Juan Miguel Castro Herreraa
En el verano austral 2014-2015 se desarrolló la Primera Expedición de Colombia a la Antártida. Con el propósito de ser país consultivo en el Sistema del Tratado Antártico, la Fuerza Aérea Colombiana se vinculó con un proyecto en ciencias de la salud que pretendía determinar los cambios fisiológicos cardlorresplratorlos, la composición corporal, el síndromeT3 Polar y la calidad del sueño, que se presentan en la aclimatación aguda al frío extremo, en un grupo de expedicionarios de la Antártida, con ejercicio aeróbico durante cuatro semanas de entrenamiento. Se valoraron, en Colombia y en la Antártida, 36 sujetos que aleatoriamente se dividieron en dos grupos; uno realizó ejercido y otro se mantuvo sedentario. A los participantes se les aplico el índice clínico de Zulewsky, la escala de Epworth, el cuestionario de Pittsburg, consumo máximo de oxígeno y composición corporal. De los 36 sujetos, el 80 % son hombres y solo el 20 % son mujeres, todos en un promedio de edad de 335 años. Los que realizaron ejercicio disminuyeron 4 % el IMC, disminuyeron 30 % la probabilidad de padecer hipotiroidismo, el 48 % mejoraron la calidad de sueño, el 51 % disminuyeron la probabilidad de somnolencia diurna y aumentaron el 7 % el consumo máximo de oxígeno. El grupo control de sedentarios aumentó 10 % de grasa y disminuyó 10 % su condición cardiovascular. Lo anterior muestra que el ejercicio es un mecanismo protector en la exposición a temperaturas extremas y disminuye la probabilidad de desarrollar patologías metabóllcas y cardiovasculares. El sedentarlsmo, más el frío extremo, deteriora rápidamente las fundones, dando lugar a enfermedades de cualquier tipo.
Palabras clave: composición corporal, ejercicio, temperaturas extremas
No verão austral 2014-2015 foi desenvolvido primeira expedição da Colômbia para a Antártida a fm de ser país consultivo no Sistema do Tratado Antártico, a Força Aérea Colombiana foi vinculado a um projeto em Ciências da Saúde fngindo determinar alterações fsiológicas cardiorrespiratórias, composição corporal, síndrome T3 Polar e qualidade do sono que ocorrem na aclimatação frio extremo aguda em um grupo de exploradores da Antártida, com o exercício aeróbio durante 4 semanas entrenamiento. Foram valorizados na Colômbia e na Antártida 36 indivíduos foram divididos aleatoriamente em dois grupos, um exercício e executar outras índice clínico sedentária, eles foram aplicados escala Zulewsky, Epworth, o questionário Pittsburg, consumo máximo de oxigênio e composição corporal. Dos 36 indivíduos, 80% são homens e apenas 20% são mulheres e têm uma idade média de 33,5 anos, aqueles que praticaram diminuiu 4% IMC, diminuiu 30% de chance de desenvolver hipotireoidismo, 48% melhor qualidade do sono, 51% diminuíram a probabilidade de sonolência diurna e aumento de 7% do consumo máximo de oxigênio. Aumentar o controle grupo sedentário de 10% de gordura e 10% de diminuição da aptidão cardiovascular. O exercício é um mecanismo de protecção da exposição a temperaturas extremas e diminui a probabilidade de desenvolvimento de doenças cardiovasculares e metabólicas. O sedentarismo, mais o frio extremo, deteriora rápidamente as funções, ocacionando doenças de qualquer tipo.
Palavras-chave: Composição Corporal, Exercício, Temperaturas extremas.
In the austral summer 2014-2015 was developed Colombia's first expedition to Antarctica in order to be consultative country in the Antarctic Treaty System, the Colombian Air Force was linked to a project in Flealth Sciences pretending determine cardiorespiratory physiological changes, body composition, Polar T3 Syndrome and quality of sleep that occur In acute extreme cold acclimation in a group of explorers of Antarctica, with aerobic exercise for 4 weeks of training. Were valued in Colombia and in Antarctica 36 subjects were randomly divided Into two groups, one performed exercise and a sedentary, we applied the clinical index of Zulewsky, Epworth scale, the questionnaire Pittsburg, maximum oxygen consumption and composition bodily. Of the 36 subjects 80 % are men and only 20 % are women and have an average age of 33.5 years, who exercised decreased 4 % BMI, decreased 30 % chance of developing hypothyroidism, 48 % Improved sleep quality, 51 % decreased the likelihood of daytime sleepiness and Increased 7 % maximum oxygen consumption. Increase control sedentary group 10 % fat and 10 % decreased cardiovascular fitness. Exercise is a protective mechanism in exposure to extreme temperatures and decreases the likelihood of developing metabolic and cardiovascular diseases. More sedentary lifestyle cold end functions facilitating rapidly deteriorating disease of any kind.
Keywords: Body composition, Exercise, Extreme temperatures.
El Antártico siempre ha sido un desafío para el ser humano, no solo por características topográficas, climatológicas y de variación del ciclo circadiano, sino también por el reto fisiológico que representa para sus visitantes. Con 14 millones de kilómetros cuadrados de hielo, es el segundo continente más grande después de Asia; es el sitio más frío, con más viento y el más seco del planeta; posee el 90 % del agua dulce y, si llegase a derretirse, los mares subirían 65 centímetros su nivel; no tiene población permanente, pero se estima que la pueden visitar unas 300.000 personas al año, entre científicos y turistas (Posada, 2014).
El majestuoso continente blanco es de todos pero no es de nadie. En 1959, en plena Guerra Fría, se creó el Sistema del Tratado Antártico por 12 países y actualmente lo conforman 51 naciones, de las cuales 29 están en calidad de país consultivo. Colombia se adhirió al tratado antártico en calidad de país observador en 1989, aceptando que su objetivo primordial tendría fines pacíficos y de cooperación para la ciencia, la investigación y la conservación de los recursos naturales de la humanidad.
