V. MERINO M., BQ, MS; S. VALENZUELA A., BQ; I. CABEZAS A., MV;
M. GARCIA L., MV;
C.G. AVILA, M.V.; R. PEREZ F., MV, MS.
Departamento de Ciencias Clínicas, Facultad de Medicina Veterinaria,
Universidad de Concepción,
Casilla 537, Chillán, Chile.
SUMMARY
Physiological and biochemical response of the draught horse to plowing in rice fields
In order to determine the effort performed by crossbred draught horses in agricultural work, the biochemical and physiological response of five horses was evaluated after performing five hours of work (3 in the morning and 2 in the afternoon) with a 90 minutes break between the periods.
Blood samples were obtained from the jugular vein with a vacutainer. The haemoglobin concentration and globular volume were determined in whole blood. Lactic acid was determined in deproteinised blood, while cortisol and enzymatic activities were determined in plasma.
Cardiac and respiratory frequencies increased significantly with the work. These physiological variables were recovered 30 minutes post exercise. Haemoglobin, globular volume, plasmatic cortisol and enzymatic activities of creatine kinases and aspartate aminotransferase increased significantly during the exercise, but lactic dehidrogenase and lactic acid presented no significant changes. The results showed that the muscular effort performed by the horses was very intense, but this exercise did not produce any evident injury or muscular fatigue on the animals.
Palabras claves: caballo de tiro, actividades enzimáticas, fisiología del ejercicio.
Key words: draught horses, enzymatic activities, exercise physiology.
INTRODUCCION
Desde el punto de vista económico el uso de la tracción animal en un predio tiene gran importancia, puesto que el agricultor necesita de un sistema de trabajo práctico, de fácil manejo y de bajo costo para la ejecución de las labores agrícolas. En el país, desde la provincia de Ñuble al norte, el animal de trabajo más utilizado es el caballo.
Entre las faenas agrícolas que debe realizar un caballo se contempla la preparación de suelos, labor que generalmente se realiza con arados de vertedera (Ibáñez y Hetz, 1980; Reyes y Hetz, 1988).
La respuesta del caballo de tiro al trabajo de tracción ha sido estudiada en condiciones de laboratorio; se ha demostrado que la tracción de una carga de un promedio de 1.892 kg produce aumento de frecuencia cardíaca, temperatura corporal y frecuencia respiratoria; también se incrementa la actividad sérica de las enzimas creatinquinasa, láctico deshidrogenasa y aspartato aminotransferasa (Pérez y col., 1992; Islas y col., 1992). Se han observado aumentos significativos de los niveles de cortisol en caballos de tiro en proporción directa con el incremento tanto de la carga como de la duración del ejercicio (Pérez y col., 1991) y en caballos de carreras, que realizan competencias pesadas y de larga duración (Lucke y Hall, 1980; Snow y col., 1982; Ralston y col., 1988).
En caballos de tiro se han determinado además el rendimiento físico y el requerimiento energético de estos equinos al realizar trabajos de aradura en suelos arroceros (Cabezas y col., 1994).
El objetivo de este trabajo fue estudiar la adaptación fisiológica y bioquímica del caballo de tiro al trabajo de labranza en suelos de aptitud arrocera.
MATERIAL Y METODOS
Se utilizaron 5 caballos mestizos de tiro chilenos, de 5 a 13 años de edad, clínicamente sanos. Cada caballo trabajó en faenas de aradura, en predios arroceros de la VII y VIII regiones, entre los meses de septiembre y octubre, a una temperatura ambiental de 16 a 20° C y una humedad relativa entre 67.5 a 86%. El trabajo realizado consistió en la rotura del suelo con un arado de vertedera, durante una jornada de 5 horas, dividida en 3 horas durante la mañana y 2 horas en la tarde, con un descanso de una hora y 30 minutos entre estos períodos. Dentro de cada hora los caballos trabajaron 55 minutos con un descanso de 5 minutos.
Previo y durante el trabajo a los animales se les determinó en forma continua la frecuencia cardíaca (FC), con un registrador digital (Respironics®, Uppsala). La frecuencia respiratoria (FR) fue determinada mediante un estetoscopio y la temperatura rectal (T) con un termómetro clínico para uso veterinario, después de cada hora de trabajo y luego de 30 minutos de finalizar el trabajo de la tarde.
