Efectos agudos del ejercicio sobre parámetros hemorreológicos y hematológicos

Resumen

La función principal del sistema circulatorio es mantener el entorno celular apropiado para el correcto desarrollo y supervivencia de los tejidos, aportándoles nutrientes, O2, y hormonas, además de retirar productos de desecho y CO2 (Guyton et al, 2006), jugando por tanto un papel fundamental en el mantenimiento de la homeostasis (Cannon, 1929). La sangre, un fluido compuesto por varios tipos de células y un líquido intercelular denominado plasma sanguíneo, tiene un rol fundamental en la función del sistema cardiovascular. Por otra parte, las propiedades del flujo sanguíneo son complejas, pues no son semejantes a la de otros fluidos como el agua. Su complejidad viene dada por su composición, ya que está formada por tres tipos de células: glóbulos rojos o eritrocitos, glóbulos blancos o leucocitos, y plaquetas. De estos tres tipos de células, los eritrocitos representan alrededor del 99% del total de los elementos formes, por lo que sus propiedades son particularmente determinantes en el comportamiento del flujo sanguíneo (Baskurt, 2007). La reología es la rama de la física que estudia el flujo y deformación de los materiales sólidos o líquidos, incluidos líquidos y gases (Merril, 1969). La resistencia periférica total al flujo sanguíneo en el árbol vascular no únicamente está regulada por el calibre de los vasos, sino también por las características de la sangre (El-Sayed, 1998). La hemorreología estudia el comportamiento de la sangre en su totalidad, es decir, plasma y elementos formes (Baskurt et al, 2003). Los principales factores que determinan el comportamiento reológico de la sangre en el árbol vascular son: la viscosidad sanguínea (VS), el hematocrito (Hto), la viscosidad plasmática (VP), la deformabilidad eritrocitaria (DE) y la agregación eritrocitaria (AE) (El-Sayed, 1998). Las alteraciones de estas características hemorreológicas están relacionadas con el incremento del riesgo de sufrir accidentes cardiovasculares (Lowe et al, 2002). Más recientemente, diversos estudios han evidenciado el efecto del ejercicio sobre parámetros hemorreológicos. La gran mayoría de estos estudios han demostrado que el ejercicio induce alteraciones en la hemorreología sanguínea, siendo éstas similares a las que se producen en situaciones patológicas como es un aumento de la VS y la VP, y reducción de la ED (Connes et al, 2010). Estas alteraciones se consideran un factor de riesgo independiente en la aparición de eventos trombóticos (El-Sayed et al, 2005). Un incremento agudo de la VS y/o un deterioro de las propiedades reológicas de los eritrocitos pueden afectar al flujo sanguíneo a nivel microcirculatorio (El-Sayed et al, 2005). Por tanto, las características reológicas sanguíneas durante el ejercicio juegan un papel importante, por el riesgo cardiovascular que puede entrañar cuando existen patologías subyacentes, así como por el efecto que pueden tener sobre la capacidad de rendimiento. Sin embargo, el conocimiento actual en esta materia está lejos de ser completo y constituye un rico campo de investigación en la fisiología del ejercicio. Los dos factores hemorreológicos más importante desde el punto de vista fisiológico son el comportamiento del plasma (VP) y su vinculación con el efecto de hemoconcentración, y la funcionalidad de los eritrocitos en la microcirculación, razón por la cual su deformabilidad es fundamental. Es por ello por lo que en esta tesis doctoral hemos abordado el estudio de los efectos agudos, a corto plazo, del ejercicio sobre estos parámetros. En relación con el efecto del ejercicio sobre la ED, existe una interesante controversia en la literatura científica sobre papel de la ED en la aparición de la hipoxemia inducida por el ejercicio (HIE). En esta tesis doctoral hemos intentado aclarar cuál es el efecto de un ejercicio exhaustivo sobre la ED en sujetos con HIE, así como el papel de diversos factores posiblemente relacionados con este comportamiento. Además, otro parámetro hematológico relacionado con el volumen eritrocitario, como es la amplitud de distribución eritrocitaria (ADE), ha demostrado ser un buen biomarcador de mortalidad (Lippi et al, 2014). Por esta razón hemos evaluado el efecto agudo del ejercicio sobre este parámetro. El objetivo principal de esta tesis doctoral es evaluar los efectos agudos del ejercicio sobre distintos parámetros hemorreológicos y hematológicos. Este objetivo principal lo hemos desglosado en los siguientes objetivos específicos: 1. Analizar el efecto de una sesión de ejercicio de intensidad moderada sobre la hemorreología sanguínea. 