfoenolpiruvato a partir del oxalacetato. De acuerdo al concepto
clásico, aproximadamente el 20% del lactato producido durante el
ejercicio se
reoxida a piruvato y luego se desamina a CO2 y H2O y el lactato remanente es
tomado por el hígado para formar glucosa que puede ser reconvertida a glucógeno
o liberada en la sangre. 1,31
14
Medición del lactato
Generalmente, la medición del lactato se puede efectuar por medio de dos
métodos: 1)el seco y 2) el húmedo. Se utiliza una muestra de sangre tomada
generalmente del lóbulo de la oreja o de
los dedos de
algunos investigadores han tomado muestras
las manos, aunque
del músculo y han medido el
lactato en el músculo mismo.18 Existe una relación entre el lactato sanguíneo y el
lactato muscular. Cuando
se
toma
una
muestra
de sangre,la cantidad de
lactato se expresa como una concentración en mMoles por litro. Por ejemplo, los
niveles de lactato sanguíneo durante el reposo generalmente se mantienen entre
1.0 y 2.0 mMol/L. 32,33
2.5. EJERCICIO AEROBICO
El ejercicio físico aeróbico induce una serie de cambios fisiológicos en el
funcionamiento y estructura del sistema cardiovascular, que dan lugar al corazón
del deportista aeróbico. En este corazón se produce una disminución de la
frecuencia cardíaca en reposo y un menor aumento de la misma ante el esfuerzo.
Estructuralmente, este corazón tiene un mayor tamaño del ventrículo izquierdo y
un mayor grosor de la pared ventricular que el de los individuos sedentarios 12. El
ejercicio físico aeróbico es también denominado "dinámico", "isotónico" o de
"resistencia". Se caracteriza porque durante la realización del mismo los músculos
esqueléticos implicados se contraen y relajan rápidamente, con lo que se produce
un continuo cambio en su longitud, mientras que la tensión en ellos sólo aumenta
de forma discreta. La mayoría de los deportes tienen alguna parte de componente
aeróbico, siendo la carrera el ejercicio aeróbico más representativo. Son también
deportes predominantemente aeróbicos, el ciclismo y la natación.8,34
En el ejercicio físico dinámico, la respuesta cardiovascular aguda se caracteriza
por un incremento del consumo de oxígeno a expensas de la frecuencia cardíaca,
15
predominantemente, y, en menor cuantía, del volumen de eyección ventricular. A
medida que el ejercicio dinámico se va realizando, la frecuencia cardíaca y el
volumen de eyección van paulatinamente aumentando hasta llegar a un máximo
en el que se estabilizan.12 El volumen de eyección se estabiliza antes que la
frecuencia cardíaca, debido a que la taquicardia supone un acortamiento de la
diástole y, por lo tanto, un menor volumen de llenado diastólico. La presión arterial
sistólica aumenta durante el ejercicio dinámico, pero no suele superar los 220 mm
Hg. La presión arterial diastólica se modifica poco (no varía, o aumenta o
disminuye discretamente) y la presión arterial media sólo se eleva ligeramente,
siendo raro que supere los 120 mm Hg. La respuesta de la tensión arterial, sin
embargo, depende de ciertos factores.7 La presión arterial sistólica aumenta
proporcionalmente más en los individuos no entrenados que en los deportistas.
Asimismo, el aumento de la presión arterial es más acusado en los deportes que
utilizan fundamentalmente los brazos, en comparación con los que se utilizan
predominantemente las extremidades inferiores.11,34
El entrenamiento físico aeróbico da lugar a un aumento del consumo máximo de
oxígeno, que puede llegar a valores de 40-45 mL/Kg/min hasta 60-80 mL/Kg/min.
El aumento del consumo máximo de oxígeno se debe a un incremento tanto del
gasto cardiaco como de la captación de oxígeno por el músculo. 35 El aumento del
gasto cardiaco es consecuencia del incremento del volumen de eyección
ventricular, ya que la frecuencia cardíaca no aumenta; la frecuencia cardíaca
máxima de los deportistas aeróbicos36 es similar al de las personas no entrenadas.
El aumento de la captación de oxígeno es debido a un mejor flujo capilar y a una
mayor capacidad metabólica muscular.11,37 El entrenamiento con ejercicio físico
dinámico da lugar a un descenso de la frecuencia cardíaca en reposo y a una
disminución de la respuesta de la frecuencia cardíaca ante el esfuerzo. La
frecuencia cardíaca en reposo disminuye debido a un aumento del tono vagal,
pero el estímulo simpático se mantiene sin cambios. Sin embargo, ante el
16
esfuerzo, el estímulo simpático nervioso y la liberación de catecolaminas son
proporcionalmente menores que en el individuo no entrenado. La primera
modificación estructural que se describió en el corazón del deportista fue el
aumento de tamaño del mismo. Diferentes estudios realizados con ecocardiografía
o mediante observación en necropsia, han demostrado que el corazón de los
deportistas de resistencia tiene un mayor diámetro y un mayor grosor de sus
paredes que el de los individuos no entrenados. 8,38 Las funciones sistólica y
diastólica del ventrículo izquierdo en el deportista de resistencia han mostrado
ligeros cambios en diferentes estudios. Sin embargo, tomados globalmente, las
funciones sistólica
y
diastólica
del
deportista no
parecen
significativamente con respecto a las de las personas no entrenadas.
variar
7,39
En conclusión el ejercicio físico aeróbico viene representado, fundamentalmente,
por la carrera, el ciclismo y la natación. La respuesta cardiovascular aguda en este
tipo de ejercicio se caracteriza por un incremento del consumo de oxígeno a
expensas de la frecuencia cardíaca, predominantemente, y, en menor cuantía, del
volumen de eyección ventricular10. El entrenamiento con este tipo de deporte da
lugar a un aumento del consumo máximo de oxígeno, debido a un incremento
tanto del gasto cardiaco como de la captación de oxígeno por el músculo.
Asimismo, produce un descenso de la frecuencia cardíaca en reposo y a una
disminución de la respuesta de la frecuencia cardíaca ante el esfuerzo17. El
entrenamiento físico aeróbico da lugar, al menos en teoría, a una hipertrofia
excéntrica del corazón, en la que el incremento del diámetro del ventrículo
izquierdo es proporcional al aumento del grosor de la pared ventricular. Sin
embargo, ningún deportista realiza un ejercicio estrictamente aeróbico en su
entrenamiento, por lo que en muchos de ellos se observa que el incremento del
grosor de la pared es proporcionalmente mayor que el del diámetro ventricular.14,40
17
2.6.- PIROFOSFATO DE TIAMINA
Las vitaminas son nutrientes esenciales para el organismo humano, debido
a que no le es posible sintetizarlas o su velocidad de producción es inadecuada).