En el marco de la primera misión colombiana a la Antártida, llamada CALDAS 2015, fue necesario conocer las respuestas fisiológicas cardiorrespiratorias, de composición corporal y metabólicas que presentan los habitantes de países ubicados sobre la línea del Ecuador cuando son expuestos a frío extremo y durante el tiempo de transición antes de llegar a la Antártida, así como las variaciones en el patrón de sueño y la somnolencia que este tipo de misiones puede originar en esta población.
Se espera con estos resultados obtener un perfil desde el punto de vista cardiorrespiratorio, con la resistencia ae-róbica, mediante la ergoespirometría; con el índice clínico-diagnóstico de hipotiroidismo de Zulewski; con el índice de Pittsburg; y con la Escala de Epworth, para evaluar la calidad de sueño y fatiga, y la evaluación metabólica y psico-social en el proceso de aclimatación de estos sujetos en el tiempo de exposición a temperaturas extremas. Lo anterior con el fin de emitir protocolos acordes a las características de la población colombiana, de acuerdo a sus lugares de origen y a sus condiciones psicofísicas para la realización de este tipo de misiones en un futuro.
Son conocidos, a través de diferentes estudios, los cambios fisiológicos que se presentan en el cuerpo humano tras la exposición a ambientes extremos, como los que se encuentran en el ambiente antártico.Teniendo en cuenta la primera misión por Colombia, en la cual participo personal de las Fuerzas Militares, se presenta la oportunidad de estudiar los cambios fisiológicos presentados por los mismos durante el proceso de aclimatación al ambiente antártico. Cabe resaltar que pocos estudios informan sobre la aclimatación de personas provenientes de países tropicales al ser expuestos a este tipo de ambientes.
Cuando se habla de estrés por frío o calor se consideran ciertas variables, como la temperatura, la velocidad del aire, la humedad y la energía radiante. Dichas variables están comprendidas en un concepto emitido en la década de los cuarenta por los científicos Siple y Passel, a saber: la sensación térmica. Este índice ha sido bien difundido y aplicado, pero en situaciones extremas, y sobre todo en frío, puede tener algunas alteraciones. A nivel fisiológico y homeostático, el cuerpo humano cuenta con diferentes mecanismos compensatorios como lo son la vasoconstricción -que consiste en realizar una redistribución del flujo sanguíneo a nivel periférico sobre la piel y los grandes vasos a nivel central-, acompañada del temblor muscular, que no es más que el titiritar generando un aumento en el gasto calórico, lo que genera un aumento de la temperatura central para la conservación de las funciones vitales. Sin embargo, estos mecanismos duran un tiempo determinado, si persisten generarían daños y lesiones al tejido, lo que contribuiría a desarrollar patologías como lo es la hipotermia, la disfunción hormonal y, específicamente, afectaría la tiroides -SíndromeT3 Polar- (Kilbourne, 2000).
Cuando se realizan exposiciones agudas o crónicas a temperaturas extremas, se evidencian cambios no solo hormonales sino también psicológicos. Se encontró correlación en valores como la hormona del crecimiento, la hormona luteinizante (LH), la hormona folículo-estimulante (FSH), la prolactina, el cortisol, la insulina y los niveles de glucosa, con trastornos en la calidad de sueño, fatiga aguda y acumulativa, somnolencia diurna y cambios en el temperamento, lo que hace inferir la importancia de los procesos de preparación, selección y mantenimiento al someterse a estas temperaturas en estas latitudes (Hernanussen, 2005).
Se ha demostrado que la actividad física y el ejercicio cardiovascular de origen aeróbico, cuando se realizan de forma regular cumpliendo con las recomendaciones del Colegio Americano de Medicina del Deporte (ACSM), disminuyen la probabilidad de muerte por cualquier causa; además, están asociados a un mayor rendimiento en las actividades laborales, especialmente en la toma de decisiones (Monteze, 2015). De lo anterior puede inferirse que con una buena condición física se podrán enfrentar los desafíos fisiológicos de temperaturas extremas en el continente antártico, aumentando la seguridad de las operaciones aéreas y marítimas de las personas que estén en el desarrollo de actividades en Antártida.
En cuanto a las respuestas metabólicas, estas están relacionadas con el tema neuroendocrinológico; se enuncia la homeostasis como la posibilidad de adaptación al medio, hace aproximadamente seis décadas se incorpora la definición de estrés como el desequilibrio de la homeostasis por variables químicas o físicas tales como toxinas, frío, ejercicio, traumas, lesiones, hemorragias, entre otras, que generan un tipo de respuesta positiva o negativa del sistema, dependiendo de sus características. Lo anterior no sería más que la respuesta del sistema nervioso central (SNC) en su rama autonómica con sus dos divisiones, el parasimpático y el simpático, que se vería reflejado en la respuesta de la frecuencia cardíaca, la frecuencia respiratoria, la tensión arterial, la lipólisis, las funciones de crecimiento y reproducción asociadas a la producción de neurotransmi-sores, como la adrenalina y las hormonas con la corticotro-pina. Al observar estas repuestas del sistema nervioso ante una agresión como el ejercicio y la temperatura extrema en el polo sur, nos genera una inquietud científica sobre el comportamiento de los sujetos colombianos en calidad de expedicionarios (Bianchi, 2013).
¿Cuáles son los efectos de un programa de ejercicio aeróbico, durante cuatro semanas, en el proceso de adaptación a temperaturas extremas, de un grupo de sujetos del trópico, a nivel cardiorrespiratorioy metabó-lico, en la Antártida?
