Trabajos Originales
Dra. Hilda Ν. Jaramillo L: Profesora, Facultad de Medicina; Dr. Rafael Caldas Z: Profesor, Facultad de Química Farmacéutica; Dra. Diana Patricia Díaz H: Estudiante Ciencias Básicas Biomédicas: Dr. Alvaro Ortiz U: Profesor, Facultad de Medicina. Universidad de Antioquia. Medellín.
Objetivos: establecer las ventajas de las variables urinarias y plasmáticas en la valoración del estado de hidratación, al final de una actividad física intensa y de larga duración y al final de la recuperación, en nueve corredores de fondo.
Método: después de 10 min de calentamiento, en banda rodante, al 55% de la PWCmax , siguieron 90 min de carrera, en seis intervalos, a 80% de la PWCmax ; finalmente, 90 min de recuperación. Durante el procedimiento DH no se hizo reposición hídrica, durante RH se repuso, en promedio 51% del peso corporal perdido durante DH. Resultados. Durante el procedimiento DH hubo una pérdida de peso corporal de 4% y una reducción porcentual del volumen plasmático de 9%. Se observó, además, hiperosmolaridad, hipernatremia, hipercaliemia e hiperproteinemia. La excreción urinaria de agua, sodio y potasio no se modificó; la gravedad específica urinaria y la excreción de proteínas aumentaron, sólo al final de la recuperación.
Durante el procedimiento RH la pérdida de peso corporal fue de 2% y no se modificó la reducción porcentual del volumen plasmático (10%); se evitó la hiperosmolaridad, la hipernatremia y la hiperproteinemia, pero no la hipercaliemia durante el ejercicio. La excreción urinaria de agua, sodio y potasio tampoco varió significativamente; sólo la excreción de proteínas aumentó al final de la recuperación.
Conclusiones. En la presente investigación la utilización de las variables urinarias como indicadores del estado de la deshidratación hipertónica, leve y aguda, no parece tener utilidad ni ofrecer ventajas con respecto al uso de las variables plasmáticas.
Desde el punto de vista cuantitativo el agua es el constituyente más abundante de los seres vivos.
Ella representa, en un hombre adulto normal. 60% (±5) de su peso corporal. La variación está dada por la complexión del individuo, en hombres delgados el contenido de agua es mayor y en obesos, es menor. El 40% del agua se localiza dentro de las células y el 20% restante está por fuera de ellas; sólo 5%, de este último, es intravascular (1). La variación diaria del contenido hídrico es pequeña, sólo representa 0,2% del peso corporal total (2). En individuos normales, en equilibrio calórico, independientemente de las fluctuaciones en la ganancia o en la pérdida hídrica, el volumen de agua es mantenido dentro de estrechos límites por la hormona antidiurética (ADH) encargada de la regulación de la osmolaridad, en asocio con la aldosterona (ALDO) encargada de la regulación del volumen (3-5). Durante un ejercicio físico, de alta intensidad y de uración prolongada, aún bajo condiciones ambientales neutras, se presenta un balance hídrico negativo, como resultado del aumento de las pérdidas insensibles (pulmones y piel), lo cual origina una deshidratación hipertónica (6-8). Ante tal situación, varios mecanismos homeostáticos se activan con el fin de mejorar el volumen plasmático y corregir la hiperosmolaridad. Por un lado, la liberación neurohipofisiaria de ADH estimulada por la hiperosmolaridad, y reforzada por la hipovolemia, reduce la excreción urinaria de agua libre; en consecuencia, el volumen urinario disminuye y su osmolaridad y gravedad específica aumentan. El agua reabsorbida expande el compartimiento vascular y reduce su osmolaridad (9, 10).
Por otro lado, la liberación adrenocortical
de ALDO, estimulada
por la disminución del volumen,
aumenta la reabsorción
tubular de sodio y agua y la
secreción de potasio. Como consecuencia
de lo anterior, el volumen
plasmático es restablecido
sin modificar su osmolaridad.
Por el contrario, el volumen
urinario y la excreción de
sodio disminuyen, mientras, la
excreción de potasio aumenta.
Es necesario anotar que, la
hipernatremia disminuye la liberación
de ALDO; en consecuencia,
el incremento de su
concentración plasmática stará determinado, finalmente, por
la reducción del volumen
plasmático (11-13).
