Efecto del ejercicio de tiro y arrastre sobre el eje renina-angiotensina-aldosterona y cociente testosterona/cortisol en caballos euhidratados y deshidratados

Introducción. El estado hídrico previo al inicio de un ejercicio (hiperhidratación-deshidratación o hipohidratación y euhidratación) modifica la respuesta neurohumoral. En personas, la deshidratación origina una liberación incrementada de las hormonas implicadas en el mantenimiento de la volemia y del estado hidroelectrolítico, tales como la renina (REN), angiotensina (ANG) y aldosterona (ALD). La testosterona (T) es una hormona anabólica, mientras que el cortisol (C) es una hormona de estrés, con funciones catabólicas. El cociente T/C es un reflejo de la intensidad anabólica/catabólica de un ejercicio y en atletas humanos, se ve afectada por el estado hídrico. Objetivos. 1) Describir las variaciones en las concentraciones de REN, ANG, ALD, T, C y ratio T/C en caballos durante un ejercicio de tiro y arrastre, en relación con otros marcadores de equilibrio hidroelectrolítico y en función de la carga arrastrada; 2) Analizar si la respuesta de estas hormonas al ejercicio difiere entre animales con deshidratación hipertónica y euhidratados; Hipótesis: 1) Que las concentraciones de REN, ANG, ALD, T, C serán más elevadas en los caballos deshidratados que en los euhidratados; 2) Que el ejercicio de tiro y arrastre, particularmente en los animales de mayor peso corporal, inducirá una mayor activación del eje REN, ANG, ALD y una liberación superior de T; 3) Que los animales deshidratados experimentarán un incremento más intenso de estas hormonas en respuesta al ejercicio. Material y métodos. Se han llevado a cabo dos estudios simultáneos. En el estudio I, se han analizado los siguientes parámetros: valor hematócrito (HTO), albúmina (ALB), sodio (Na), potasio (K), cloro (Cl), lactato (LA) y concentraciones séricas de REN, ANG y ALD y en el estudio II, se han determinado las concentraciones de ALB, T, C y ratio T/C. En el estudio I, se han incluido 64 caballos machos, enteros y castrados, divididos en dos grupos según su estado hídrico: grupo control o euhidratado (CTR, n=11) y grupo deshidratado (DH; n=53), con deshidratación hipertónica inducida por restricción de agua y comida. Además, según su peso corporal, los animales se han dividido en 3 categorías de peso: I (<350 kg; n=3 para grupo CTR; n=23 para DH), II (351-450 kg; n=3 para CTR; n=18 para DH) y III (>451 kg; n=5 para CTR; n=12 para DH). En el estudio II, se han incluido los mismos animales, con excepción de la categoría de peso III para el grupo CTR, que solo está constituida por 3 animales, en lugar de 5, al descartar a los machos castrados, debido a la medición de T. Todos los animales, realizaron un ejercicio consistente en recorrer una pista de arena de playa de 60 m de longitud, tirando de un carruaje, con 2, 2,25 y 2,5 veces su peso corporal para las tres categorías de peso. La pista de arena se dividió en cuatro áreas de 15 m, en cada una de las cuales, el animal hizo una parada obligatoria, de duración decidida por el acompañante, y que se incluyó como tiempo de carrera. Los animales eran eliminados si se superan los 5 min de duración. En los dos estudios, se tomaron muestras de sangre en los siguientes tiempos: en reposo, antes del ejercicio (R), dentro del primer minuto tras finalizar el ejercicio (E) y a los 5, 10, 15 y 30 minutos de una recuperación pasiva (5REC, 10REC, 15REC y 30REC). Resultados. Estudio I. La diferencia de peso de los caballos tuvo una influencia mínima en los valores basales y en la respuesta al ejercicio. En reposo, los caballos DH tuvieron valores superiores de HTO, ALB, LA, Na, K y ANG en comparación con los CTR. El ejercicio condicionó una elevación de HTO, ALB, LA y Na, tanto en los caballos CTR como en los DH. Se encontró un incremento de ANG en los caballos DH y de ALD en los caballos CTR. La elevación con el ejercicio experimentada por los parámetros analizados fue de magnitud similar en los grupos CTR y DH, con excepción del LA (incrementó más en DH) y ALD (aumentó más en CTR). Estudio II. El ejercicio dio lugar a un aumento de T en las categorías I y III de los grupos CTR y DH, así como un descenso en la categoría II del grupo CTR. El C mostró un aumento progresivo en las tres categorías y en los dos grupos de estado hídrico, con los valores máximos en el tiempo 30REC. El ratio T/C aumentó en la categoría III del grupo DH, descendió en la categoría II del grupo CTR y no varió en los otros casos. Los animales DH, independientemente de la categoría de peso, tuvieron valores superiores de T y C, en la mayoría de los tiempos de extracción de muestras. Sin embargo, si se consideran los cambios experimentados por estas hormonas durante el ejercicio o en la recuperación, en relación a los valores basales, el aumento del C fue más marcado en el grupo CTR que en el DH, para las tres categorías de peso. Las variaciones de la concentración de T fueron superiores en las categorías de peso I y III del grupo CTR que en el grupo DH. El ratio T/C fue estadísticamente igual entre caballos CTR y DH en las categorías I y III, mientras que en la categoría II, los caballos DH presentaron cocientes T/C mayores. Conclusiones. La deshidratación hipertónica altera la concentración de las hormonas implicadas en la regulación del equilibrio hidro-electrolítico, de la presión sanguínea y del metabolismo. Sin embargo, el estado hídrico previo al ejercicio tiene una acción mínima sobre la magnitud de estos cambios en respuesta a un ejercicio de tiro y arrastre de corta duración (inferior a 5 min). Relevancia. Se ha demostrado que la respuesta neurohumoral, determinada en base a las concentraciones circulantes de las hormonas REN, ANG, ALD, T y C, se ve afectada por el ejercicio cuando el animal empieza el mismo en estado de euhidratación o de deshidratación.