Determinar los cambios fisiológicos cardiorrespira-torios, la composición corporal, el síndrome T3 Polar y la calidad del sueño que se presentan en la aclimatación aguda al frío extremo, en un grupo de expedicionarios de la Antártida, con la práctica controlada de ejercicio aeróbico durante cuatro semanas de entrenamiento.
La Antártida ofrece un reto para el ser humano, no solo desde el punto de vista de conquista, lo es también desde el punto de vista científico debido a que es un escenario ideal para el estudio de ecosistemas, del cambio climático y, desde la mirada de las ciencias biomédicas, para el estudio de la vida en este tipo de ambiente extremo. Se ha visto que las condiciones extremas de su territorio -como las bajas temperaturas, los cambios en la humedad ambiental y los cambios del ciclo día y noche- afectan la fisiología humana. Un ejemplo de esto es que, a bajas temperaturas, el aire frío hace más difícil el proceso de respiración y, por consiguiente, influye en el resecamiento de las vías aéreas. Así mismo, pese a ser un clima frío, se puede encontrar des-hidratación por los mismos cambios del aire que producen cambios en la termorregulación humana (Stocks, 2004; Silva, 2006). De igual manera, se puede esperar estados de malnutrición y desnutrición por el poco acceso a alimentos que puede haber en condiciones comunes en otras áreas del mundo (Askew, 1995).
Este cambio en las condiciones de vida siempre será un reto para las personas que deciden ir a la Antártida, en especial para aquellas que no son nativas de zonas frías (van Ooi-jen, 2004), como es el caso de los habitantes cercanos a la línea del Ecuador, donde las condiciones climáticas son totalmente diferentes a las de los cascos polares. Este factor es muy importante para Colombia, ya que, dada su ubicación, sus habitantes tienen costumbres y estilos de vida poco relacionados con climas de frío extremo, y estos cambios podrían generar cambios metabólicos, específicamente en tiroides como lo es el hipotiroidismo inducido por temperaturas, o lo que se conoce como síndrome T3 Polar.
La hormona tiroidea disminuye la resistencia arterial periférica, disminuye la presión arterial, activa el sistema renina-angiotensina-aldosterona, incrementa la síntesis de eritropoyetina* e incrementa volúmenes como la precarga y cambios en la contractibilidad del ventrículo izquierdo (Klein, 2004).
El hipotiroidismo se manifiesta como bradicardia, hipotensión, intolerancia al frío, fatiga, arritmias ventriculares, anemia normocrómica, el aumento de la resistencia vascular sistémica, la disminución de la contractibilidad cardíaca, la disminución del gasto cardíaco, el alargamiento del QT, los niveles de renina disminuidos y la disminución de la eri-tropoyetina (Crowley, 1997).
Con una disfunción tiroidea, observamos cambios sistemáticos en el metabolismo del sistema cardiovascular; el miocito toma la triyotironina (T3) y la une a los receptores de la hormona tiroidea (Trs) y estos inducen la transcripción de elementos de respuesta (TREs) en la regulación y expresión adecuada de genes de la cadena pesada de mio-sina, regulando el ciclo del calcio intracelular, inhibiendo el fosfoloban y activando calcio ATPasa (Kahaly, 2005)
El catabolismo del colesterol es mediado por la enzima 7 -alfa-hidroxilasa que se encuentra en el hígado y es regulada por la triyotironina (T3), asociada al hipotiroidismo, con manifestaciones como la hipercolesterolemia, el incremento en las lipoproteínas de baja densidad (LDL) y la apolipoproteína B (Drover, 2004).
Con la alteración del metabolismo de los lípidos y la expresión genética de la función cardíaca, secundario a un hipotiroidismo, observamos cómo se facilita la predisposición a la enfermedad arteriosclerótica y, por consiguiente, el aumento del riesgo de un evento coronario agudo, evidenciándose un fuerte predictor de muerte cardiovascular y de todas las causas (Qureshi, 2006)
La termogénesis es un mecanismo esencial en la homeostasis, donde la tiroides juega un papel importante a nivel hormonal y en el sistema simpático, desde el punto de vista nervioso periférico; para poder realizar control de la temperatura necesitamos tener claridad del sustrato utilizado, la transformación de la energía de los diferentes nu-cleótidos, para poder conseguir el ATP y que sea utilizado adecuadamente en procesos vitales por la célula.
El aumento en la producción de la hormona tiroidea disminuye el metabolismo basal entre un 30 % y 50 %, por dos vías, aumentando la producción de calor y disminuyendo la eficacia de síntesis de ATP, postulando varios mecanismos:
El sistema nervioso simpático tiene control central a nivel del hipotálamo y, por medio de su principal neuro-transmisor, la norepinefrina se almacena a nivel de las terminaciones simpáticas periféricas; su actividad es coordinar los cambios en el medio ambiente, activándose ante el frío y el ejercicio. La hormona tiroidea desencadena ajustes sobre el sistema simpático adrenal, ante la respuesta de las catecolamina se produce un proceso de fosforilación a nivel de los receptores T3-T4, mediados por el tejido graso pardo, manifestándose con el hipotiroidismo, excreción urinaria de noradrenalina y aumento en los niveles plasmáticos de norepinefrina.
Al ser estimulado el sistema simpático se disminuye la respuesta de los receptores B-adrenérgicos con un 60% menor en la activación del AMP-cíclico, la adenilciclasa, el aumento de las subunidades de proteínas G, el aumento en la actividad de la fosfodiesterasa y la respuesta inhibitoria de la adenosina, en el tejido graso blanco (Granneman, 1995).
La insulina modifica la termogénesis lo que aumenta la tasa metabólica basal con el efecto térmico de los alimentos, presentándose una disminución en la resistencia a la insulina a nivel muscular y aumentando la lipólisis, secundario a la pérdida de enzimas lipolíticas como la ácido grasa sintasa y málica.