A cada caballo se le extrajeron 9 ml de sangre de la vena yugular en tubos al vacío heparinizados, previo al inicio del trabajo de la mañana (R1), al terminar el trabajo de la mañana (T1), después de 90 minutos de reposo (R2), al terminar el trabajo de la tarde (T2) y 30 minutos después de finalizar la jornada (R3).
El volumen globular (VG) se determinó en tubos para microhematocrito según la técnica de Schalm y col. (1975). La concentración de hemoglobina (Hb) se determinó espectrofotométricamente a través del metodo de la cianometahe-moglobina, utilizando el reactivo de Drabkin (Laboratorio Boehringer, Mannheim).
El plasma se obtuvo al centrifugar la sangre a 2.500 rpm durante 15 minutos, en centrífuga Labofuge 200® (Heraeus Sepatech) y se utilizó para determinar las concentraciones de proteínas y cortisol y las actividades enzimáticas.
La concentración de proteínas plasmáticas se determinó utilizando reactivos comerciales (Laboratorio Boehringer, Mannheim).
La concentración de cortisol se determinó mediante radioinmunoensayo (RIA) con reactivos comerciales INCSTAR (Laboratorio Diagnostic Products Corporation). La radiactividad se registró en un contador Gamma Mini Assay®, tipo 6-20 y se utilizó un análisis computacional para RIA desarrollado por la OMS.
La actividad de las enzimas creatinquinasa (CK), aspartato aminotransferasa (AST) y láctico deshidrogenasa (LDH) se determinó a través de métodos cinéticos utilizando reactivos comerciales (Laboratorio Boehringer, Mannheim).
La concentración de ácido láctico se determinó en sangre desproteinizada con HClO4 0.6M en proporción 1:4, utilizando reactivos comerciales (Laboratorio Boehringer, Mannheim). Todas las lecturas espectrofotométricas realizadas en este estudio se hicieron en un Spectronic 601® (Milton Roy, NY).
Análisis estadístico: Los resultados de las variables estudiadas se expresaron como promedio ± error estándar. Los promedios se compararon mediante una ANDEVA para mediciones repetidas asociado a la prueba de comparaciones múltiples de Newmann-Keuls, para establecer diferencias significativas con un nivel de probabilidad de 0.05.
RESULTADOS
En el cuadro 1 se muestran los promedios de la FC de los caballos. Durante el trabajo se alcanzaron promedios máximos de 129 ± 4 lat/min en la mañana y de 137 ± 8 lat/min en la tarde. Los valores de reposo fueron de 38 ± 3 y de 40 ± 2 lat/min en la mañana y en la tarde, respectivamente. Después de 30 minutos de haber finalizado la jornada de la tarde la FC disminuyó a valores promedios de 52 ± 4 lat/min.
Los promedios de FR se observan en el cuadro 1. Los valores de reposo en la mañana fueron de 24.8 ± 3.5 resp/min, los que incrementaron a 91.8 ± 14.2 resp/min después de la tercera hora de trabajo. En la tarde se obtuvieron incrementos similares. A los 30 minutos de terminar la jornada los valores de FR disminuyeron significativamente (p<0.05) comparados con los observados durante el trabajo.
La temperatura rectal en reposo fue de 37.3 ± 0.2° C y durante las horas de trabajo aumentó a 39.3 ± 0.4° C en la mañana y a 39.6 ± 0.6° C en la tarde. A los 30 minutos postejercicio la temperatura fue de 38.2 ± 0.2° C, valor significativamente menor (p<0.05) al observado durante el trabajo (cuadro 1).
En la figura 1 se muestran las variaciones observadas en la concentración de Hb y VG causadas por el trabajo de aradura, existiendo un aumento significativo durante la jornada de trabajo (p<0.05) y una disminución a los 30 minutos postejercicio. La concentración de Hb aumentó de 12.9 ± 0.6 a 14.8 ± 0.4 g/dl en la mañana y de 13.1 ± 0.8 a 15.8 ± 0.4 g/dl en la tarde. El VG fue de 36.4 ± 1.6 y 37.8 ± 1.0% durante el reposo, mientras que con el trabajo aumentó a 42.9 ± 0.7% en la mañana y a 43.3 ± 0.8% en la tarde.