Aunque la composición química de las vitaminas es diversa y sus funciones son
heterogéneas, se organizan en dos grupos, uno de los cuales incluye las vitaminas
hidrosolubles (Complejo B, ácido ascórbico) y el otro las liposolubles (A, D, E, K).
Una vez que han ingresado al organismo, la mayoría de las vitaminas requieren
una activación que les permita ejercer su función biológica. En el caso de las
vitaminas hidrosolubles como la tiamina, riboflavina, el ácido nicotínico y
piridoxina, sufren una fosforilación, en tanto que otras requieren un acoplamiento
(rivoflavina, ácido nicotínico, piridoxina).2
La tiamina o vitamina B1 fue el primer miembro del complejo B en ser identificado.
En 1911, Funk la aisló, reconociéndola como parte de una nueva clase de factores
alimentarios denominados vitaminas, cuando se identificó fue llamada vitamina B1.
En 1926, Jansen y Donath, la aislaron en forma cristalina, en 1936 Williams
determinó su estructura y el Council on Pharmacy and Chemistry adoptó el
nombre de tiamina para designar a la vitamina B1 cristalina. Se reconoció su
existencia en tejidos animales y vegetales, determinando su importancia para el
humano cuando se precisó que la deficiencia o ausencia de esta vitamina,
provocaba severos trastornos, concluyendo que el humano no la sintetizaba.6
La estructura de la tiamina contiene un núcleo pirimidina y uno tiazol
enlazados por un puente metileno (figura No. 2), su forma activa presenta dos
18
Figura No. 2.- (A).- Estructura de la tiamina libre. En su forma activa como pirofosfato de
tiamina (Cocarboxilasa), el grupo OH se remplaza por un pirofosfato (B).(Mayes,
1997).
fosfatos de alta energía, por lo que se le denomina pirofosfato de tiamina o
cocarboxilasa. La tiamina tiene un peso molecular de 373.3 Daltones y la
cocarboxilasa de 460.79 Daltones. La cocarboxilasa es un sólido de coloración
blanca, en forma de agujas finas de aspecto estrellado; muy soluble en agua, con
un punto de fusión de 236ºC. En soluciones ácidas resiste temperaturas hasta de
100ºC sin modificación en su estructura y funciones biológicas, pero es inestable a
pH alcalino, en cuyas condiciones reacciona químicamente provocando apertura
del anillo tiazol, destruyendo con esto su actividad biológica3,41
Aproximadamente el 80% de la tiamina presente en tejidos animales se encuentra
en forma de cocarboxilasa (pirofosfato de tiamina), el resto se encuentra como
tiamina libre, monofosfato o trifosfato de tiamina
La tiamina que ingresa al organismo por medio de la dieta se encuentra
mayormente en sus formas fosfatadas, principalmente como cocarboxilasa; pero
según estudios en diferentes animales, se ha encontrado que su absorción a partir
del intestino sólo se realiza en su forma libre; por lo tanto, a nivel intestinal los
19
ésteres de tiamina como el mono, piro o trifosfato de tiamina, son desfosforilados
por la acción de fosfatasas intestinales hasta tiamina libre. Las concentraciones de
tiamina en intestino son muy pequeñas (<1 M); por lo tanto, para su absorción el
organismo emplea un transporte activo que requiere de energía (ATP); pero
cuando las concentraciones de tiamina incrementan por arriba de 1M, se inicia el
ingreso por difusión simple, de tal forma que a medida que las concentraciones
intestinales de tiamina suben, la cantidad de esta vitamina absorbida por este
proceso es mayor. La absorción por lo general se limita a una cantidad máxima
diaria de 8 a 15 mg/día, pero esta cantidad puede excederse mediante
administración por vía oral, en dosis divididas, o por los alimentos consumidos En
el humano, la absorción se realiza principalmente a nivel de duodeno, mientras
que en ratas se confina a los 22 cm mas próximos del intestino delgado 4,42
La tiamina al ingresar al torrente circulatorio es distribuida a todos los
tejidos, en donde penetra las membranas celulares por medio de un proceso de
transporte facilitado y difusión simple, ingresando al espacio intracelular. Cuando
llega al hígado y encéfalo es fosforilada rápidamente hasta mono-, piro- o trifosfato de tiamina, por la acción de la pirofosfoquinasa de tiamina; de éstos, los
ésteres cocarboxilasa y trifosfato de tiamina son los que han demostrado actividad
biológica directa. Ahora bien, considerando el peso corporal total en el humano
adulto, el contenido de tiamina es de aproximadamente 0.4 g/g, mientras que en
una rata es alrededor de 2 g/g, La distribución total de tiamina en los diferentes
órganos o tejidos varia ampliamente entre una especia y otra; así, en el hígado de
los ratones se ha reportado una concentración de 16.29 g/g, en las ratas de 13.3
g/g, en el humano de 2.2 g/g, y en el bacalao de 0.3 g/g, de hecho, en una
misma especie existen diferencias importantes. Por lo general el hígado contiene
la mayor concentración de tiamina, le sigue el corazón, el riñón y el cerebro.
Específicamente en el ratón se han determinado que el hígado contiene
20
aproximadamente 16.29 g/g, el corazón 14.99 g/g, el riñón 13.72 g/g, el tejido
adiposo 4.04 g/g, el páncreas 3.27 g/g, el cerebro 2.8 g/g, en músculo hay
1.98 g/g y 0.35 g/ml en sangre43. La tiamina tiene una proporción cambiante
relativamente alta en el organismo, y aunque no se almacena en grandes
cantidades, el órgano considerado de almacenamiento es el hígado. A pesar de la
concentración baja en los músculos, el 40% del contenido total se encuentra en
ellos como consecuencia de su mayor volumen.
En el humano el nivel de tiamina en toda la sangre varia de 0.050 a 0.120 g/ml, y
en las ratas entre 0.196 a 0.412g/ml. En general, sólo un 10% de la tiamina que
se encuentra en la sangre (0.8%) se localiza en suero, y el otro 90% dentro de los
eritrocitos y leucocitos, de estas dos series de células sanguíneas,los leucocitos
concentran 10 veces más esta vitamina que los eritrocitos,6,44
2.6.1. - Función biológica de la cocarboxilasa
No se ha determinado una función específica en el organismo donde actúe la
tiamina en su forma libre; por lo tanto, para realizar su función biológica requiere
pasar por un proceso de activación, catalizado por la enzima pirofosfoquinasa de
tiamina dependiente de energía (ATP), esta enzima se ha identificado en hígado y
encéfalo. En este proceso se unen dos fosfatos de alta energía a la tiamina,
biotransformandose en pirofosfato de tiamina o cocacarboxilasa
3,45
Esta cocarboxilasa es una coenzima indispensable para la actividad catalítica de
24 reacciones bioquímicas del metabolismo donde actúa junto con la enzima
correspondiente catalizando reacciones de transcetolación y descarboxilación.