Se cree que la insulina inducida por la activación simpática es el resultado de la acción directa de la hormona en el hipotálamo, donde se puede pasar la barrera hematoen-cefálica y reducir el neuropéptido Y (NPY) desde el núcleo arcuato, lo que contribuye a la saciedad. En los estados de ayuno prolongado, los niveles bajos de insulina pueden ser un factor en la reducción de la estimulación simpática del músculo y en la reducción de la termogénesis, así como en el aumento de hambre (Ferranini, 1999).
El glucagón se asocia con un aumento en el consumo de oxígeno, desempeñando un papel permisivo, mediante la movilización de grasas e hidratos de carbono almacenados estimulando la gluconeogénesis. Los glucocorticoides, ante una situación de estrés, aumentan la producción de la hormona liberadora de corticotropina, activando el eje suprarrenal-tiroideo por ramas del sistema simpático que han sido señalizadas por proteínas relacionadas con el agutí (AGRP), que a su vez dependen de señales periféricas de la leptina y de la insulina, produciéndose el proceso de autorregulación en la función tiroidea y la termogénesis (Chrous, 2002).
La leptina, en la regulación del balance energético, se caracteriza por la intolerancia al frío y la hiperfagia. Su producción es una función de la reposición de las reservas de tejido adiposo, pero sus niveles en ayunas se reducen rápidamente, inhibe la ingesta de alimentos y aumenta la termogénesis a través de la activación del sistema nervioso simpático, y su reducción se asocia con hiperfagia y la reducción de la termogénesis. Por otro lado, no solo es un regulador del apetito y de la temperatura, sino que también desempeña un papel importante en la concertación de otras respuestas al estado nutricional, en particular, la reproducción y la función tiroidea (Margetic, 2002).
En la respuesta al ejercicio, sobre el eje hipotálamo-hipófisis-tiroides, se evidencia una retroalimentación negativa entre la leptina y la insulina, como el metabolismo de los lípidos y carbohidratos respectivamente; la leptina activa el músculo por AMPK a2 y al tiempo inhibe la acetil CoA carboxilasa, haciendo una lipólisis con niveles de insulina normales, cuando la reserva de carbohidratos se agota se estimula la interleukina 6 (IL-6) aumentado niveles de catecolaminas e inhibiendo la leptina.
La hormona tiroidea regula la expresión genética de la fibra muscular codificando las cadenas pesadas de miosina y actina en el retículo sarcoplasmático mediante el calcio con la bomba ATPasa, lo que lleva a un acortamiento en la velocidad de la fibra muscular y a un aumento en los niveles de tiroides, con mayor sensibilidad de las fibras lentas sobre las rápidas. A nivel periférico, la TSH aumenta directamente proporcional a la intensidad, con respecto a la frecuencia cardíaca máxima, hasta 15 minutos después del ejercicio. Los niveles T4 y T3 van aumentando entre el 45-70% de la frecuencia cardíaca máxima; la T3 disminuye significativamente después de superar el 70% de la frecuencia cardíaca máxima y, en sus formas libres, presenta el mismo comportamiento -deduciendo que el comportamiento de la función tiroidea puede ser prevenido con el control calórico en la ingesta- (Figen, 2005).
Las bajas temperaturas que se experimentan en la Antártida pueden producir un aumento de la hormona liberadora de TSH y un consumo adicional de hormonas tiroideas (T3 yT4), con la misión de mantener una adecuada tasa metabólica. Estos cambios adaptativos requieren varias semanas para hacerse evidentes y han sido descritos como el síndrome polarT3, al haberse documentado en el personal destacado a recientes expediciones a la Antártica (Reed, 1990; Reed, 2001). En este contexto, el ejercicio cardiovascular de intensidad moderada, asociado al trabajo de resistencia a la fuerza en pacientes con disfunción tiroidea demostró la mejoría de las capacidades físicas, reduciendo la fatiga y desarrollando actividades de la vida diaria sin limitaciones (Steinacker, 2005). Esta respuesta se ha encontrado mediada por el eje hipotálamo-hipófisis-tiroideo, en el cual se evidencia una retroalimentación negativa entre la leptina y la insulina, así como en el metabolismo de los lípidos y carbohidratos respectivamente. La leptina activa el músculo por AMPK a2 y al tiempo inhibe la acetil CoA-carboxilasa haciendo una lipólisis con niveles de insulina normales, cuando la reserva de carbohidratos de agota se estimula la interleukina 6 (IL-6), aumentado niveles de catecolaminas e inhibiendo la leptina (Steinacker, 2005).
Cinco décadas atrás los investigadores buscaron, por medio de sus observaciones, algunas escalas de acuerdo a la sintomatología de los pacientes para confirmar diagnósticos que, a pesar del reporte paraclínico, se dudaba del tratamiento. (Crooks, 1959) crearon la primera escala de hipoti-roidismo con aceptables resultados en estados subclínicos.
Por la década de los noventa, (Billewicz, 1969) realizo una mejor aproximación a estas escalas para hipotiroidis-mo con una buena sensibilidad. (Zulewski, 1997) realizo una modificación para mejorar su sensibilidad y especificidad, la cual consistía en una escala de doce preguntas con un total de doce puntos (+1 si presenta el síntoma o cero ni no lo presenta); se consideraba hipotiroidismo si se obtenía una puntuación superior a +5 y eutiroidismo, menor de +3, intermedios o subclínicos entre +3 y +5, en mujeres mayores de 55 años se sumaba un punto (+1) (Galofre, 2006)
Dado que la disfunción tiroidea es tan multifactorial la y carece de registros fiables en los cuales podamos determinar la impregnación tisular de hormona tiroidea, las escalas clínico-diagnosticas son una herramienta válida para detectar repercusiones sistémicas de la actividad hormonal y, por ende, un mecanismo complementario a los resultados paraclínicos.
