Los vuelos y la edad afectan al estado oxidativo de las palomas

may

2012

Acceso

El vuelo es una actividad que exige energía y que impone varios desafíos fisiológicos a las palomas, como el aumento del gasto de energía. Pruebas de medicina deportiva muestran que el agotamiento en el ejercicio puede causar tensión oxidativa. Los estudios sobre el vuelo aviar hasta ahora han considerado varios parámetros de sangre, como el ácido úrico, corticosteroides, o difusión de los ácidos libres grasos, pero sólo un estudio ha analizado los marcadores de tensión oxidativa en el vuelo de las palomas. En este estudio, evaluamos, por primera vez, como diferentes esfuerzos de vuelo afectan el estado oxidativo, usando palomas mensajeras (Columba livia) como especie modelo.

Dos grupos de palomas volaron 60 y 200 kilómetros, respectivamente. Las palomas que volaron para 200 km tuvieron un incremento del 54% en daño oxidativo medido por metabolitos de oxígeno reactivo de suero (ROMs), una caída de 19% en la capacidad antioxidante de suero total (OXY) y un 86% de aumento de estrés oxidativo (ROMs/OXYx1000).

Las palomas mas viejas agotaron más antioxidantes de suero independientemente de la distancia de liberación. Entre las palomas que volaron la distancia más larga, las más pesadas agotaron menos antioxidantes de suero. Los resultados del estudio sugieren que los vuelos largos pueden causar tensión oxidativa, y que los individuos más viejos pueden experimentar demandas fisiológicas más altas.

INTRODUCCIÓN

El aleteo del vuelo es una actividad que exige energía. Realmente se puede aumentar la tasa metabólica durante el vuelo hasta 12 veces por encima de los valores en reposo. Se sabe también que las demandas metabólicas pueden variar de una especie a otra.

A largo plazo, los vuelos llevados a cabo durante la migración imponen graves problemas fisiológicos, pero también relativamente cortos vuelos pueden exigir considerable energía. Varios estudios sobre palomas mensajeras han demostrado que ninguno de los parámetros de sangre investigados (por ejemplo, el ácido úrico, hematocrito, osmolaridad, Na + y K +) mostraban cambios drásticos durante vuelos de duración aproximada a 1 h.

Durante los vuelos de 1 a 2 h, el metabolismo de las palomas cambia de utilizar carbohidratos a las grasas con el fin de producir energía. De hecho, la circulación de ácidos grasos libres en palomas aumenta después de 1 hora de vuelo. También se han encontrado cambios similares en el consumo de nutrientes para la producción de energía durante el vuelo en otras especies. Dado que, en general, los lípidos y, en particular, los ácidos grasos insaturados son muy susceptibles a daños de radicales libres y que las aves acumulan principalmente (en su mayoría 16: 1, 18: 1 y 18: 2 ácidos grasos insaturados) en lugar de ácidos grasos saturados esos cambios metabólicos durante vuelos largos podrían exponer a las aves a un desafío oxidativo.

La actividad metabólica produce especies reactivas de oxígeno y nitrógeno. Estos productos químicos son responsables de una plétora de daños oxidativos y perjuicios a los lípidos, proteínas y ácidos nucleicos. Para superar pro-oxidantes y mantener la homeostasis en estado redox (es decir, el equilibrio entre pro-oxidantes y antioxidantes), los organismos han desarrollado numerosas maneras de protegerse a sí mismos, como por ejemplo enzimáticos y bajos antioxidantes masivos moleculares, o componentes celulares específicos. El equilibrio entre pro-oxidantes y antioxidantes es considerado como grado de estrés oxidativo.

El estudio proporcionó evidencia indirecta de que los vuelos largos migratorios pueden inclinar la balanza de redox hacia más condiciones oxidativas.

Estudios de medicina deportiva indican que el ejercicio puede incrementar la producción Pro-oxidante. También, algunos estudios recientes sobre las aves han demostrado que la actividad física, tales como el esfuerzo en la cría o el ejercicio, en una rueda de salto/activable, pueden afectar el estado oxidativo.

Este estudio intenta evaluar cómo el sistema redox responde a los esfuerzos de vuelo diferentes en las palomas mensajeras (Columba livia), fisiología de vuelo de una especie de ave que es bien conocida. Cuantificar el estado oxidativo de esta especie, se determinó, (1) el daño oxidativo como metabolitos de oxígeno reactivo de suero (ROMs; principalmente hidroperóxidos) y (2) la capacidad antioxidante de suero total (OXY). Además, utilizamos la proporción entre los ROMs y OXY como una medida de la situación oxidativa con valores más altos, significado y mayor estrés oxidativo (OS). Dado que los altos niveles de actividad pueden aumentar la producción de radicales libres, nos esperaba encontrar una asociación positiva entre el tiempo de vuelo y estrés oxidativo.