Figura 1. Promedio de la concentración de hemoglobina (Hb) y volumen globular (VG) de los caballos mestizos de tiro sometidos a faena de aradura en suelos arroceros *:p<0.05 vs R1. +:p<0.05 vs R2. Los tiempos R1, T1, T2 y R3 están descritos en Material y Métodos.
Mean of haemoglobin concentration (Hb) and globular volumne (VG) of draught ploughing in rice fields. *:p<0.05 vs R1. +:p<0.05 vs R2. Times R1, T1, R2, T2 and R3 are described in Material and Methods.
Los valores promedios de la concentración de proteínas plasmáticas mostraron un aumento leve en la mañana, de 7.97 ± 0.78 g/dl en reposo a 8.29 ± 1.26 g/dl luego del trabajo realizado, en cambio en la tarde se obtuvo un aumento significativo (p<0.05) de 7.90 ± 1.29 g/dl en reposo a 8.33 ± 1.11 g/dl. Después de 30 minutos de haber finalizado la jornada se obtuvieron valores promedios de 8.01 ± 1.12 g/dl.
La concentración plasmática de cortisol aumentó significativamente (p<0.05) durante el trabajo de aradura, tanto en el período de la mañana como en el de la tarde (figura 2). Se observa que aumenta desde valores de reposo de 131.8 ± 13.2 nmol/l a 245.5 ± 13.2 nmol/l en la mañana y de 123.0 ± 13.8 nmol/l a 269.1 ± 12.3 nmol/l en la tarde. A los 30 minutos de finalizado el trabajo diario se observa una disminución de la concentración a 181.9 ± 14.4 nmol/l, sin embargo, los valores se mantienen altos sin lograr los determinados en reposo.
Figura 2. Promedios de la concentración plasmática de cortisol en caballos mestizos de tiro sometidos a faena de aradura en suelos arroceros. *: p<0.05 vs R1. +: p<0.05 vs R2. Los tiempos R1, T1, R2, T2 y R3 están descritos en Material y Métodos.
Mean plasmatic cortisol concentration of draught horses ploughing in rice fields. *: p<0.05 vs R1. +: p<0.05 vs R2. Times R1, T1, R2, T2 and R3 are described in Material and Methods.
La concentración de ácido láctico aumentó desde 2.6 ± 0.8 a 4.0 ± 1.3 mmol/l durante el trabajo de la mañana y de 2.6 ± 0.4 a 4.5 ± 1.3 mmol/l en la tarde. Sin embargo, estos incrementos no fueron significativos (p>0.05). Después de 30 minutos de finalizar la jornada se obtuvieron valores de 3.8 ± 1.2 mmol/l.
En la figura 3 se observan las variaciones de las actividades plasmáticas de CK, AST y LDH . La actividad CK en reposo fue de 66.1 ± 14.8 UI/l en la mañana y de 100.0 ± 16.2 UI/l en la tarde, aumentando significativamente (p<0.05) a 117.5 ± 17.4 UI/l y a 173.8 ± 17.4 UI/l en la mañana y en la tarde, repectivamente. A los 30 minutos de finalizar la jornada se obtuvieron promedios de 154.9 ± 17.8 UI/l. La actividad AST fue de 141.2 ± 13.5 UI/l y de 169.8 ± 14.1 UI/l en estado de reposo en la mañana y en la tarde, respectivamente, aumentando a 165.9 ± 14.1 UI/l en la mañana y a 182.9 ± 18.8 UI/l en la tarde; la actividad determinada a los 30 minutos después de haber terminado el trabajo diario fue 182.0 ± 13.8 UI/l. La actividad LDH no mostró variaciones significativas (p>0.05), aunque los promedios de actividad observados después del trabajo fueron superiores a los de reposo. En reposo la actividad LDH fue 288.4 ± 12.6 UI/l y aumentó a 309.0 ± 13.5 UI/l en la mañana; en la tarde la actividad en reposo fue 363.1 ± 12.9 UI/l y después del trabajo 338.8 ± 13.2 UI/l.