El ambiente antártico también se ha descrito como un factor importante en la modificación del ciclo circadiano y en la calidad del sueño. Algunos factores propios de este tipo de misiones, como lo son aislamiento y confinamiento, cambios de horarios y cambios en el ciclo día noche, pueden afectar el ciclo circadiano y la calidad del sueño, lo cual puede causar impacto en las diferentes tareas de la tripulación.
La investigación que se realizó es básica al buscar la generación de conocimiento al describir la observación de fenómenos que suceden en la exposición del cuerpo humano a temperaturas extremas.
La obtención de los datos se realizó de forma cuantitativa, antes y durante la misión a la Antártida, con la aprobación por parte del Comité Independiente de Ética del Hospital Militar Central y firma del consentimiento informado por parte de los participantes voluntarios.
Posterior a la determinación de los tiempos de misión de ida y regreso, se estableció el cronograma de mediciones por días en etapas iniciales y posteriormente por semanas.
Los datos fueron registrados en un formato tipo línea del tiempo, que permitirá ver el comportamiento de todas las variables de medición, por sujeto, que sirvieron para realizar una correlación entre factores fisiológicos.
El proyecto que se desarrolló es un diseño experimental tomando dos grupos aleatoriamente con la variable ejercicio.
Sujetos (hombres y mujeres) voluntarios participantes de la tripulación del «ARC 20 de julio» de la misión Antárti-ca CALDAS 2015.
Muestra a conveniencia, probabilística, aleatorizada seleccionando dos grupos, uno hace ejercicio y el otro no realiza ejercicio.
Antecedentes de enfermedades cardiovasculares, respiratorias, metabólicas o hematológicas. Antecedentes de patología psiquiátrica. Patología osteomuscular que limite la actividad física. Consumo de medicamentos estimulantes (cafeína, tabletas), sedantes (benzodiacepinas). Tabaquismo. Salida del régimen de alimentación suministrado por la embarcación.
Hombres y mujeres entre 18-40 años. Miembros de la tripulación del «ARC 20 de Julio» pertenecientes al grupo de investigadores. Y firma del consentimiento informado.
Previa firma de consentimiento informado, a cada sujeto se le realizó una evaluación médica antes del estudio. Cada sujeto fue asignado aleatoriamente a uno de los dos grupos propuestos (Grupo I: con intervención de ejercicio o grupo II: sin intervención de ejercicio).
La intervención de ejercicio para el Grupo I consistió en la aplicación de una prueba directa de consumo de oxígeno con ergoespirómetro Ultímate 2000 en cicloergóme-tro, con una cadencia de pedaleo mayor a 50 revoluciones por minuto hasta la fatiga, en un test incremental continuo escalonado. Se controló la frecuencia cardíaca mediante monitor polar RS800cx durante el esfuerzo y a los cinco primeros minutos de recuperación. Se realizó control de la tensión arterial en reposo en el tercer y quinto minuto de esfuerzo, así como en los cinco primeros minutos de recuperación. Se calculó el consumo de oxígeno de forma directa tanto al iniciar como al terminar el programa de ejercicio -este consistía en realizar actividad física aeróbica por lo menos 3 veces a la semana durante 30 minutos en un cicloergometro con una intensidad moderada, entre el 65 % y el 75 % de la frecuencia cardíaca predicha con el consumo máximo de oxígeno del sujeto, mínimo durante 4 semanas.
Para los dos grupos se realizaron mediciones de composición corporal (músculo, grasa corporal, hueso, agua), peso talla, frecuencia cardíaca, frecuencia respiratoria, tensión arterial, consumo de oxígeno directo (V02).
Teniendo en cuenta que los cambios de composición corporal son modificables por la ingesta de alimentos, se planeó, durante los últimos tres días previos al zarpe de la embarcación, obtener por parte del grupo de nutrición de la embarcación el tipo de dieta planificada para la misma, en conjunto con el gasto calórico y el índice glicémico de las raciones ingeridas por la tripulación durante los 90 días; teniendo en cuenta que es la única fuente de alimentación debido a que la tripulación se encontró confinada en la embarcación durante la misión. Se le recomendó así mismo a los sujetos el consumo de alimentos suministrados por la embarcación.
Los cambios lumínicos al interior de la misión fueron descritos según el régimen interno establecido por el comandante del buque, en el que se determinó la hora de despertar y las horas de sueño, datos que serían consignados por el investigador en la notas de laboratorio.
Así mismo, antes de cada punto de mediciones, se realizó un cuestionario para evaluar las variables médicas presentadas durante el transcurso de la misión entre las que se incluyen: actividades realizadas, alimentación, hábitos de actividad física diferente a la establecida.
Evalúa la fatiga y somnolencia con 8 situaciones de la vida cotidiana calificadas en baja, mediana y alta probabilidad de tener episodios de micro sueños durante el día, considerando calificación normal menor de 10 puntos (Ver Anexo 3).
Evalúa diferentes situaciones con respecto a la calidad de sueño, como lo son la latencia, la duración, la eficiencia, las perturbaciones, las disfunciones o la necesidad de prescripción de medicamentos (Ver Anexo 2).
Consiste en evaluar la presencia o ausencia de 12 síntomas y signos de la patología, considerando que más de 5 positivos es presencia de la patología; de 2 a 5 es sugestivo del desarrollo de la enfermedad; y menos de 2 puntos significa que no existe hipotiroidismo (Ver Formato composición corporal y variables fisiológicas. Anexo 1).