La reposición parcial de las pérdidas
hídricas durante una actividad
física, además de mejorar
la capacidad física de trabajo
(PWC), disminuye la pérdida de
peso, y por ende el grado de
deshidratación y previene la
hiperosmolaridad (14-19). Se
acepta que, en esta situación los
mecanismos homeostáticos están
encaminados, básicamente,
a la conservación del volumen
plasmático; en consecuencia, la
liberación de ADH y ALDO será
estimulada por la magnitud de
esta reducción.
Desde hace algunos años varios
grupos de investigadores (18-20)
han señalado las ventajas de los
indicadores urinarios (color,
osmolaridad, gravedad específica,
concentración de sodio y
potasio) para la valoración del
estado de hidratación; sin embargo,
son escasos los trabajos
en los cuales estos indicadores
se utilicen para la valoración de
la deshidratación aguda desencadenada
por la actividad física
intensa.
El propósito del estudio fue comparar
la información suministrada
por las variables urinarias y
plasmáticas en la valoración del
estado de hidratación, al final
del ejercicio y de la recuperación,
en un grupo de atletas corredores
de fondo, sometidos a
una actividad física intensa (80%
de la PWCmax) y de larga duración
(90 min), bajo condiciones
ambientales neutras, con reposición
(RH) y sin reposición
hídrica (DH).
Población
Se estudiaron nueve deportistas,
de alto rendimiento, de sexo
masculino, corredores de fondo,
cuando se encontraban en la fase
precompetitiva de su ciclo de
entrenamiento; ellos dieron su
consentimiento por escrito, luego
de recibir toda la información
sobre la experiencia y sus
riesgos.
Protocolo experimental
Se realizó en el laboratorio de fisiología del ejercicio de Indeportes Antioquia, situado a 1.560 m sobre el nivel del mar, con un promedio de temperatura de 23,3°C (SEM 3,8) y una humedad relativa ambiental de 59,5% (SEM 0,5).
La PWCmax fue determinada mediante la aplicación de una prueba máxima, de carga ascendente, en banda rodante (Quinton 1845), con una pendiente constante de 1 %, a una velocidad inicial de 2.01 m/s, la cual se incrementó cada 5 minutos en 0,44 m7s, hasta la fatiga total. La frecuencia cardíaca (FC) fue registrada, cada minuto, con un pulsómetro (Polar Vantage XL). La fracción porcentual de la PWCmax (%PWCmax) equivalente a 80% de la FCmax registrada, se calculó mediante el método de Karvonen (21); finalmente, se determinó la velocidad de carrera, para cada individuo correspondiente a 80% de la PWCmax.
Cuatro semanas más tarde, se
aplicó el protocolo experimental
propiamente dicho. Cada atleta
arribó al laboratorio a las 7:30
a.m. luego de un desayuno normal,
ingerido una hora antes. Después
del vaciamiento vesical y
de la recolección de la muestra
de orina, para la medición del
volumen, de la osmolaridad
(Osmu), de la gravedad específica (Gu), de la concentración urinaria
de sodio (Na+u), de potasio
(K+u) y de proteínas (Pu), el deportista fue pesado desnudo; finalmente,
se colocó un pantalón
corto y unos zapatos apropiados
para la carrera.
El atleta permaneció en posición
decúbito dorsal hasta alcanzar
su FC basal (Etapa C). Una vez
alcanzada ésta, se introdujo un
catéter de teflón (Insyte 18) en
la vena anterocubital, zona del
pliegue, y se extrajeron 20 mL
de sangre, en tubo estéril (Monoject,
Sherwood), para la determinación
de la osmolaridad
(Osmp), el sodio (Na+p), el potasio
(K+p) y las proteínas totales
(Pp); 5 mL en tubo estéril con
EDTA-K3 (Vacutainer, Sherwood)
para la medición de la
hemoglobina (Hb) y del hematocrito
(Hct). Finalmente, el
catéter fue heparinizado
(Heparina Ely Lilly & Co) y fijado
adecuadamente.