Una de estas enzimas es un complejo enzimático denominado complejo piruvato
deshidrogenasa (CPD) de la cual forma parte el PPT cataliza la conversión de
piruvato, CoA y difosfato de nicotinamida y adenina oxidado (NAD+), hasta acetil21
CoA, NADH y bióxido de carbono (CO2). La primer fase para la reacción de este
complejo multienzimático consiste en su saturación completa con cocarboxilasa,
esto se logra cuando cada molécula de E1 está unida a dos moléculas de la
coenzima; sin embargo, se ha encontrado que un incremento en la concentración
de cocarboxilasa,
provoca cambios conformacionales y funcionales del CPD,
incrementando la velocidad de reacción del complejo, disminuyendo la Km para el
piruvato en 4 veces, con un coeficiente de Hill de 1. Se ha encontrado que una
concentración aproximadamente de 0.2 mM de cocarboxilasa, es la óptima para
incrementar la actividad del complejo piruvato
3,46
deshidrogenasa (CPD) La
transcetolasa es una enzima del ciclo de las pentosas que necesita de
cocarboxilasa y un ion divalente para ejercer su actividad catalítica. Esta vía es un
importante punto de ramificación en el metabolismo de los carbohidratos, siendo
una ruta alternativa para la oxidación de la glucosa, además de ser la única fuente
de ribosa necesaria para la biosíntesis de los nucleótidos. Por medio de la vía de
las pentosas se produce el gliceraldehido-3-fosfato que también es metabolito de
la glucólisis, en este punto de convergencia entre estas dos rutas metabólicas, se
encuentra la transcetolasa, enzima que cataliza la reacción entre la xilulosa-5fosfato y la eritrosa-4-fosfato, obteniendo como productos a la fructosa-6-fosfato y
el gliceraldehído-3-fosfato. También en la vía de las pentosas se producen los
NADPH requeridos para las síntesis reductivas, como la biosíntesis de ácidos
grasos y esteroides, además de reducir sustancias tóxicas como el H2O2, que en
el eritrocito incrementa la velocidad de oxidación de la hemoglobina a
metahemoglobina. La actividad de esta vía metabólica es baja en músculo
esquelético e hígado, pero muy alta en tejido adiposo, glándulas mamarias,
corteza adrenal y eritrocitos. La importancia de esta vía metabólica para el
metabolismo de los carbohidratos es tal, que en algunas especies animales el
35% de la glucosa es metabolizada por esta vía.3,47
22
2.6.2.- Requerimientos de tiamina
Se ha estimado que en el humano la tasa de recambio de la tiamina es
relativamente alta, en general se ha estipulado que los requerimientos mínimos
para el humano se encuentran entre 1 y 1.2 mg por día, cantidad destruida por el
organismo en 24 horas. Ahora bien, debido a que la cocarboxilasa juega un papel
importante
en
el metabolismo
intermediario,
participando
en
reacciones
catabólicas específicas para la oxidación completa tanto de carbohidratos como de
lípidos y aminoácidos, una forma más específica de calcular los requerimientos de
tiamina es en base a la dieta, esto es, que por cada 1000 calorías consumidas en
los alimentos se necesitan 0.2 a 0.23 mg de tiamina. Estas cantidades también se
han calculado en microgramos de tiamina requeridos por cada kilogramo de peso
corporal, encontrando que para el humano el valor promedio requerido es de 2030 g/kg. En tanto que Pierre desde 1961 ha descrito que 1 mg/kg/día de tiamina
es la cantidad requerida para el desarrollo normal de las ratas, por otro lado
Machlin (1990) considera que el requerimiento es de 0.5-0.6 mg/kg de peso para
las ratas y ratones, pero mas recientemente se han encontrado síntomas de
deficiencia en ratas alimentadas con una dieta cuyo contenido de tiamina fue de
0.55 mg/kg.11,48,49
Las necesidades de tiamina se ven afectadas por varios factores fisiológicos y
fisiopatológicos que tienen alguna intervención con esta vitamina. Entre estos se
encuentra la composición de la dieta,9 ya que un consumo alto de carbohidratos
requiere mayor demanda de tiamina, también existen suficientes fundamentos
para afirmar que la ingesta excesiva de alcohol reduce la absorción de tiamina a
nivel intestinal, el consumo de algunos alimentos que contiene sustancias
tiamínicas y antitiamínicas ocasionan disminución de las cantidades de ésta. Los
estados físicos o fisiológicos como la fiebre, crecimiento rápido, hipertiroidismo,
23
preñez y lactancia, aumentan las necesidades de tiamina. Por otro lado, los
estados patológicos de diarrea y malabsorción incrementan los requerimientos,
incluso la variaciones en la temperatura del ambiente ya sea un aumento o una
disminución es capaz de incrementar las necesidades de tiamina
50
.