Figura 3. Promedio de las actividades de las enzimas plasmáticas CK, AST y LDH de caballos mestizos de tiro sometidos a faena de aradura en suelos arroceros. *: p<0.05 vs R1. Los tiempos R1, T1, R2, T2 y R3 están descritos en Material y Métodos.
Mean enzymatic activities of CK, AST and LDH of draught horses ploughing in rice fields. *: p<0.05 vs R1. Times R1, T1, R2, T2 and R3 are described in Material and Methods.
DISCUSION
Al analizar los parámetros fisiológicos, hematológicos y bioquímicos determinados a los caballos en estudio, se puede señalar que éstos aumentaron significativamente durante la jornada de trabajo. La frecuencia cardíaca de los animales en reposo fue de 39 lat/min, mientras que durante el trabajo alcanzaron promedios de hasta 137 lat/min. El aumento de la frecuencia cardíaca es uno de los principales indicadores del nivel de esfuerzo que realiza un caballo durante el ejercicio; se ha podido establecer que a medida que aumenta la velocidad (Engelhardt, 1977), la fuerza de tracción (Pérez y col., 1992) y la carga del animal, incrementa la frecuencia cardíaca (Asheim y col., 1970; Evans, 1985; Gottlieb y col., 1988). En el estudio realizado el tipo de suelo y el elemento de tracción utilizado (arado de vertedera) fueron similares, lo que hace suponer que la frecuencia cardíaca aumentó según el nivel de esfuerzo realizado. La recuperación de la frecuencia cardíaca fue progresiva, alcanzando valores promedios de 52 ± 4 lat/min a los 30 minutos después de finalizado el trabajo, lo que indica una adecuada recuperación de su actividad fisiológica (Evans, 1985).
La frecuencia respiratoria aumentó mientras los caballos realizaban el trabajo de aradura, resultados que concuerdan con los descritos por otros autores (Asheim y col., 1970; Ilkiw y col., 1989; Pérez y col., 1992). Durante el trabajo muscular intenso se genera una mayor demanda de oxígeno, aumentando la actividad del sistema respiratorio para suplir estos requerimientos. Además este incremento actúa como un mecanismo compensador que tiende a favorecer la disipación del calor e incrementar la ventilación alveolar con el fin de eliminar el aumento de CO2 originado por el catabolismo a nivel muscular (Snow, 1990).
La temperatura rectal de los caballos aumentó significativamente de 37.3°C en reposo a 39.3° C en el trabajo de la mañana y a 39.6°C en la tarde; esto se debería a la mayor actividad metabólica que tienen que realizar los animales para desarrollar el esfuerzo muscular exigido por el trabajo. Se ha comprobado que equinos que presentan temperaturas mayores a 40.5° C al realizar un ejercicio tienen dificultades en disipar el calor corporal (Snow, 1990). Los resultados obtenidos sugieren que estos animales fueron capaces de eliminar el calor corporal al aumentar la frecuencia respiratoria.
El aumento del volumen globular y de la concentración de hemoglobina se debería a la liberación de eritrocitos hacia la circulación causada por la contracción esplénica que ocurre normalmente en respuesta al ejercicio (Martínez, 1989; Smith y col., 1989;Snow, 1990). Sin embargo, por el incremento en la concentración de proteínas plasmáticas se puede asumir que parte de la hemoconcentración observada estaría asociada a la pérdida de líquido por sudoración.
El aumento significativo de la concentración plasmática de cortisol después del trabajo es causado por el esfuerzo físico que realiza el caballo. Por lo tanto, el nivel de esfuerzo realizado sería un factor estresante que causaría un aumento de la concentración de cortisol plasmático (Snow y Rose, 1981; Freestone y col., 1991). En los caballos en estudio la mayor liberación de cortisol sería estimulada principalmente por la duración del ejercicio, ya que las mayores concentraciones de esta hormona se observaron terminada la jornada de trabajo; estos resultados son coincidentes con los de otros investigadores (Harris y Snow, 1992), quienes han demostrado que la concentración de cortisol aumenta a medida que se prolonga el período de ejercicio.