La etapa de carrera (E) se inició
con un calentamiento sobre la
banda rodante, con una pendiente
de 1%. El protocolo fue diseñado
de tal manera que la velocidad
inicial y sus dos incrementos,
minutos tres y seis, no ocasionaran
una FC mayor de 130
pulsaciones por minuto, ni sobrepasaran
el 55% de la
PWCmax.
Lo anterior fue seguido, por una
carrera, sobre la banda rodante,
de 90 minutos de duración, realizada
en seis intervalos, de 15
minutos cada uno. La pendiente
inicial, de 1%, se mantuvo y la
velocidad de carrera, correspondiente
a 80% de la PWCmax, de
cada individuo, fue constante. Se
tomó otra muestra de sangre al
finalizar el minuto 90, antes de que el deportista abandonara la
banda rodante; posteriormente,
realizó un segundo vaciamiento
vesical y luego de ducharse y
secarse se le pesó desnudo.
Durante la recuperación (R) el
deportista reposó sobre una camilla,
en posición decúbito dorsal,
por espacio de 90 minutos,
al final de los cuales se tomó
otra muestra de sangre. Finalmente,
el deportista hizo un último
vaciamiento vesical y un registro
de su peso. Durante todo
el procedimiento, anteriormente
descrito, al deportista no se le
suministraron líquidos (deshidratado,
DH).
Siete a nueve semanas más tarde
se repitió el protocolo; pero
en esta ocasión se le suministró,
durante la etapa de carrera,
un volumen promedio de agua
corriente de 1387 mL, a temperatura
ambiente, el cual se ingirió
ad libitum, (rehidratado, RH)
y que repuso, en promedio,
51,4% de la pérdida de peso
presentada en el protocolo anterior
(DH).
Medición de variables
Lá pérdida de peso corporal se estableció mediante la diferencia entre el peso inicial (C) y el peso final (en Ε y R), se utilizó para ello una báscula (Continental Scale). La FC fue registrada, minuto a minuto, con el pulsómetro y a partir de ella se calculó la PWC correspondiente a cada minuto de carrera. Con base en las mediciones del Hct y de la Hb, empleando un Coulter T-540, se determinó el porcentaje de variación del volumen plasmático (%VP) según la ecuación de Dill y Costill (22). El plasma fue separado por centrifugación, a temperatura ambiente, durante 15min a 1000g. La osmolaridad plasmática y urinaria, fue medida por punto de congelación (Osmette) y las concentraciones de sodio y potasio, plasmáticas y urinarias, utilizando un fotómetro de llama (Corning 410 C). La gravedad específica urinaria fue medida en un refractómetro (Uricon PN 2721). La concentración plasmática y urinaria de proteínas fue medida por el método de Biuret (23). Todas las mediciones fueron efectuadas por duplicado.
Análisis estadístico
Todos los datos se procesaron
mediante el paquete Statistica
5.0 (StatSoft Inc.). Se estableció
la normalidad de los datos y se
aplicó un Anova de mediciones
repetidas y una evaluación posthoc
mediante la prueba de
Newman-Keuls. La significación
estadística se fijó en p<0,05. Para
el análisis de regresión lineal y
el coeficiente de asociación se
aplicó el método de Pearson, la
significancia estadística se fijó
en p<0,01.
Los promedios de edad fueron
23,9 años (SEM 1,7), de peso
64,4 Kg (SEM 2,4) y de talla
173,3 cm (SEM 1,8). Los rangos
de estas variables se muestran
en la Tabla 1.
La diferencia entre el peso inicial
y el peso final fue
estadísticamente significativa
(p<0,01) en cada uno de los procedimientos
(Figura 1). La pérdida
promedio de peso durante el procedimiento DH fue de
4,3% (SEM 0,2) y durante RH
de 2,4% (SEM 0,2). Hay diferencia
estadísticamente significativa
(p<0,01) entre los dos procedimientos.
El volumen promedio
de agua suministrada durante
RH fue de 1.387 mL (SEM
130,2), correspondiente a 51,4%
(SEM 4,1) de la pérdida de peso
presentada en DH.