2.6.3. - Deficiencias de tiamina y cocarboxilasa
Tradicionalmente los síntomas principales de la deficiencia de tiamina se han
relacionado con el sistema nervioso (beri beri seco) y el sistema cardiovascular
(beri beri húmedo), con signos y síntomas característicos de las neuritis
periféricas), patología ocasionada por consumir dietas deficientes en tiamina. Otro
efecto relacionado con la deficiencia de tiamina ha sido encontrado con mayor
incidencia en países occidentales asociado al abuso en el consumo de alcohol, el
cual es conocido como síndrome de Wernicke-Korsakoff o encefalopatía de
Wernicke. Además de estas dos situaciones que ocasionan disminución en la
concentración de tiamina, también se ha identificado descenso cuando se
presentan náuseas o vómito, alteraciones para la absorción (colitis ulcerosa y
cáncer) o cuando existe alteraciones en la utilización (hepatitis o cirrosis).41,43
Varias alteraciones metabólicas de importancia clínica pueden estar vinculadas
directamente con el efecto bioquímico de la tiamina de tal forma que cuando se
registran deficiencias de esta vitamina, las concentraciones de piruvato
incrementan En un 76% de los pacientes diabéticos se han medido cifras de
tiamina por abajo del rango considerado como normal (50 ng/ml); además de
identificar una disminución en la actividad de la transcetolasa eritrocítica en el 79%
de estos mismos pacientes 43
En ratas alimentadas con una dieta cuyo contenido en tiamina fue de 0.55 mg por
cada 100g de alimento, o menos; se presentaron deficiencias de tiamina,
manifestándose
entre
otros síntomas, una pérdida marcada de peso corporal
24
A pesar de las evidencias que fundamentan una correlación negativa entre las
concentraciones de tiamina y los niveles de lactato en sangre, la medición de éste,
no ha demostrado ser una prueba muy específica para determinar la deficiencia de
esta vitamina, para tal efecto se ha encontrado mayor correlación entre la
actividad de la transcetolasa eritrocítica y las concentraciones de tiamina, esto
debido a que existe una relación directa entre la actividad de la transcetolasa
eritrocítica y las concentraciones de esta vitamina en el organismo, de tal forma
que una deficiencia de tiamina va acompañada de una disminución en la actividad
de la transcetolasa eritrocítica
43
En orina se ha determinado que la concentración
de tiocromo es un presuntivo indicador de los niveles de tiamina en el organismo
En el caso de la diabetes se ha encontrado una disminución en su concentración
reportando como causa de interferencia con la utilización o por incrementar los
requerimientos de ésta41 de hecho, se reporta que en pacientes con diabetes
mellitus la tiamina es la única vitamina que presenta una correlación negativa
entre la glucemia y las concentraciones de tiamina en sangre
40
2.6.4. - Relación del metabolismo de la glucosa con la cocarboxilasa
La diabetes mellitus (DM) es una alteración sistémica crónica de origen
multifactorial que afecta el metabolismo, pero se caracteriza por hiperglucemia
crónica persistente aun en ayuno. La glucosa es el monosacárido que se
encuentra en mayor concentración en los mamíferos, su metabolismo puede
seguir tres procesos diferentes, uno de estos implica su almacenamiento como
glucógeno o transformación a triglicéridos, otro esta relacionado con su conversión
en compuestos diferentes que a su vez son precursores de metabolitos más
especializados, y la última posibilidad de transformación considerada, consiste en
su degradación por medio de procesos oxidativos para la producción de energía
en forma de ATP. La oxidación de la glucosa se lleva a cabo principalmente por
25
medio de las rutas catabólicas oxidativas de glucólisis, ciclo de los ácido
tricarboxílicos, cadena respiratoria y el ciclo de las pentosas. Estos procesos
comprenden una serie de reacciones biocatalizadas por enzimas, que requieren
para su actividad catalítica la presencia de cofactores y coenzimas. Estas
coenzimas son pequeñas moléculas comparadas con los complejos enzimáticos,
pero que han demostrado tener la capacidad para acelerar o retardar las
reacciones biológicas en donde actúan.46
Dentro de las rutas metabólicas existen algunas reacciones que pueden ser
activadas o desactivadas, permitiendo de esta manera su control, con lo que
aceleran o retardan la velocidad con la cual los substratos son metabolizados.
La oxidación del piruvato hasta acetil-CoA establece la conexión entre glucólisis y
ciclo de Krebs, pero esta reacción es catalizada por el complejo piruvato
deshidrogenasa, en cuya actividad participa la cocarboxilasa, que ha demostrado
tener efecto sobre este complejo multienzimático, disminuyendo su actividad
cuando existen deficiencias de la coenzima, o incrementándola en presencia de
concentraciones mayores. Una deficiencia de ésta coenzima provoca disminución
en la afinidad del complejo por el piruvato, y con ello su velocidad de oxidación se
reduce proporcionalmente a la deficiencia de cocarboxilasa, provocando un
incremento en las concentraciones de piruvato, pero éste se reduce hasta lactato,
favoreciendo con ello una ácidosis láctica . 2,46
El efecto de la cocarboxilasa sobre el complejo piruvato deshidrogenasa se ha
encontrado desde hace ya varios años Clínicamente se ha reportado que en
enfermos con descompensación cardiaca grave, se presenta un aumento tanto en
el índice de ácido pirúvico como en los niveles de tiamina en sangre, mientras que
en el corazón, tanto las concentraciones de tiamina como las de cocarboxilasa
estuvieron disminuidas, pero a pesar de la administración de tiamina la
descompensación apenas cedió en medida muy limitada. Así, en pacientes con
26
descompensación cardiaca la hiperpiruvicemia encontrada fue de 1.84 mg % en
promedio, con la administración de 100 mg de tiamina los niveles disminuyeron
hasta 1.34 %, en tanto que con la administración de 200 mg de cocarboxilasa el
descenso fue hasta 1.01 %2,51.
Bajo condiciones de hiperglucemia como es el caso de la diabetes mellitus, se ha
demostrado que las concentraciones de tiamina son menores, esto se logró por
medio de un modelo experimental, donde se indujeron ratones a la diabetes
mellitus con aloxano a una dosis de 170 mg/kg por vía intravenosa, se aplicó
insulina por 5 días y a los 14 días de la inducción se midieron los niveles de
tiamina, encontrando en el hígado de los roedores una disminución en las
concentraciones de esta vitamina. Para el caso de los ratones diabéticos las
concentraciones fueron de 7.71g/g y para
los controles de 16.29 g/g. Sin
embargo en corazón, los niveles de tiamina incrementaron
hasta 18.63 g/g
contra 14.99 g/g de los controles, pero en este mismo órgano las
concentraciones de cocarboxilasa disminuyeron en un 27% comparadas con el
grupo control. Además, cuando los ratones inducidos a diabetes se mantenían sin
tratamiento insulínico, todos morían en el transcurso de 7 días, pero cerca del 40%
de los ratones a los cuales se les administro tiamina, sobrevivieron por mas de 14
días .
Tratando de comprender mejor los efectos de la cocarboxilasa bajo condiciones de
hiperglucemia, se han realizado estudios in vitro con derivados de las vitaminas B1
y B6, para probar la posible utilidad de estas moléculas como inhibidores para la
formación de compuestos de glucosilación avanzados en presencia de glucosa,
encontrando que tanto la piridoxamina como la cocarboxilasa presentaron una
inhibición efectiva post-amadori, reflejándose como una disminución en los niveles
finales de los compuestos de glucosilación avanzada.