MATERIALES Y MÉTODOS

Las palomas pertenecían al antiguo ejército suizo, y estaban alojadas en palomares móviles. Los palomares se encontraban en la Testa di Lepre (20 km al noroeste de Roma). Todas las palomas fueron criadas en el palomar y pertenecían a una línea adaptada a la ubicación geográfica. Alimentos (mezcla de semillas: maíz, trigo, guisantes, veza, arroz, girasol, mijo; Agricola y agua se proporcionaron por igual.

Para los experimentos, se utilizaron aves de ambos sexos. Palomas de 1 y 5 años de edad, y todos los individuos han sido objeto de numerosos vuelos de entrenamiento antes de ser utilizados para el estudio.

Las palomas (19, 10 y 17) fueron liberadas, respectivamente, de Lago Vico (la distancia lineal entre el sitio de suelta y el palomar: 45 km; de corta distancia, CD) y de Ardea (la distancia lineal entre el sitio de suelta y el palomar: 39 km; de corta distancia, CD) y Arezzo (la distancia lineal entre el sitio de suelta y el palomar: 172 km; de larga distancia, LD). Elegimos estas distancias porque da una velocidad de vuelo de alrededor de 70 Km/h, esperábamos que las palomas soltadas de Arezzo volaran más de 2 h. Esto es importante porque dentro de 1 a 2 h de vuelo, el metabolismo de las palomas cambia de carbohidratos a las grasas.

Todas las aves que se incluyen en una misma versión fueron soltadas juntas. Dos palomas más fueron soltadas junto con las otras para las versiones de Ardea y Arezzo, con un GPS registrador de datos adjunto a sus espaldas para realizar un seguimiento de las rutas de vuelo. Estas aves no se incluyeron en los análisis de estrés oxidativo.

Todos los días de suelta, hubo condiciones soleadas y el viento era débil o nulo. El día de la suelta, las palomas habían sido puestas en jaulas de transporte al amanecer y transportadas al sitio de lanzamiento. Mientras tanto, uno de los investigadores manipula las aves de control de una manera similar. Las palomas de control también fueron mantenidas en jaulas de transporte, fueron liberadas en el palomar al mismo tiempo de liberación de las palomas de suelta y no se les permitió el acceso a los alimentos o agua hasta después del sangrado (extracción de sangre para el estudio). Tanto para el control como para los vuelos, las palomas fueron sangradas 2 días antes del enceste a fin de evitar el estrés previo la suelta. Estos valores fueron considerados valores de base. Sangrado después del tratamiento, se tomaron muestras dentro de los 15 minutos después de que las palomas volvieran al palomar. Solo se sangraron especímenes que regresaron en el mismo día del experimento (5, 3 y 7 de Vico, Ardea y Arezzo, respectivamente). Las palomas de control (N = 7) fueron sangradas simultáneamente con las aves que volaron. Ambas muestras de sangre antes y después del tratamiento (300 µl) se extraen de la vena y se mantuvieron en hielo hasta la centrifugación. El suero se almacenó a – 20 ° C.

RESULTADOS

Los datos registrados por el GPS, muestran que las palomas de los grupos tanto en CD como en LD volaron un poco más que la distancia lineal entre el sitio de suelta y el palomar. Las parejas de palomas con GPS soltadas de Ardea y de Arezzo volaron 57 y 58 km y 187 y 190 km, respectivamente, así que en adelante nos referimos a valores de alrededor de 60 y 200 km, respectivamente, para los grupos CD y LD.

Los tres grupos experimentales (cuadro 1) no difirieron en edad (F2, 19 = 0.75, P = 0,49) o en masa corporal (F2, 19 = 1,18, P = 0,33).

Tabla1

Los Metabolitos de oxígeno reactivo mostraban un aumento significativo del (54%) en palomas de LD. Por el contrario, los tres grupos experimentales mostraban la disminución de los niveles de OXY. Sin embargo, esto fue evidente principalmente en palomas de LD que tuvo una caída de 19% en la capacidad antioxidante que fue

tanto como cinco a seis veces mayor que la de control o palomas de CD. La pérdida en la capacidad antioxidante de suero fue mayor en los individuos mayores. Por último, la variación entre la masa del cuerpo y la OXY era diferente según los grupos Específicamente, el signo varación fue positivo para las palomas de CD y negativo para el control y las palomas de CD. Todos los otros términos fueron eliminados en los valores de p 0,73.

La relación entre ROMs y OXY (x 1000) mostró un aumento de 86% palomas de LD (Wald = 11.23, d.f.=2, P = 0, 004). Los otros términos fueron eliminados en los valores de p 0.49. Se obtuvieron resultados similares para el segundo modelo de estrés oxidativo (grupo experimental: P = 0,005).

