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Trabajo Fin de Máster: Máster en Iniciación a la Investigación en Medicina (Facultad de Medicina, Universidad de Zaragoza) Título: VARIACIONES SÉRICAS DE ELEMENTOS TRAZA Y HORMONAS DURANTE EL EJERCICIO FÍSICO EN ATLETAS Autor: MILTON JHON APAZA CUSI Médico Residente Medicina de Familia Hospital Universitario Miguel Servet (Zaragoza) Directores: Dra. Marisol Soria Aznar Dr. Jesús Escanero Marcen Título: Variaciones séricas de elementos traza y hormonas durante el ejercicio físico en atletas Índice: 1. Introducción 2. Objetivos e hipótesis 1. Hipótesis. 2. Objetivos. 1. Objetivo principal. 2. Objetivos secundarios. 3. Material y métodos 1. Sujetos y diseño del estudio. 2. Criterios de inclusión. 3. Pruebas de laboratorio y análisis sérico. 4. Análisis estadístico. 4. Resultados 5. Discusión 6. Conclusiones 7. Bibliografía I. INTRODUCCION Los elementos traza u oligoelementos son bioelementos químicos presentes en pequeñas cantidades (menos de un 0,05%) en los seres vivos, son indispensables para una adecuada nutrición, tanto su ausencia como su exceso puede ser perjudicial para el organismo lo cual determina su importancia para la homeostasis, motivo por el cual son llamados también elementos esenciales. Las funciones más conocidas de los elementos traza están directamente relacionadas con sus modos de acción. La mayoría actúan como componentes o como activadores de enzimas o proteínas con función vital. Otros, sirven como unidades estructurales de proteínas y de algunas hormonas o bien formando parte de diversas proteínas de unión o almacenamiento. También pueden interactuar con algunas vitaminas así como actuar libremente como iones metálicos 1 . Elementos traza y ejercicio físico Las variaciones de la práctica deportiva sobre los elementos traza están aún poco estudiadas. Los conocimientos actuales sobre elementos traza y ejercicio físico se orientan sobre todo a sus pérdidas (en sudor y orina) y su redistribución tisular. Los posibles mecanismo que relacionen los cambios de los niveles séricos de tales elementos aún están solo parcialmente dilucidados, podrían existir muchas posibles relaciones; una de ellas podría envolver algún mecanismo hormonal de regulación. Dado que en el mundo del deporte de alto rendimiento los factores de tipo metabólico son importantes para un mejor desempeño deportivo; es interesante suponer que el conocer de manera más amplia la participación de los elementos traza durante el ejercicio y sus posibles formas de regulación serían de gran beneficio para intervenciones en la preparación de los deportistas. El Zinc (Zn), Selenio (Se), Manganeso (Mn) y Cobalto (Co) son elementos traza que tiene un rol importante en procesos metabólicos que ocurren durante el ejercicio 2 . El Zn está relacionado en muchos sistemas enzima enzimáticos como cofactor muchos de ellos envueltos en defensa y protección del organismo contra la formación de radicales libres 3 y entre otros roles que incluyen promoción de procesos de reparación de tejidos dañados 4 , 5 . Respecto a los cambios séricos Zn en el ejercicio se ha descrito estudios con resultados divergentes algunos mencionan incremento de sus niveles séricos 6 , 7 tras las realización del ejercicio físico y otros detrimento de su valores 8 . Él Se tiene también una función pro-antioxidante (forma parte de la enzima glutatión peroxidasa que protege a la célula de daños por radicales libres)3. Al igual que con el Zn los resultados de estudios de sobre su concentración sanguínea durante el ejercicio físico son divergentes 9 , 10 . En cuanto al Mn, está asociado a muchas metaloenzimas las cuales participan regulando el estrés oxidativo; actúa también en el sistema nerviosos como un Calcio (Ca2+) antagonista inhibiendo la liberación de neurotransmisores al espacio sináptico y participa en otros procesos de síntesis de proteínas, ácidos nucleicos, lípidos y carbohidratos 2,3,8 . Hay pobres datos en la literatura que indiquen algo respecto a la relación del Mn con el ejercicio físico. El Co ha sido asociado como un agente regulador del sistema nervioso simpático, limitando el aumento de la presión arterial2. Se ha reportado su uso en atletas como suplemento para mejorar su desempeño aunque no se han reportado estudios que lo avalen 11 Elementos traza y hormonas Desde que hace muchas décadas se relacionó la regulación de los niveles de Estroncio (Sr) con hormonas reguladoras del Ca2+ y de los niveles de Zn con la calcitonina la posibilidad de que exista otras posibles relaciones de elementos traza y regulación hormonal se han planteado, aunque el ion más estudiado en este sentido ha sido el mismo Ca 12 , 13 . En un estudio en ratas se llegó a la conclusión de que la Calcitonina influye en la homeostasis de Zn sérico 14 . Actualmente hay poca información en la literatura que relacione los cambios hormonales durante el ejercicio físico y la variación de elementos traza lo cual motiva a la realización del presente estudio. II. OBJETIVOS E HIPÓTESIS 1. Hipótesis El ejercicio fisco a diferentes intensidades en atletas de elite puede modificar los valores séricos de algunos oligoelementos así como de algunas hormonas. 