27
2.6.6. - Aplicaciones de tiamina y cocarboxilasa
Se considera que los requerimientos mínimos de tiamina para el hombre y los
mamíferos, son cubiertos totalmente con una dieta balanceada; sin embargo,
existen condiciones específicas que originan deficiencias de esta vitamina; por lo
tanto, Harman (1996) considera que el único uso terapéutico establecido de la
tiamina es el tratamiento o la profilaxis para la deficiencia, con el objetivo de
corregir el trastorno tan rápido como sea posible, por lo general se administran
dosis por vía intravenosa de 100 mg/L de líquido parenteral, además, todos los
alcohólicos atendidos de urgencia reciben de manera sistemática 50 a 100 mg de
tiamina.42 Sin embargo, existen evidencias donde la aplicación de tiamina no ha
logrado restaurar la patología ocasionada por una severa deficiencia de tiamina,
tal es el caso del síndrome de Wernicke-Korsakoff o encefalopatía de Wernike,
que en etapas muy avanzadas, al parecer sólo se ha logrado revertir el proceso
con la aplicación de cocarboxilasa.41
En alteraciones o etapas patológicas donde se ha identificado un incremento en la
concentración de piruvato, con la aplicación de tiamina se ha logrado disminuir
parcialmente la alteración, mientras que con la aplicación de cocarboxilasa la
corrección de la hiperpiruvicemia o ácidosis láctica es más rápida y completa,
aliviando con ello los síntomas clínicos ocasionados por la disfunción Entre los
casos específicos existen evidencias donde la aplicación de cocarboxilasa en
pacientes con descompensación cardiaca, logró abatir la hiperpiruvicemia. En el
caso de pacientes que cursan con coma diabético, la cocarboxilasa ha
demostrado ser útil para superar estas crisis.51
Se han encontrado deficiencias de cocarboxilasa en pacientes que han sufrido un
trauma mayor (severidad mayor de 12), sin embargo, a pesar de que a estos
28
pacientes recibieron nutrición parenteral con 1.24 mg de tiamina por día, después
de una semana se confirmó una deficiencia severa de cocarboxilasa ).
Para el desarrollo normal de las ratas se emplean dietas con un contenido del
orden de 0.9 mg de tiamina por cada 100 g de peso (Hobara y Yasuahara, 1981),
cuando la proporción de tiamina en el alimento desciende, aparecen algunos
síntomas característicos, entre los que se encuentran la pérdida de peso corporal,
pero si estos mamíferos son alimentados con un preparado cuyo contenido de
tiamina es mayor al considerado como mínimo necesario, no se han reportado
alteraciones específicas importantes, sin embargo, la concentración de tiamina en
las mitocondrias incrementa, esto se ha verificado en ratas alimentadas con 55
mg/kg).43
La aplicación de cocarboxilasa con fines experimentales ha demostrado prevenir
los efectos de la hipoxia en diversos animales y bajo condiciones variables, en
conejos mantenidos dentro de una cámara presurizada simulando una altura de
9’000 a 10’000 metros, en ratas llevadas a 6’000 metros de altura, ratas recién
nacidas en atmósfera con solo 2.8% de oxígeno, el efecto obtenido se considera
una consecuencia de la actividad reguladora que presenta la cocarboxilasa sobre
el metabolismo tisular.52
2.6.7. - Toxicidad de la tiamina
Amplios estudios sobre la toxicidad de la tiamina indican un margen de seguridad
de la tiamina muy amplio, entre las dosis terapéuticas efectivas y las dosis tóxicas.
La proporción entre los requerimientos diarios de tiamina y sus dosis letales han
sido estimadas entre 600-70’000 dependiendo de la vía de administración. Por vía
intravenosa en ratas, ratones, conejos y perros, las dosis letales fueron de 125,
250, 300 y 350 mg/kg respectivamente. La proporción de dosis letales por vía
intravenosa en relación con las administradas por vía subcutánea y oral se
29
localizaron en 1:6:40, en los monos se necesitó de una dosis superior a 600 mg/kg
para producir síntomas tóxicos. La intoxicación ocurre por fallas en el centro
respiratorio, de tal forma que con respiración artificial la dosis letal puede ser
mucho mas alta. Los perros y los monos parecen ser menos sensibles que los
roedores a las intoxicaciones por tiamina.
En los humanos, no se han reportado efectos tóxicos con dosis altas por vía oral,
con excepción de algunos posibles trastornos gástricos, incluso grandes dosis
administradas (100-500 mg) fuera del tracto digestivo por lo general son bien
toleradas. En miles de inyecciones de tiamina por vía subcutánea, intramuscular, o
intravenosa a dosis entre 100 y 200 veces mayores a los requerimientos diarios
recomendados, la mayoría de los ejemplos reportados de las reacciones tóxicas
han sido repetidas en inyecciones fuera del trato digestivo y se debieron
indudablemente a la sensibilización y choque anafiláctico.53
30
3.- PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
En
el ejercicio aeróbico existen una serie de
representadas por un
respuestas fisiológicas
incremento en el consumo máximo de oxígeno y la
frecuencia cardíaca lo que permite al organismo disponer de glucosa por vía
aeróbica, reduciendo así la cantidad de este metabolito durante una actividad
física30 e incrementando la producción de lactato. Se conoce que el pirofosfato de
tiamina
es necesario
en
la
vía
metabólica
involucrado
tanto
para
la
descarboxilación del piruvato hasta acetil-CoA, como para la descarboxilación del
alfacetoglutarato hasta acetil-CoA dentro del ciclo del ácido cítrico, favoreciendo
de esta manera la oxidación de la glucosa por la vía aeróbica para la obtención de
ATP34 y reduciendo la producción de lactato.2
Por otro lado, existen evidencias que en alteraciones metabólicas o en
etapas patológicas, como
la acidosis láctica que se presenta en la diabetes
mellitus,36 así como en la descompensación cardiaca grave 37,38, ocurre una
hiperpiruvicemia con acidosis láctica y que la administración de pirofosfato de
tiamina logra
recuperar los valores alterados, aliviando con ello los síntomas
ocasionados por la disfunción.Tomando en cuenta las evidencias anteriores, es
posible sugerir que el PPT pudiese tener un efecto sobre los niveles séricos de
lactato; tentativamente al incrementar la utilización del piruvato 39,aumentar el
consumo máximo de oxígeno
y de manera moderada la frecuencia cardíaca.
Estas acciones no han sido analizadas en personas que practican una actividad
aeróbica; por lo cual consideramos necesario plantearnos la siguiente pregunta:
¿ Existe
aumento del consumo máximo de oxígeno y moderadamente de la
frecuencia cardíaca al disminuir la concentración de ácido láctico serico mediante
el pirofosfato de tiamina en atletas que practican una actividad aeróbica ?