Los datos obtenidos serán analizados por programa estadístico SPSS versión 22. Para cada variable se realizan medidas estadísticas de tendencia central y descriptiva. Se aplicaron los test de normalidad de Kolmogorov - Smirnov y ShapiroWilks, encontrando una distribución no normal por lo cual se aplicaron pruebas no paramétricas. Se aplicó el test de Wilcoxon y consideran diferencias significativas con p<0.05.
En el estudio participaron 36 voluntarios pertenecientes al grupo de investigadores de la misión. De ellos, el 80% fueron hombres y el 20% mujeres, con edad promedio de 33.5 años. En el grupo de las mujeres, la edad promedio fue de 33.71+8.4 años, con una estatura de 1.60+0.055 mts, peso promedio 66.54+ 9.69 kg e IMC de 25.98+ 3.77. El grupo de los hombres presentó una edad promedio 33.52+ 6.59 años, con peso de 76.87+12.44 kg, estatura 1.72+0.04 mts e IMC 25.76+3.34.
Los participantes fueron divididos en dos grupos: uno en el cual fueron expuestos a un protocolo de ejercicio (19 sujetos) y otros a un estado de inactividad (17 sujetos). En los dos grupos se realizaron dos mediciones, una al zarpar de Cartagena y la otra en la Antártida. Los resultados obtenidos se observan en la tabla 1.
Se comparó el comportamiento de las variables de composición corporal obtenidas en la Línea del Ecuador y en la Antártida, teniendo en cuenta los grupos (sin ejercicio; con ejercicio). En el grupo que no estuvo sometido a régimen de ejercicio controlado, se observaron aumentos significativos p<0.05 en peso (3 %), IMC (4 %), Grasa corporal (10 %), Visceral (16 %) y edad metabólica (7 %); así mismo se observó una reducción significativa en el porcentaje de músculo (1 %) y no se observaron cambios en hueso ni en agua corporal total.
En el grupo que estuvo sometido a régimen de ejercicio se observaron aumentos significativos en agua corporal (4 %) y músculo (3 %). De forma contraria se registraron disminuciones significativas en peso (3 %), IMC (4 %), Grasa corporal (9%), visceras (19%) y edad metabólica (10%). No se observaron cambios en agua corporal total.
Las variables para el estudio del SíndromeT3 polar fueron recolectadas en la zona tropical y durante la estancia en el continente antártico. En el grupo que no se expuso a ejercicio se observó un aumento significativo del 300 % en el índice de Zulewski con una disminución significativa del 9 % en el consumo de oxígeno. Estos resultados son contrarios en el grupo expuesto a régimen de ejercicio, en el cual no se encontraron diferencias significativas en el índice de Zulewski y un aumento significativo del 8 % en el consumo de oxígeno.
Al analizar los test de calidad del sueño en los dos grupos, en la zona del Ecuador y en la Antártida, se encontró un aumento significativo en los índices de los test de Pittsburg (48 %) en el grupo que no estuvo expuesto a régimen de ejercicio; mientras que en el grupo expuesto a ejercicio no se observaron diferencias significativas entre los dos momentos de toma.
Durante el desarrollo del análisis de datos de la escala de somnolencia de Epworth se observó un cambio estadísticamente significativo en el grupo que permaneció sedentario con un 51% con respecto al que realizó ejercicio, comparando los dos momentos tanto el Trópico como en la Antártida.
Con respecto al análisis de la condición de resistencia cardiorrespiratoria en el grupo que no realizó actividad física, su condición disminuyó significativamente un 8,8 % cuando se hizo el control en Antártida con respecto al primer momento sobre el Trópico. En el segundo grupo que realizó ejercicio controlado supervisado se observó un aumento con significancia estadística en un 7.3 % de su consumo máximo de oxígeno en el control sobre la península antárti-ca con respecto a Cartagena como el primer momento.
Loa resultados obtenidos en el presente estudio muestran que las misiones a la Antártida, desde la zona del Ecuador, por vía marítima, implican condiciones de confinamiento en los miembros de la tripulación. Estas condiciones ocasionan una disminución en la movilidad de los tripulantes, lo que lleva, en condiciones basales y sin ejercicio, a un aumento de peso y del índice de masa corporal a expensas de un aumento en el porcentaje de grasa corpocentaje de músculo. Esto se ve contrarrestado cuando las tripulaciones realizan un esquema de ejercicio controlado y supervisado durante el tiempo de navegación, que lleva a una disminución del peso, de la grasa corporal y del peso visceral, con un aumento en el porcentaje de músculo.
Estos cambios, en condiciones básales sin ejercicio, lo cual es algo común entre las diversas misiones navales a la Antártida, pueden ser explicados por una aclimatación progresiva al descenso de la temperatura que ocasiona aumento del porcentaje graso y de la grasa parda, con un disminución del porcentaje de músculo, secundario a una transformación con tendencia hacia la conservación de las funciones vitales.
Para inicios de este nuevo siglo se hablaba de procesos de adaptación al estrés fisiológico en temperaturas extremas. Desde el punto de vista antropométrico y psicológico se observan cambios en el comportamiento y en la composición corporal. Se afirma que existe un predomino del sistema nervioso autónomo en su rama simpática y, como mecanismo compensatorio, un aumento del porcentaje de grasa de predominio pardo. Se realizaron algunas pruebas en regiones antárticas con buzos que realizan inmersiones superiores a 30 minutos con temperaturas de hasta -22 grados centígrados, actividad que generaba estos cambios con permanencia en estas latitudes superiores a 4 semanas (Kaiumov, 2000). Al comparar con esta investigación que se desarrolló en el buque colombiano, se encontró que el estrés del ejercicio se realizaba en temperaturas de hasta -10 grados centígrados por 30 minutos y por 4 semanas, situación que hace inferir los cambios en la composición corporal en los sujetos valorados. Los del grupo sedentario aumentaron significativamente en cuanto a su porcentaje de grasa y tuvieron una pérdida importante en el componente muscular; mientras que el grupo físicamente activo no tuvo cambios significativos en su porcentaje de grasa y, con relación a su capacidad cardiopulmonar, su consumo máximo de oxígeno no aumentó con significancia estadística; lo que nos hace pensar que el ejercicio no se comporta como un factor protector determinante; sin embargo, no deja deteriorar las condiciones con las que los sujetos llegan a realizar la exposición.