2. Objetivos. 2.1. Objetivo principal Medir el efecto de la intensidad del ejercicio físico sobre los niveles séricos de varios elementos traza y hormonas en atletas de elite. 2.2. Objetivo secundario Medir si existe correlación alguna de los cambios séricos de los elementos traza y los cambio séricos de las hormonas durante el ejercicio físico. III. MATERIALES Y MÉTODOS Sujetos y diseño del estudio Se reclutaron 27 atletas de elite (19 triatletas y 8 ciclistas), todos bien entrenados y de sexo masculino. Todos los participantes recibieron y firmaron un consentimiento informado aprobado por el comité de Ética de la Universidad de Zaragoza. Todos los sujetos pasaron revisión médica además de realización de una analítica sanguínea básica, espirometría, electrocardiograma (ECG) y un análisis de composición corporal (por DXA). Posteriormente realizaron un Test de ejercicio físico de incremento máximo ese mismo día. Durante una semana se realizó la aplicación de un Test de ejercicio estacionario graduado (‘Steady-State graded exercise Test’) a cada uno de los participantes. El entrenamiento y las condiciones nutricionales durante las cuales los atletas realizaron los Tests fueron controlados programando un descanso de 48 horas antes de cada Test y con una dieta rica en carbohidratos (80%) durante los tres días previos al día de realización de la prueba. Criterios de inclusión ECG, analíticas sanguíneas y espirometrias normales. Pruebas de laboratorio Para la realización de los test de esfuerzo físico se utilizó un Cicloergometro (Cardiolin®). Inicialmente (en la etapa de selección) se realizó un test de incremento máximo, previo calentamiento de 10 minutos a 100W; el test inicio a 130W y la intensidad fue incrementada 30W cada 3 minutos hasta que el atleta quedase exhausto. Para la realización del Test de ejercicio estacionario graduado (‘Steady-State graded exercise Test’) se usó el mismo cicloergometro para ello después de un calentamiento previo de 10 minutos a 2.0 Wkg-1, el test inicio a 2.5Wkg-1 y la carga se fue incrementando en etapas de 0.5 Wkg-1 cada 10 minutos hasta que el atleta quede exhausto. Para este Test cada sujeto bebió 4mL kg-1 de agua dos horas antes del ejercicio para estar bien hidratado antes del inicio del mismo. Adicionalmente cada sujeto bebió0.8 L h-1 de agua ad libitum para `permanecer bien hidratado. Se tomaron también dos muestras de orina una pre y otra post ejercicio para valorar el grado de hidratación en términos de densidad urinaria especifica (USG) Extracción de plasma sanguíneo Para la toma de muestras sanguíneas se cateterizo la vena cefálica. Cada extracción (de 6ml) fue tratada para obtener suero sanguíneo para la posterior determinación de niveles séricos de Zn, Co, Se, y Mn así como de algunas hormonas sanguíneas (Insulina, Glucagón, TSH, Calcitonina, Cortisol, PTH y Aldosterona) Análisis estadístico Para el análisis estadístico se utilizó el programa informático SPSS. El Análisis de la Varianza (ANOVA) para datos repetidos fue usado para comparar los niveles séricos de elementos traza y hormonas. Se utilizó también el Coeficiente de correlación de Pearson (r) para determinar si existía alguna correlación entre los niveles de oligoelementos y hormonas. El nivel de significancia que se fijo fue de p<0.05 para todos los tests. VI. CONCLUSIONES En atletas de elite bien entrenados no se encontraron efectos sobre los niveles séricos de Zn, Se, Mn y Co durante la duración de las diferente etapas de intensidad de ejercicio físico o durante los periodos de recuperación. Por otro lado si se encontraron cambios estadísticamente significativos en el incremento de TSH, glucagón, PTH y cortisol durante el ejercicio. La insulina sufrió una disminución significativa en sus niveles y no hubo cambios significativos con Aldosterona y Calcitonina. VII. BIBLIOGRAFIA 1 Escanero JF, Villanueva J, Sabino E y Gandarias JM. Deporte y… Elementos traza. Zaragoza: Egido Editorial, 2001. 2 González-Haro C, Soria M, López-Colón JL, Llorente M T, Escanero J. Plasma trace elements levels are not altered by submaximal exercise intensities in welltrained endurance euhydrated athletes. J Trace Elem Med Biol. 2011; 25, Supp 1, S54–S58 3 Speich M, Pineau A, Ballereau F. 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