31
4.- HIPÓTESIS
4.1- HIPOTESIS DE TRABAJO
El pirofosfato de tiamina es necesario para descarboxilación del piruvato
hasta acetil-CoA y del alfacetoglutarato hasta acetil-CoA dentro de ciclo del ácido
cítrico, por lo tanto incrementa la oxidación de los carbohidratos por la vía aeróbica
para la obtención de ATP y la disminución en la generación del lactato,
incrementando
significativamente
el
consumo
máximo
de
oxígeno
y
moderadamente la frecuencia cardíaca
4.2.- HIPOTESIS ALTERNA
Los niveles de lactato sanguíneo disminuyen en la presencia de pirofosfato de
Tiamina, aumentando el consumo máximo de oxigeno y moderadamente la
frecuencia cardíaca en atletas que practican un actividad aeróbica
4.3.- HIPOTESIS NULA
Los niveles de lactato sanguíneo no se modifican en presencia de pirofosfato de
Tiamina en personas que practican una actividad aeróbica existiendo por lo tanto
una disminución en
el consumo máximo de oxìgeno y un incremento
considerable de la frecuencia cardíaca
32
5.- OBJETIVOS
5.1.- OBJETIVO GENERAL
Determinar los niveles de lactato sanguíneo en relación con el consumo máximo
de oxígeno y la frecuencia cardíaca en presencia de pirofosfato de tiamina en
atletas que practican una actividad aeróbica.
5.2.- OBJETIVOS ESPECIFICOS
1.- Cuantificar la concentración de lactato sanguíneo, el consumo máximo de
oxígeno y la frecuencia cardíaca en atletas sometidos a una actividad aeróbica
en ausencia y presencia de PPT.
2.- Determinar la concentración de lactato sanguíneo,el consumo máximo de
oxígeno y la frecuencia cardíaca en atletas sometidos a una actividad aeróbica
antes y después de la aplicación de placebo.
3.- Comparar los niveles de lactato sanguíneo, el consumo máximo de oxígeno
y la frecuencia cardíaca entre los sujetos de un mismo grupo los cuales seran a
la vez testigos y de prueba
33
6.- MATERIAL Y METODOS
6.1.- DISEÑO DE ESTUDIO
Ensayo clínico, doble ciego, cruzado
6.2.- POBLACIÓN DE ESTUDIO
Individuos del sexo masculino entre 18 y 25 años de edad que cumplan con los
criterios de inclusióny formen parte de selecciones representativas de la
Universidad de Colima
6.3.- CRITERIOS DE INCLUSION:
- Individuos que estén dentro del rango del universo de estudio
- Autoricen su consentimiento para participar en la prueba
- Practiquen una actividad aeróbica con regularidad
- Que alcancen una frecuencia cardiaca de 170 x minuto
6.4.- CRITERIOS DE EXCLUSION:
- Cualquier alteración física o mental no compatible con la actividad física
y ponga en riesgo la salud del evaluado y se mencionan a continuación:
Absolutas: Arritmias, taquidisritmias.
Relativas: Anomalías electrolíticas, incapacidad psiquiátrica, angustia emocional
significante
-
No estén dentro del rango del universo
-
Retiro voluntario
34
6.5.- TAMAÑO DE MUESTRA:
Utilizamos la formula para calcular el tamaño de muestras con objeto de
comparar las medias de dos grupos dependientes:
n=
(1.96 + 0.84) (1.9) = 5.32 = 3.202 = 10.25
4.57 - 2.91
1.66
n = 10.25 x 2 = 20.5 + 4.2 = 24.7
n = Tamaño de la muestra
= 1.96
 = 0.84
 = Desviación estándar
  = Media del grupo 1
  = Media del grupo 2
Los valores utilizados en la fórmula corresponden a los resultados obtenidos en un
estudio previo donde se utilizó el PPT en sujetos sedentarios. 54 La figura 4
presenta el diagrama de flujo del ensayo clinico realizado.
6.6.- ANALISIS ESTADISTICO:
Para efectos de estadística descriptiva, se utilizaron promedios, desviación
estándar y varianza. Para efectos de estadística inferencial se utilizo la prueba “t”
de Student pareada
55
Las diferencias se consideraron significativas cuando p <
0.05.56
35
29 Pacientes elegibles
2 exclusiones
Razón: Criterios de
exclusión (n=2)
27 aleatorizados
27 Recibieron
Solución placebo
27 Tuvieron seguimiento
27 analizados
Datos disponibles
Para 27 (100%)
27 Recibieron
Solución de PPT
27 Tuvieron seguimiento
27 analizados
Datos disponibles
Para 27 (100%)
Fig 4 DIAGRAMA DE FLUJO DEL ENSAYO CLINICO
36
6.7.- DESCRIPCIÓN DEL ESTUDIO
Se seleccionaron veintisiete sujetos que cumplieron con los criterios de
inclusión y manifestaron su deseo de
participar en el estudio, con previo
consentimiento por escrito.
Una vez seleccionados las personas se formo un solo grupo en el cual los
sujetos participaron en forma aleatoria, como
testigo y
de prueba,
administrándoseles por vía intravenosa a cada uno de ellos agua bidestilada
estéril y llamándola solución testigo, y pirofosfato de tiamina que denominamos
solución de prueba. El agua estéril y el PPT se administraron disueltos en 80 ml
de solución isotónica 0.9% de NaCl,por vía intravenosa a dosis de 1 mg/kg basado
en estudios preliminares (piloto) en los cuales se encontró que en la concentración
de 1,3 y 5 mg/kp IV de PPT no existe diferencia significativa en cuanto a la
reduccion de lactato en personas sedentarias antes y después del ejercicio,
apicandose en un intervalo de tiempo de 60 minutos; esperando un lapso de 24
hs de
aplicada
la solución
testigo
para determinar los valores basales y
finales de las variables. Emplenado en el caso del consumo maximo de oxigeno
el test PWC 170 que aplica el criterio de que en estos sujetos el VO2max se
alcanza a una frecuenciacardíaca de 170 latidos por minuto. Tambié se utilizó el
protocolo de Pugh modificado, el cual se realizó en una banda sin fin con una
elevación ùnica de 1 grado y una velocidad inicial de 4 kms /h, con etapas
sucesivas de incremento de 2 kilomertros (2,4,6,8 etc) con una duracion de tres
minutos con cada una hasta el final de la prueba (16 kms), procediéndose a
cuantificar las variables y registrar los resultados. Posterior a un período de lavado
de 4 semanas (tiempo estimado de la desaparición del efecto) se efectuó el
cruzamiento de las soluciones y se realizó el procedimiento señalado
anteriormente.