La variación porcentual del VP se observa en la Figura 2A. En ambos procedimientos hubo reducción, estadísticamente significativa (p<0,01), del VP entre el valor inicial (C) y el final (E) de la etapa de ejercicio. La reducción promedio del VP observada fue 8,9% (SEM 2,3) en DH y 9,5% (SEM 1,5) en RH. Al minuto 90 de la recuperación el VP alcanzó el valor inicial. No hubo diferencia estadísticamente significativa entre los dos procedimientos, al final del ejercicio ni de la recuperación. La variación promedio del volumen urinario (Vu) se observa en la Figura 2B. Durante los procedimientos DH y RH este no varió significativamente ni al final del ejercicio, ni de la recuperación. Tampoco hubo diferencia, estadísticamente significativa, entre ellos.
Los cambios de la Osmp se observan en la Figura 3A; durante el procedimiento DH hay incremento, estadísticamente significativo (p<0,01), tanto al final del ejercicio como de la recuperación (303,6 mOsm/L, SEM 1,43). Durante el procedimiento RH la osmolaridad no varió significativamente, al final del ejercicio ni de la recuperación (291,5 mOsm/L, SEM 1,28). Al comparar los dos procedimientos se observó diferencia, estadísticamente significativa (p<0,01), entre ellos. En la Figura 3B. se observa la osmolaridad urinaria (OSMu), ésta no varió significativamente, al final del ejercicio ni de la recuperación, durante los procedimientos DH y RH. No hubo diferencia estadísticamente significativa entre ellos.
En la figura 4A se observa el
comportamiento del Na+p el cual durante el procedimiento DH
mostró un incremento, estadísticamente
significativo (p<0,01),
tanto al final del ejercicio como
de la recuperación (147,9 mEq/
L, SEM 0,76). Por el contrario,
durante el procedimiento RH el
sodio no mostró variaciones
(142,4 mEq/L, SEM 0,60). Al comparar los dos procedimientos
se observó una diferencia,
estadísticamente significativa
(p<0,01). La excreción urinaria
del sodio (Na+u) se observa en
la Figura 4B. la cual durante
ambos procedimientos no varió,
significativamente, al final del
ejercicio ni de la recuperación.
No hubo diferencia, estadísticamente
significativa, entre los
dos procedimientos.
En la Figura 5A se observa la
variación del K+p, la cual durante
el procedimiento DH mostró un
incremento (4,55 mEq/L, SEM
013), estadísticamente significativo,
tanto al final del ejercicio
(p<0,01) como de la recuperación
(p<0,05). Durante el procedimiento
RH se observó un comportamiento
similar (4,10 mEq/
L, SEM 0,12). Durante el ejercicio (p<0,05), pero no en la recuperación
(p>0,05). Al comparar
los dos procedimientos solo se
observó diferencia, estadísticamente
significativa (p<0,05),
entre ellos, al final de la recuperación.
La excreción urinaria del
potasio (Figura 5B) no varió,
significativamente, en ningún
procedimiento y tampoco hay diferencias
estadísticamente significativas
entre ellos.
En la Pp (Figura 6A) durante el
procedimiento DH mostró un
incremento (8,09 g/L, SEM
0,06), estadísticamente significativo,
tanto al final del ejercicio
(p<0,01) como de la recuperación
(p<0,05). Durante el procedimiento RH se observó un
comportamiento similar (7,91 g/
L, SEM 0,06), durante el ejercicio
(p<0,01) pero no en la recuperación (p>0,05). Al comparar
los dos procedimientos se observó
diferencia estadísticamente
significativa (p<0,01), entre
ellos, al final de la recuperación.
La Pu (Figura 6B) en ambos procedimientos
aumentó significativamente
al final de la recuperación
(p<0,05 en DH, p<0,01
en RH). Al comparar los dos procedimientos
no se encontró diferencia.
estadísticamente significativa.
En ambos procedimientos el análisis
de la correlación lineal permitió
establecer una asociación,
estadísticamente significativa
entre la Osmp y Pp; en el procedimiento
DH hay correlación,
estadísticamente significativa
entre la Osmp y Na+p, entre las
Pp y Ksupp; entre la Gu y Osmu y
entre la Gu y K+u. Por su parte,
en el procedimiento RH el análisis de la correlación lineal sólo
fue estadísticamente significativo
entre el Vu y K+u (Tabla 2).