Los resultados obtenidos en el presente estudio muestran que las misiones a la Antártida, desde la zona del Ecuador, por vía marítima, implican condiciones de confinamiento en los miembros de la tripulación. Estas condiciones ocasionan una disminución en la movilidad de los tripulantes, lo que lleva, en condiciones básales y sin ejercicio, a un aumento de peso y del índice de masa corporal a expensas de un aumento en el porcentaje de grasa corporal, peso visceral acompañado de una disminución del por-
Al comparar los índices clínico-diagnósticos del hipo-tiroidismo, se observa que el índice de Zulewski aumentó en el grupo que no realizó ejercicio, hasta un 30% la probabilidad de desarrollar hipotiroidismo inducido por frío (Síndrome T3. Polar). En el grupo expuesto a ejercicio se consideró que no tenía sintomatología clínica para desarrollar la patología.
Estos hallazgos son similares a los obtenidos en la estación de Me Murdo (Palinkas, 2000), con un protocolo en el que se realizaron análisis en diferentes temporadas del año (verano e invierno) y se tomaron perfiles hormonales dentro de los que se incluía la función tiroidea y se evidenciaban cambios importantes por la presencia o ausencia de actividad física, la presencia de noche o luz durante los días de acuerdo a los meses de tomas y, por último, de acuerdo al tiempo de permanencia en estas temperaturas. Además, se incorporó el concepto de crono-farmacoterapia, tanto para el soporte hormonal como para la actividad física y se afirmó que el protocolo de ejercicio es una buena herramienta para contrarrestar los síntomas del síndrome T3 polar y para mejorar los niveles de consumo de oxígeno.
Pasando al índice de calidad del sueño de Pittsburg, al comparar las dos exposiciones en el Trópico y en el Polo Sur, se observa que en temperaturas extremas existe hasta un 48 % de disfunción en la higiene del sueño como son: los despertares, la latencia, la duración y la eficiencia del sueño. Como complemento con la escala de somnolencia de Epworth (ESS) observada en el presente estudio, se cuantifica que un poco más del 50 % presenta micro-sueños durante el día, demostrando cambios significativos en las poblaciones que habitan sobre la Línea del Ecuador (Cartagena) y que se desplazan a la Antártida. Lo anterior evidencia una disminución en la aclimatación a los cambios del ciclo circadiano, en donde se aclara que en este caso particular la exposición fue en el verano austral permaneciendo todo el tiempo con luz día.
En el estudio de Usui (2000) realizado entre Japón y la Antártida, específicamente en la ciudad de Kofu, se valoraron las características del sueño en las dos latitudes encontrando cambios importantes en los procesos de conciliación de sueño; somnolencia diurna; microsueños asociados a cefalea, irritabilidad, depresión y fatiga, más Trastorno Afectivo Estacional (TAE). Trastorno que los sujetos control sedentarios del estudio colombiano podrían padecer, además de los trastornos de sueño y somnolencia ya valorados.
Por otro lado, se evidencia que el realizar actividad física mejora la adaptación a este nuevo ciclo sueño-vigilia, lo que permite no tener cambios significativos en los índices de calidad del sueño y somnolencia. De acuerdo a (Buguet, 1998), el ejercicio debe tener características de intensidad, no superior al 70 % de frecuencia cardíaca máxima y frecuencia mínima de 3 a 5 días a la semana, para no alterar la arquitectura del sueño en la fase REM.
Además, la exposición prolongada al frío puede tener efectos de sincronía en esta fase del sueño, complementado con una inadecuada secreción de hormonas tiroideas como laTSH,T3 yT4, que metabólicamente se relacionan con el hipotiroidismo inducido por sueño. Y, por último, la influencia de la resistencia cardiovascular observada en los cambios del consumo máximo de oxígeno.
En relación a la evaluación de las actividades diarias de los sujetos evaluados, al compararlas con el consumo máximo de oxígeno, se pudo observar que el grupo que realizaba ejercicio controlado mejoró su capacidad sin significancia estadística de menos del 5% y refería poder ejecutar sus tareas. Por el contrario, el grupo que permaneció sedentario disminuyó significativamente su funcionalidad, con pérdida de más de un 10% de su consumo máximo de oxígeno, y manifestó fatiga en sus actividades laborales. Lo anterior puede compararse con el estudio realizado en la base de Rusia Mirny, en la que tomaron tres grupos de trabajadores (administrativos, científicos, operarios) y encontraron cambios significativos adicionales de los conocidos por la temperaturas en los oficios en que generaban mayor gasto calórico: su capacidad funcional se mantenía; mientras que aquellos cuya labor generaba un menor gasto calórico, mostraban una menor capacidad funcional. En nuestro caso, fue un grupo homogéneo de investigadores con características similares a nivel laboral (Belkin, 2001).
Para futuras expediciones es importante el proceso de selección de los expedicionarios en el aspecto psicofísico, ya que al enfrentarse a estos escenarios se encuentran situaciones fisiológicas de difícil control, que si no se cuenta con el suficiente entrenamiento y con las condiciones para realizar la misión se puede poner en riesgo al participante y a la operación.