37
6.8.-ASPECTOS ETICOS
Este protocolo cumple co el Reglamento de la Ley General de Salud en
materia de investigación para salud y la
declaracion de Helsinki en 1975 y
expedida en Edimburgo, Suecia en Octubre del 2000
38
METODOS DE CUANTIFICACION DE VARIABLES
Determinación de la frecuencia Cardiáca
La frecuencia cardiaca inicial y final
se determinó mediante el uso de un
pulsómetro marca Polar que está compuesto por dos elementos, un emisor que
capta la señal de frecuencia cardíaca y la transmite y un receptor. En los aparatos
actuales la transmisión se hace por radiofrecuencia con lo cual no existen cables
ni elementos que puedan resultar molestos durante la realización del ejercicio. 7-10
La exactitud de la medición de la frecuencia cardíaca de los pulsómetros
modernos es comparable a la de los equipos de laboratorio que utilizan técnicas
electrocardiográficas, sin que existan diferencias significativas entre ambos. 7-13
Medición del Consumo Máximo de Oxígeno (VO2 max)
Actualmente el test PWC 170 utilizado extensamente en todo el mundo es
la prueba preferida para determinar la aptitud fisica en adultos y en jóvenes ya que
aplica el criterio de que en los sujetos que practican una actividad aeróbica
(carga de trabajo) el VO2max se alcanza a una frecuencia de 170 latidos por
minuto estabilizándose dicha frecuencia durante el tiempo que dure la actividad
física.14-21
Para alcanzar la mencionada intensidad de trabajo se utilizó el protocolo de Puhg
,el cual se realiza en una banda sin fin con una elevacion unica de 1 grado y una
velocidad inicial de 4 kms /h con etapas sucesivas de 2 kilomertros con una
duracion tres minutos con cada una (2,4,6,8 etc)hasta el final de la prueba (16
kms) determinandose el V02 Max de manera indirecta, tomando en cuenta la
velocidad a la que se alcanzo el PWc 170 mediante la siguiente formula:22-23
VO2máx.= (3.656 x V) - 3.99 (Donde V= Velocidad en Km/h)
39
Medición del acido láctico (método seco)
Se realizó por medio del Analizador Accusport
57
En este instrumento. la
medición se realiza a través de la determinación enzimática y fotometría,
empleando una longitud de onda de
660 nm, utilizando muestras de sangre
capilar Su rango de medición es de 0.8 - 22 mmol/L, en sangre y en plasma es de
0.7-27 mmol/L.
Se pueden exhibir los valores de lactato en sangre pura o de plasma,puesto
que este instrumento usa para las lecturas un factor de conversión interno, siendo
su tiempo de medición de aproximadamente 60 segundos
Las tiras de lactato tienen una longitud de 46 mm x 6 mm y constan de
cuatro capas: una capa amarilla donde se deposita la sangre,la siguiente es de
fibra de vidrio y separa las células rojas de la sangre,la tercera donde ocurren las
mediciones químicas en el plasma de la sangre y la última, constituye solo un
apoyo a lo largo de la tira.
Técnica: Previa asepsia, se efectúa una punción en el lóbulo de la oreja
permitiendo el flujo sanguíneo hasta formar una gota de sangre capilar pura, la
cual inmediatamente se aplica
en tiras reactivas para lactato, procediéndose a
introducirla en el analizador y esperar los resultados.33
Reactivos.
Para el presente trabajo de investigación se emplearon, solución salina al 0.9 %
de NaCl ( solución CS) de laboratorios PISA,
agua bidestilada estéril de
laboratorios PISA y Pirofosfato de tiamina ( X-2) de Investigaciones Filosóficas y
Científicas S.A. de C.V. de México.
40
7. RESULTADOS
Dentro de nuestro proyecto de investigación participaron un total de 27 sujetos que
cumplieron con los criterios de inclusion obteniéndose los siguientes resultados
destacando en cada parametro la media y la desviación estandar
VARIABLE
EDAD (años)
PROMEDIO
20
DESVIACION ESTANDAR
1.79
PESO (Kg)
64.5
6.3
ESTATURA (cm)
1.70
0.05
FRECUENCIA CARDIACA
FRECUENCIA CARDIACA
Latidos/min
200
150
100
50
0
FCBasal
Placebo
FCBasal PPT
FCFinal Placebo
FCFinal PPT
Grupos
Fig 5 Los valores de la frecuencia cardíaca basal con la solución placebo fueron de 70.8+
12.4 l/pm;en tanto que con PPT fueron de 69 + 12.8 l/pm ( p = 0.060)
En tanto la frecuencia cardiaca posejercicio con la solución placebo arrojo valores de 187
+ 5.9l /pm;en tanto que con PPT fueron de 181 + 6.7 l/pm ( p = 0.000006) Las variaciones
corresponden al intervalo de confianza del 95%
41
CONSUMO MÁXIMO DE OXIGENO
CONSUMO MAXIMO DE OXIGENO
60
ml/kp/min
50
40
30
20
10
0
Sol Testigo
Sol Prueba
Grupos
Fig 6 Los sujetos presentaron valores después de la aplicación de la solución testigo de
41.9 + 6.0 ml/kp/min; mientras que con la solucion de prueba (PPT) fueron de 48.2 + 7.5
ml/kp/min con una p = 0.000006 Las variaciones corresponden al intervalo de confianza
del 95%
42
LACTATO SANGUINEO
ACIDO LACTICO
6
5
mmol/L
4
3
2
1
0
Lact BasTest
LactBasPrueb
LacPoseTes
LacPosePrue
Grupos
Fig 7 La exposición a la solución testigo presentó un valor de 2.18 + 0.82
mmol/L;mientras que con la solución de prueba (PPT) fueron de 1.9 + 0.57 mmol/L con
una p = 0.11 Las variaciones en las barras corresponden al intervalo de confianza de
95%.
Los niveles de lactato posejercicio con la solución testigo fueron de 4.56 + 1.6 mmol/L;en
tanto que con la solucion de prueba (PPT) fueron de 3.34 + 0.8 mmol/L con una p =
0.000010 Las variaciones en las barras corresponden al intervalo de confianza de 95%.
43
Efectos secundarios: Se presentaron molestias locales como ardor en el sitio de la
punción únicamente en tres sujetos
Observaciones adicionales: 26 de los sujetos manifestaron una sensación de
euforia o bienestar posterior a la administración de pirofosfato de tiamina
44
8.- DISCUSIÓN
El sistema cardiovascular debe asegurar el suministro de oxigeno,
substratos y hormonas a los músculos que requieren conversión o producción de
energía por intermedio del tejido sanguíneo. Además, debe simultáneamente
transportar los desechos de la combustión y disipar el calor que esta genera.