Degradación bacteriana de cianuro y compuestos nitrogenados tóxicos

La ruta de asimilación de cianuro en P. pseudoalcaligenes CECT5344 transcurre a través de un nitrilo formado por la reacción química del cianuro con el oxalacetato, siendo este último acumulado como consecuencia de la acción conjunta de una malato:quinona oxidoreductasa (MQO) y la oxidasa terminal resistente a cianuro (CioAB) (Luque-Almagro et al., 2011b). Los nitrilos pueden ser convertidos en amonio por la acción de una nitrilasa o un sistema nitrilo hidratasa/amidasa. Con el objetivo de elucidar la ruta de asimilación de cianuro en P. pseudoalcalígenes CECT5344, se ha analizado el proteoma de este microorganismo en condiciones cianotróficas frente a nitrato como fuente de nitrógeno como control. En este estudio se identificaron proteínas relacionadas con la ruta de asimilación de cianuro en la estirpe CECT5344, que aparecían inducidas por cianuro, como NitB y NitG, cuyos genes se encuentran localizados en la agrupación génica nit1C. Además de NitB y NitG, de función desconocida, la agrupación génica nit1C codifica un regulador transcripcional del tipo Fis dependiente de σ54 (NitA), una nitrilasa (NitC), una proteína que pertenece a la superfamilia S-adenosilmetionina (NitD), un miembro de la superfamilia N-aciltransferasa (NitE), un polipéptido de la familia AIRS/GARS (NitF) y una oxidorreductasa dependiente de NADH (NitH). Un análisis transcripcional mediante RT-PCR determinó que los genes nitBCDEFGH se cotranscriben, mientras que el gen regulador nitA se transcribe de forma divergente. Además, resultados obtenidos por RT-PCR confirman que la expresión de los genes nitBCDEFGH está inducida por cianuro y reprimida por amonio. La relación entre el cianuro y el grupo de genes nit1C queda patente por el fenotipo de los mutantes deficientes nitA, nitB y nitC, incapaces de usar complejos cianuro-metálicos o 2-hidroxinitrilos como única fuente de nitrógeno. Todos estos datos indican que la nitrilasa NitC, junto con la proteína NitB, utilizan de forma específica determinados nitrilos alifáticos como sustrato, entre los que se encuentran el formado durante la asimilación de cianuro (Estepa et al., 2012). Además, entre las proteínas inducidas por cianuro se identificaron una dihidropicolinato sintasa (DapA), una fosfoserina transaminasa (SerC) y una proteína de función desconocida (Orf1), las tres codificadas por genes del operón cio, una cianasa (CynS), la proteína S6 de la subunidad ribosomal 30S (RpsF), una superóxido dismutasa (SodB), la ferritina (Dps), una oxidorreductasa (Fpr) y un factor de elongación P (EF-P). Una vez identificadas, estas proteínas se han analizado funcionalmente y se han localizado en el genoma de P. pseudoalcaligenes CECT5344 los genes correspondientes, así como los genes adyacentes. La inducción de estas proteínas en condiciones cianotróficas sugiere que el metabolismo del cianuro incluye, además de la resistencia y asimilación de este tóxico, otros procesos biológicos relacionados con el metabolismo del cianato y de algunos aminoácidos, el estrés oxidativo y la homeostasis de hierro, entre otros. Por otra parte, el conocimiento en profundidad y la interpretación de la secuencia génica de P. pseudoalcaligenes CECT5344, así como el análisis comparativo frente a organismos no cianotrofos ha permitido entender algunos de los mecanismos implicados en la resistencia y asimilación de cianuro, lo que permitiría conducir a la posterior mejora del proceso de biodegradación de cianuro. Además, el estudio del genoma de la estirpe CECT5344 permitirá explorar la capacidad de este organismo para ser utilizado en procesos de biorremediación de residuos cianurados en los que se encuentran metales y otros tóxicos (Luque-Almagro et al., 2013; Wibberg et al., 2014). En este trabajo se muestran y discuten los resultados de la secuenciación del genoma de P. pseudoalcaligenes, así como el estudio del análisis filogenético y evolutivo de la cepa, estableciéndose de esta manera relaciones con otras especies en base a los genomas secuenciados de las mismas, entre las que destaca P. mendocina ymp relacionada con P. pseudoalcaligenes CECT5344. El estudio de las características del genoma de P. pseudoalcaligenes CECT5344 ha sido completado con un análisis comparativo frente a los genomas de otras especies de Pseudomonas, encontrándose así semejanzas y diferencias en cuanto a la distribución génica funcional. Por último, se muestra un análisis del genoma de P. pseudoalcaligenes CECT5344 en relación con los genes implicados probablemente en los procesos de asimilación de cianuro y residuos cianurados, tales como los codificantes de nitrilasas y aquellos implicados en la resistencia a cianuro como los constituyentes del operón cio que codifican la oxidasa terminal insensible a cianuro. Finalmente, se discute la presencia de genes implicados posiblemente en otros procesos con una alto potencial biotecnológico, tales como la producción de bioplásticos y la biodegradación de diversos contaminantes.