En la presente investigación encontramos que la actividad física intensa y de larga duración originó una pérdida de peso corporal. estadísticamente significativa, de 4,3% en el procedimiento DH y de 2.4% en RH, explicable esta diferencia por la reposición parcial de las pérdidas hídricas. En ambos procedimientos la pérdida de peso corporal, ocasionada por el incremento de la eliminación acuosa (respiración y sudoración) determinó una deshidratación. Pero al contrario de lo observado por otros investigadores (6-8,24,25), ni la deshidratación ni la reposición parcial de las pérdidas hídricas mostraron asociación con la reducción porcentual del VP, observada al final del ejercicio. En el procedimiento DH la deshidratación fue hipertónica, secundaria al incremento de las concentraciones plasmáticas del sodio (r=0,66, p<0.001) y de las proteínas plasmáticas (r=0,67, p<0,001). En RH la deshidratación fue isotónica, ésta mostró correlación, estadísticamente significativa (r=0,67, p<0,01), con las proteínas plasmáticas. La hiperproteinemia, la hipernatremia y la hipercaliemia durante la realización de una actividad física ya han sido descritas (8,26-28). En esta investigación la reposición parcial de las pérdidas hídricas evitó la hiperproteinemia y la hipernatremia, pero no la hipercaliemia.
Varios factores podrían estar
implicados en el incremento de
las concentraciones plasmáticas
de proteínas, sodio y potasio: a)
hemoconcentración, secundaria
a la pérdida hídrica; b) disminución
de su filtración glomerular,
secundaria a la reducción del flujo
plasmático renal (29); y c)
incremento del eflujo intracelular.
La hemoconcentración, per se,
no explica el incremento plasmático
del sodio ni del potasio;
es evidente que, el eflujo intracelular
contribuye a su elevación,
dado que la concentración real es
mayor que la esperada (27), cuando
ésta se calcula a partir de la
reducción del volumen
plasmático (datos no mostrados).
El eflujo intracelular, de sodio y potasio, podría formar parte: 1)
del mecanismo amortiguador de
protones, cuya concentración
plasmática aumenta en respuesta
a las demandas de la actividad
física (30); 2) de un mecanismo
homeostático tendiente a mantener
la neutralidad eléctrica,
neutralizando el incremento de
las cargas negativas de las proteínas;
lo anterior, es una buena explicación para el coeficiente
de correlación que encontramos
entre las concentraciones plasmáticas
de proteínas y potasio;
y 3) de un mecanismo neurorreflejo
con miras a incrementar
el consumo de oxígeno (31-33).
Dada la aparición rápida de la
hipercaliemia la última explicación
parece ser la de mayor importancia.
De otro lado, la hiperproteinemia
podría explicarse, por la hemoconcentración;
dado que el valor
plasmático esperado es muy
similar al encontrado.
Tanto la hipernatremia como la
hiperproteinemia durante el
ejercicio, desempeñan un papel
importante en el mantenimiento
de la osmolaridad y, por ende,
del volumen del líquido extracelular. La hidratación parcial
con agua (sin electrólitos)
las evita; y si bien, mejora la
PWC podría desencadenar una
hiponatremia por dilución (6) y
provocar una reducción adicional
del volumen plasmático, si
se ingiere en mayor cantidad o
durante un período de tiempo
más prolongado.
En ambos procedimientos de esta investigación las respuestas renales, ante la supuesta liberación hormonal, en el transcurso de una deshidratación aguda, bien sea hipertónica (DH) o isotónica (RH) no fueron las esperadas: 1 ) de un lado, el volumen urinario no disminuyó, ni la osmolaridad aumentó; 2 ) de otro, tampoco disminuyó la excreción urinaria de sodio, ni aumentó la de potasio. Se ha aceptado que la producción de una orina concentrada es una manifestación temprana de la deshidratación; reconociendo, implícitamente que es el resultado de un incremento en la reabsorción acuosa por acción de la ADH. Pero la producción de una orina concentrada, no depende exclusivamente de la cantidad de agua reabsorbida, por el túbulo colector medular, en presencia de ADH.
Igualmente, se acepta que la
excreción disminuida de sodio y
aumentada de potasio es el resultado
de un incremento de la
reabsorción distal de sodio y de
la secreción, también distal, del
potasio, en respuesta a la ALDO.