Dicho mecanismo o función debe ser llevada acabo con una adecuado nivel de
presión sanguínea la que no es sólo sistémica, sino que cada órgano requiere un
flujo y una presión levemente diferente a otro según el grado de compromiso en
que se encuentra para poder cumplir con el esfuerzo a que es sometido. Durante
el ejercicio la activación del sitema simpático permite incrementar la frecuencia
cardiaca para cubrir las necesidades propias del sistema mucular 12, este
incremento de la frecuencia cardíaca con el esfuerzo está directamente
relacionado con el incremento del consumo de oxígeno por parte de la
musculatura esquelética al contraerse. El incremento del consumo de oxígeno
(VO2) durante el ejercicio influye en la mejora de la capacidad aeróbica (mejora del
VO2 máx.). La respuesta de la frecuencia cardíaca al esfuerzo varía con la
adaptación aeróbica tras un periodo de entrenamiento submáximo. Por ejemplo,
tras un periodo de unos seis meses de ejercicio submáximo, la adaptación puede
significar una disminución de 10 a 15 latidos por minuto para la misma velocidad
de carrera 7-8.
En el presente trabajo para medir los diferentes parametros y de acuerdo al
protocolo aplicado los sujetos de estudio alcanzaron diferentes velocidades finales
registrandose una disminución de la frecuencia cardiaca en 6 latidos por minuto
como promedio ( de 187 a 181 latidos por minuto) posejercicio por lo que esta
disminución aunque pequeña, podría ser explicada por un incremento en el
consumo de oxígeno por parte de la musculatura esquelética simulando una
adaptación aeróbica 7-8, Este hecho puede ser apreciado en la figura 6 en la cual
45
se muestra como existe un incremento en el consumo máximo de oxígeno ( 41.9 a
48.2 ml/kp/min).
Con la realización del ejercicio durante un entrenamiento físico, ocurre un
aumento en la capilarización pulmonar (hematosis) y aumentan el número de
mitocondrias en el músculo, así como las enzimas oxidativas y la mioglobina, lo
que favorece la provisión de oxígeno muscular, (Hickson 1981) con estos cambios
la tolerancia y el umbral de lactato se incrementan, registrando un descenso de la
frecuencia cardiaca en reposo y una disminución de la respuesta de la frecuencia
cardiaca ante el esfuerzo. Asi mismo, se incrementa el consumo máximo de
oxígeno por el músculo, que llega a valores que van desde de 40-45 mL/Kg/min
hasta 60-80 mL/Kg/min (35), sin embargo, se ha demostrado que existe una
correlación inversa entre el consumo máximo de oxígeno y la acumulación de
lactato del músculo. El lactato puede ser liberado a partir de ciertos músculos
activos hacia
la sangre, acumulándose o no en función de la intensidad del
ejercicio. Así, las variaciones pequeñas en la concentración del lactato intracelular
con intensidades bajas de trabajo probablemente dependan del aumento de la
concentración de piruvato, con la aceleración del proceso glucolítico. 30
Por otro lado, existen evidencias de que en ratas mantenidas con
deficiencia de tiamina, suficiente para lograr depletar de pirofosfato de tiamina el
músculo esquelético, se produce un decremento del metabolismo oxidativo del
piruvato, dando como resultado un incremento sérico de lactato con respecto a los
controles . 61
Así mismo, se conoce que la oxidación del piruvato hasta acetil-CoA
establece la conexión entre glucólisis y ciclo de Krebs, pero esta reacción es
catalizada por el complejo piruvato deshidrogenasa, en cuya actividad participa la
cocarboxilasa,
que
ha
demostrado
tener
efecto
sobre
este
complejo
multienzimático, disminuyendo su actividad cuando existen deficiencias de la
coenzima, o
incrementándola
en
presencia de concentraciones mayores. En
46
estudios previos se ha desmostrado que el pirofosfato de tiamina o cocarboxilasa
incrementa
la
velocidad
disminuye su Km para
de reacción del complejo piruvato deshidrogenasa y
el piruvato hasta en 4 veces con un coeficiente de Hill de
1.0, lo anterior podría explicar
para el presente trabajo la disminución del lactato
sérico obtenido después del ejercicio en presencia del pirofosfato de tiamina, ya
que éste mejoraría la utilización del piruvato con una menor acumulación de
lactato tanto intracelular como sérico3,46,52 Ver figura 7.
47
9.- CONCLUSIONES
1.- Con la administración del pirofosfato de tiamina a dosis de 1 mg/kp por vía
intravenosa, existió una diferencia significativa en en el incremento moderado de
los valores finales de la frecuencia cardíaca respecto a los valores basales en
sujetos que fueron sometidos a una carga de trabajo aeróbica..
2.- Con la administración del pirofosfato de tiamina a dosis de 1 mg/kp por vía
intravenosa, existió diferencia significativa en en el incremento de los valores
finales del consumo máximo de oxígeno respecto a los valores
basales
en
sujetos que fueron sometidos a una carga de trabajo aerobica.
3.- La administración del pirofosfato de tiamina a dosis de 1 mg/kp por vía
intravenosa, redujo significativamente los niveles séricos de lactato sanguíneo en
sujetos sometidos a una carga de trabajo aeróbica en comparación cuando
recibieron placebo.
48
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54
11.- ANEXOS
55
CARTA DE CONSENTIMIENTO
Colima, Col., a _____ de__________________del 2004
Por medio de la presente acepto participar en el proyecto de investigación
titulado MEDICION DE LOS NIVELES DE LACTATO SANGUINEO RESPECTO
AL CONSUMO MÁXIMO DE OXIGENO Y LA FRECUENCIA CARDIACA EN
PRESENCIA DE PIROFOSFATO DE TIAMINA EN ATLETAS QUE PRACTICAN
UNA ACTIVIDAD FISICA AEROBICA cuyo objetivo es analizar las posibles
variaciones en el comportamiento de los niveles sanguíneos de lactato,consumo
máximo de oxígeno y la frecuencia cardíaca en presencia de pirofosfato de tiamina
Manifiesto que se me ha informado ampliamente sobre posibles riesgos, e
inconvenientes derivados del estudio como:extraccion de sangre mediante
punción del lóbulo de la oreja lo que ocasiona ciertas molestias;así como la
aplicación del fármaco llamado pirofosfato de tiamina para llevar a cabo el
mencionado estudio.
Se me ha explicado que conservo el derecho de retirarme del estudio en cualquier
momento en que por razones personales yo lo decida y que los datos relacionados
con mi privacidad serán manejados en forma confidencial.
_______________________
Nombre y firma
_______________________
Testigo
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Testigo
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