Los niveles de actividad plasmática de CK aumentaron terminada la jornada de la mañana y de la tarde, para luego disminuir a los 30 minutos postejercicio. La CK es una enzima específica del tejido muscular, de corta vida media y de bajo peso molecular (Rudolph, 1985), por esta razón su actividad se utiliza como indicador de la aptitud física de los caballos (Anderson, 1975; Deldar y col., 1982)
La actividad plasmática de AST aumentó significativamente durante el ejercicio y se mantuvo alta aún después de 30 minutos de haber finalizado la faena de aradura, lo que concuerda con estudios realizados en caballos expuestos repetidamente a diferentes ritmos de ejercicios (Deldar y col., 1982).
En caballos mestizos de tiro se ha demostrado que la fuerza de tracción es un factor que contribuye a aumentar las actividades de CK y AST, por lo tanto sus alzas se pueden utilizar para evaluar la aptitud física del animal más que para determinar el nivel de esfuerzo que realiza, siempre que el esfuerzo sea concordante con las condiciones físicas y/o estén dentro del margen de tolerancia del caballo (Pérez y col., 1992).
El aumento observado en la concentración de ácido láctico y en la actividad LDH plasmática durante el trabajo de aradura no fueron significativos con respecto al reposo.
Al analizar las actividades enzimáticas, se observa que CK y AST aumentan sólo 1-2 veces el valor de reposo, LDH no muestra cambios significativos y, además, CK disminuye después del trabajo diario. Estos resultados indican que los equinos tenían una adaptación muscular adecuada al tipo de trabajo realizado, lo que se atribuye al hecho de que, previo a este estudio, los animales estaban desarrollando un ejercicio que les permitió tolerar en buenas condiciones la faena de aradura. Los resultados obtenidos sugieren, además, que estos equinos obtienen energía de vías anaeróbicas y que el ácido láctico producido sería metabolizado rápidamente.
RESUMEN
El objetivo del presente trabajo fue estudiar la adaptación fisiológica y bioquímica del caballo mestizo de tiro al realizar trabajos de labranza en suelos arroceros. Se utilizaron 5 caballos mestizos de tiro, clínicamente sanos, durante una jornada de 5 horas, dividida en 3 horas en la mañana y 2 horas en la tarde, con un descanso de una hora y media entre ambos períodos. Se registró la frecuencia cardíaca y respiratoria y la temperatura rectal. Muestras de sangre fueron extraídas desde la vena yugular, en las que se determinó el volumen globular, las concentraciones de hemoglobina, de cortisol y de ácido láctico y las actividades de creatinquinasa, aspartato aminotransferasa y láctico deshidrogenasa. La frecuencia cardíaca en reposo fue de 38 ± 3 lat/min alcanzando promedios máximos de 129 ± 4 lat/min durante el trabajo de la mañana y de 137 ± 8 lat/min en la tarde. La frecuencia respiratoria aumentó desde valores de reposo de 24.8 ± 3.5 resp/min en la mañana y 30.4 ± 4.1 resp/min en la tarde, a valores de 90.8 ± 8.9 resp/min en la mañana y de 111.8 ± 16.3 resp/min en la tarde. La recuperación de las frecuencias respiratoria y cardíaca se logró después de 30 minutos de haber finalizado el trabajo. Durante el ejercicio la temperatura rectal aumentó un promedio de 2.2 ± 0.2° C tanto en la mañana como en la tarde.
La concentración de hemoglobina, el volumen globular, la concentración
plasmática de cortisol y las actividades plasmáticas de creatinquinasa
y transaminasa, aumentaron significativamente durante la jornada de trabajo
con respecto al reposo. La actividad láctico deshidrogenasa y la concentración
de ácido láctico no mostraron cambios significativos en el período
de trabajo comparada con las determinadas en reposo.
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Aceptado: 14.07.97.
Trabajo financiado por Proyectos FONDECYT 193-0522 y DIUC 94-151.03-1.
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