Ahora bien, los hallazgos de la
presente investigación pudieron
ser debidos a: 1) un incremento
en la cantidad de agua y
electrólitos filtrados, causado por
la vasodilatación arteriolar
aferente en respuesta a la disminución
del flujo plasmático renal
(29, 34); 2) una disminución
de la reabsorción tubular
proximal, de agua y electrólitos,
secundaria al aumento de la carga
tubular de sodio y potasio,
dado que su concentración
plasmática aumentó y pudo haber
ocurrido competición por la
fuente energética (9) y; 3) una
concentración plasmática de
ADH y ALDO menor que la esperada,
o un retardo en su liberación.
Algunas investigaciones recientes
(35-40) indican que el entrenamiento
disminuye las respuestas
endocrinas del mecanismo
regulador de la osmolaridad y
del volumen, durante la realización
de una actividad física de
alta intensidad (mayor de 70%
del VO2max). En consecuencia,
es posible que todos los factores
enunciados hayan contribuido a
los resultados obtenidos; ellos
nos llevan a reconsiderar la utilidad
de una muestra de orina en
la evaluación del estado de
hidratación. durante la realización
de una actividad física, de
alta intensidad, así sea de larga
duración, dado su poco valor
predictivo.
En conclusión, la realización de
un ejercicio físico intenso y prolongado,
bajo condiciones ambientales
neutras, y sin reposición
hídrica, desencadenó, como
era de esperar, una deshidratación
hipertónica; la cual se confirmó
mediante la determinación
de la osmolaridad plasmática o
la concentración plasmática de
sodio. La hidratación parcial con
agua evita la hipertonicidad. De
otro lado, la utilización de las
variables urinarias como indicadores
del estado de deshidratación
hipertónica, leve y aguda,
no parece tener utilidad ni ofrecer
ventajas con respecto al uso
de las variables plasmáticas.
With the purpose to establish the adequacy of some plasma and urinary indexes on hydration status, nine male long distance runners, averaging 23,9 years, 64,4 Kg and 173,3 cm, were tested during a 90 min treadmill running (performed at 80% of physical Work capacity on motorized treadmill). And also during consecutive 90 min recovery period. The ambient conditions were neutral (23,3°C, and 59.5% RH). Blood and urine samples were taken during a rest period, at the race end and after recovery period. A first trial as made under no hydration conditions (Dehydrated DH): A second trial was performed, 3-4 weeks later, under partial water replenishment (averaging 51,4% of individual weight losses during DH).
During DH, the body weight was
reduced in 4,3% and plasma
volume decreased in 8,9%. The
osmolarity, plasma sodium,
potassium and protein were
increased (303,6 Osm.L-1 SEM
1,43; 147,9 mEq.L-1 \ SEM 0,76:
4,55 mEq.L-1, SEM 0,13; 8,06
g.L1, SEM 0,06, respectively).
Meanwhile the urinary variables
as osmolarity, urinary volume,
sodium and potassium excretion
not changed; but specificity
gravity and urinary protein were
increased on recovery period.
During RH, partial water replenishment
caused only 2,4% of
body weight loss and did not
affect PV reduction (9,5%); it also
avoided high plasma osmolarity
(291,5 mOsm.L-1, SEM 1,28),
increase in of plasma sodium
(142,4 mEq.L- 1 , SEM 0,60),
protein (7,91 g.L-1, SEM 0,07)
but did not the increase plasma
potassium during the race (4.10
mEq.L-1, SEM 0,12). The urinary
water, sodium, and potassium
excretion did not change significantly
during the race or recovery
period. Protein excretion was
increased only on ecovery period.
Only plasma proteins showed a
significative correlation with
plasma osmolarity.
A las bacteriólogas: Luz M. Rivera. Myriam Londoño, Rubiela Flores y Guiomar Acosta, por su asistencia técnica. Al Dr. Fernando Montoya, por su asesoría estadística. Al Programa de Reproducción por su apoyo logístico. A las estudiantes: Clara Murcia e Isabel Cristina Amelines, de la Facultad de Medicina de la Universidad de Antioquia, por su participación. A los deportistas evaluados y al cuerpo técnico por su constante colaboración e interés. A la Dirección Ejecutiva de Indeportes (Coldeportes Antioquia) y al personal médico y administrativo de la División de Medicina Deportiva de esta entidad, por su apoyo e interés.
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