Dentro de la composición corporal, la relación grasa-músculo es fundamental en los procesos de adaptación y aclimatación en el reto a la exposición a temperaturas extremas. Con respecto al ejercicio, no se puede afirmar que es un factor protector; sin embargo, este no deja deteriorar las condiciones iniciales con las que llegan los sujetos a este tipo de exposiciones. Por el contrario, los pacientes que se comportan como sedentarios, tienen estadísticamente mayor probabilidad de desarrollar patologías y de que exista un deterioro cardiorrespiratorio y metabólico de la condición base con que llegan a esta agresión fisiológica.
Los trastornos del ciclo circadiano, dados por la presencia de días o noches muy prolongadas, se evidencian con la repercusión en la calidad de sueño, la fatiga y presencia de somnolencia, que podrían ser mitigados por un adecuado proceso de entrenamiento físico previo a la exposición y con una continuidad del mantenimiento del estado físico durante el desarrollo de la misión.
En exposiciones mayores a 12 semanas es importante considerar la posibilidad de realizar unos procesos de cro-no-farmacoterapia hormonal, disminuyendo la probabilidad de desarrollar alteraciones endocrinológlcas, como lo es el hlpotlroldlsmo Inducido por frío-SíndromeT3 Polar-, asociadas a toda la sintomatología clínica que se manifiesta con trastornos afectivos estacionales.
Askew, EW. (1995). Environmental and physical stress and nutrient requirements. The American Journal of Clinical Nutrition, 2, 631S-637S.
Belkin, v. (2001). the effects of season on antropologic and physiological characteritic in Russian antartic staff. Int. Journal Circumpolar Health, 72,41 -51.
Bianchi, R. (2013). eje hipofisiario y estres en la pobalcion de las bases Antarticas. Universidad de mendoza. Ciencias de la salu. Bioquimica, supl.1,1 -8.
Billewicz. (1969). Statistical methods applied to the diagnosis of hypothyroidism. Q.J.Med., 38,255-266.
Buguet, A. (1998). Sleep and stressin exercise and exposure to extreme environments. Journal Physiology Pharmacology, 5, 553-561.
Chrous, G. (2002). Hypothalamic axis neuroendocrine factor and stress. Journal Physio., 4,865-871.
Colombiano, P. A. (15 de 12 de 2014). www. programa antartico Colombiano. Recuperado el 25 de 10 de 2016, de www.programaantarticoColombiano
Crooks. (1959). Statistical methods aplllied to the clinical of thyrotoxicosis. Q.J. Med, 28,211 -234.
Crowley, R. (1997). Noinvasive evaluation of cardiac function in hypotioidism. new England Med.,29:1-6.
Drover, A. (2004). regulation of the human cholesterol- hydroxylase gene by thyroid hormone. Endrinologyrev., 2,574-581.
Enrique, S. (2006).Thermogenic mechanisms and their hormonal regulation, physiol, rev.,86,435-464.
Ferranini, E. (1999). INSULINE. A hormone regulator of energy balance. . Endocrynology Rev.,13,387-414.
Figen, C. (2005). Exercise intensity and its effects on thyroid hormones. neuroendocrinology left., 26,830-834.
Galofre, J. (2006). Marcadores de función tiroidea. Evaluación de actividad glandular. Revista medica Univ.Navarra., 50,545-553.
Graneman, J. (2005). Expression ofadenyl cyclase in brown adipose tissue. Endocrinotgy rev., 83,207-201.
Granneman. (1995). Expression of adenylyl ciclase subtypes in brown adipose tissue:neural regulation of type III. Endocrinology, 136, 2007-2012.
Hernanussen, M. (2005). Acute and cronice effects of winter swi-ming on LH, fsh,prolactin, TSH.cotisol and insulin. Artie med. res., 54,45-51.
INVIMA, 2. (08 de 11 de 2016). www.INVIMA.gov.co. Obtenido de www.INVIMA.gov.co
Kahaly, D. (2005). thyroid hormone action in the heart. Endocrine revis., 26, 704-728.
Kaiumov, A. (2000). Impact of extreme climate conditions on mor-fhophysiological parameters in Anatrtic. Gig. Saint,2,14-17.
KiIbourne, E. (2000). Impacto de los deastres en la Salud publica. Bogota: Organización Panamericana de la Salud.
Klein, D. (2004). Thyroid hormone and the cardiovascular system. Minerva Endocrinology, 29,139-150.
Lucci, J. (2015). Dirrecion del Journal. Journal de Asuntos Antarticos, 5-70.
Margetic, S. (2002). leptin. A review of its peripheral actions and intreactions. International Journal Obesity, 26,1407-1433.
Marino, F. (1998). thermoregulatory, metabolic and sympathoadrenal response to repeated exposure to cold. Journal din., invest., 58, 537-545.
Palinkas, L. (2000). Predictor of behavior and performance in extreme environmnets. The Anatrtic space. Aviat.Environ.Med, 77,619-625.
Piezzi, R. (1994). Glándula pineal y la relación con el fotoperiodo y los trastornos del sueño y la vigilia. Depresión y Ansiedad, 25, 325-339.
Posada A. (2014). Primera Expedición de Colombia a la Antártida. El Tiempo. (14 de Diciembre de 2014 1:48 AM)
Prior, S. (2015). Desarrollo legal de nuevos instrumentos para la navegación en la Anatrtida. Journal Asuntos Antarticos, 7,59-68.
QureshfS. (2006). Free thyroxine an risk of stroke. Med.Science Monitor. 12, 501-506.
Usui, A. (2000). Seasonal changes in human sleep-wake in anatrtic and japan. Psychiatry neurosience, 25,361-365.
Sistema Tratado Antartico. (01 de 12 de 1959). Recuperado el 22 de mayo de 2015, de http://www.ats.aq
Zulewski. (1997). 1997. J.CIin.Endocrinol.Metab., 82, 771-776.