2. Evaluar el efecto de un protocolo de ejercicio interválico de alta intensidad sobre la viscosidad plasmática en comparación con un protocolo de ejercicio de baja intensidad. 3. Explorar el efecto de un esfuerzo físico exhaustivo sobre la deformabilidad eritrocitaria en función del grado de entrenamiento y la presencia de hipoxemia inducida por el ejercicio. 4. Evaluar el efecto que ejerce un esfuerzo físico exhaustivo sobre la amplitud de distribución eritrocitaria en función del grado de entrenamiento y la presencia de hipoxemia inducida por el ejercicio. Para dar respuesta al objetivo 1 diseñamos un experimento en el que comparamos los parámetros hemorreológicos antes y después de un protocolo de ejercicio de baja intensidad en sujetos no entrenados. En relación a este objetivo, concluimos que un protocolo de ejercicio de intensidad moderada tiene un impacto leve sobre la hemorreología sanguínea, aumentando la viscosidad plasmática y el hematocrito, y disminuyendo la deformabilidad eritrocitaria. Para dar respuesta al objetivo 2 diseñamos un experimento en el que comparamos el efecto de una sesión de ejercicio interválico de alta intensidad sobre la VP, y otros parámetros relacionados, y lo comparamos con el efecto inducido por una sesión de ejercicio continuo de baja intensidad. En relación a este objetivo, concluimos que un protocolo de ejercicio interválico de alta intensidad provoca un aumento significativo de la viscosidad plasmática, mientras que un protocolo de ejercicio de baja intensidad no produce dicho efecto. Para dar respuesta al objetivo 3 diseñamos un experimento en el que determinamos el efecto de una prueba incremental máxima sobre la DE en sujetos sedentarios y en sujetos entrenados. Registramos la presencia de HIE e introducimos este factor en el análisis estadístico. En relación a este objetivo, concluimos que un esfuerzo exhaustivo reduce la deformabilidad eritrocitaria en sujetos sedentarios y entrenados sin hipoxemia arterial inducida por el ejercicio, pero no tiene efecto en sujetos entrenados con hipoxemia arterial inducido por el ejercicio. Para dar respuesta al objetivo 4 determinamos la amplitud de distribución eritrocitaria en el mismo experimento diseñado para el objetivo 3 y analizamos las diferencias en la respuesta de este parámetro y otros relacionados, en función del grado de entrenamiento y la presencia de HIE. En relación a este objetivo, concluimos que un esfuerzo exhaustivo aumenta la amplitud de distribución eritrocitaria independientemente del grado de entrenamiento y presencia de hipoxemia inducida por el ejercicio, cuando se expresa como su desviación típica, y que este aumento está relacionado con el aumento del volumen del hematíe. Referencias Baskurt, O. K., , Hardeman M., Rampling M. W., and Meiselman H. J. . (2007). Handbook of hemorheology and hemodynamics. Amsterdam: IOS Press. Baskurt, O. K., & Meiselman, H. J. (2003). Blood Rheology and Hemodynamics. Semin Thromb Hemost, 29(5), 435-450. doi: 10.1055/s-2003-44551 Cannon, W. B. (1929). Organization for physiological homeostasis. Physiol Rev, 9(3), 399-431. Connes, P., Frank, S., Martin, C., Shin, S., Aufradet, E., Sunoo, S., Klara, B., Raynaud de Mauverger, E., Romana, M., Messonnier, L., Kang, J., Varlet-Marie, E., Feasson, L., Hardy-Dessources, M. D., Wilhelm, B., & Brun, J. F. (2010). New fundamental and applied mechanisms in exercise hemorheology. Clin Hemorheol Microcirc, 45(2-4), 131-141. doi: 10.3233/ch-2010-1291 El-Sayed, M. S. (1998). Effects of Exercise and Training on Blood Rheology. Sports Med, 26(5), 281-292. El-Sayed, M. S., Ali, N., & El-Sayed Ali, Z. (2005). Haemorheology in Exercise and Training. Sports Med, 35(8), 649-670. Guyton, A. 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