DISCUSIÓN

Encontramos que los vuelos de más de 3 h de duración perjudican la homeostasis redox de las palomas mensajeras, cambiando el estado redox, es decir, equilibrio entre pro-oxidantes y antioxidantes, hacia más condiciones oxidativas. Las palomas que volaron a corta distancia (alrededor de 60 km) no mostraban ningún cambio significativo en los ROMs o OXY en comparación con las palomas de control. Por el contrario, las palomas que volaron 200 km habían incrementado los niveles de ROMs (54%) y disminución de los niveles de capacidad antioxidante de suero (19%) en comparación con los niveles de pre-vuelo. El equilibrio entre ROMs y OXY indica que las palomas de LD tenían un 86% de aumento en el estrés oxidativo. Esto sugiere que las palomas volando largas distancias agotan muchos antioxidantes para compensar el aumento en los niveles de producción de radicales libres resultante del esfuerzo de vuelo. Inesperadamente, el cambio en el suero de antioxidantes fue modulado por edad, las palomas mayores agotan más antioxidantes de suero, quizás relacionado en cierta medida el uso de antioxidantes para mantener la homeostasis redox. Esto fue evidente para las palomas de LD, así como para las palomas CD y control. Aunque estos últimos dos grupos no experimentan ningún reto estresante fuerte como lo hicieron las palomas de LD, que, de hecho, experimentaron una fase de ayuno, que puede haber contribuido a ligeros cambios del perfil antioxidante y podría haber sido más estresante para las palomas mayores. En realidad, los antioxidantes dietéticos (por ejemplo, vitaminas) son un componente importante de la capacidad antioxidante de suero. Por último, entre palomas de LD, los individuos más pesados agotaron menos antioxidantes de suero.

Estudios de medicina deportiva muestran que el ejercicio vigoroso puede aumentar la producción de especies reactivas de oxígeno en el músculo esquelético y, en menor medida, en el corazón, poniendo en peligro la homeostasis redox del cuerpo). En las aves, la resistencia de vuelo es conocida para aumentar el catabolismo de proteínas de fibras musculares. A su vez, esto se traduce en aumento de los niveles de ácido úrico, un producto de desecho del metabolismo. No medimos el ácido úrico, pero se sabe que el vuelo aumenta su concentración en la sangre en las palomas mensajeras. El ácido úrico es bien conocido como importante antioxidante pero disminuyendo la capacidad antioxidante de suero en palomas de LD. Este resultado puede sugerir que los niveles de ácido úrico no aumentan lo suficiente para un alto agotamiento como otros antioxidantes de suero, como las vitaminas de búfer.

Estudios sobre palomas volando en un túnel de viento o en la naturaleza mostraban un cambio a un metabolismo alto y estable basada en lípidos dentro de 1 a 2 h de vuelo. Los vuelos prolongados causaron hidrólisis de aumento de los triglicéridos de los tejidos adiposos de ácidos grasos y glicerol y oxidación de ácidos grasos libres por la actividad muscular. En cierta medida, tales cambios metabólicos pueden determinarse mediante el tiempo transcurrido desde la alimentación, que es un factor determinante de los combustibles que utilizan las palomas en el vuelo. En general, un metabolismo basado en lípidos puede haber contribuido más al aumento de estrés oxidativo en las palomas de LD. Los ácidos grasos insaturados son la principal forma de lípidos que se almacena en los tejidos y son muy susceptibles al daño de los radicales libres. Estos hallazgos sugieren que las palomas y, en general, las aves puede ser que necesiten equilibrar la ganancia de energía y costo oxidativo, ambos derivan de la metabolización de lípidos.

Inesperadamente, encontramos que las palomas mas mayores agotaron más antioxidantes de suero con el fin de mantener la homeostasis redox. Este patrón se dió en controles y ambos tratamientos experimentales. Los mecanismos que regulan y mantienen la homeostasis del cuerpo son propensos a perder funcionalidad como consecuencia del envejecimiento También, los estudios sobre aves muestran una pérdida en la función fisiológica con el tiempo.

En el presente estudio, el mayor agotamiento de la capacidad antioxidante de suero de las palomas mayores tiene dos posibles explicaciones: una decreciente capacidad del organismo para responder al estrés o una mayor susceptibilidad al estrés. En realidad, nuestros datos indican que, por que agotan más antioxidantes de suero, las palomas más viejas fueron capaces de mantener los niveles de daño oxidativo, medido por ROMs, similares a las de palomas más jóvenes.

La esperanza de vida de la Paloma es de 3 a 5 años en estado salvaje a un máximo de 35 años en un palomar colombófilo. El promedio de vida de palomas incluidas en el presente estudio (3.1 años) es por lo tanto, alrededor del 9% de la duración máxima que palomas deben alcanzar en un palomar. Se sabe que las palomas pueden mostrar signos de disminución de la función del cuerpo con la edad. Este hecho, junto con los resultados del presente estudio, sugiere una pérdida en la función del cuerpo cuando las palomas tienen 4 ó 5 años de edad.

No está claro por qué las más pesadas palomas de LD agotaron menos antioxidantes de suero. Habida cuenta de que esa edad y masa del cuerpo no fueron correlacionadas, la edad no parece explicar este resultado.

Conclusiones

Nuestro estudio mostró por primera vez que los vuelos largos pueden causar estrés oxidativo, y que las palomas más viejas agotan más antioxidantes de suero. Posiblemente, las más pesadas pueden agotar menos antioxidantes de suero durante un vuelo de larga distancia. Dado que nuestro estudio no fue diseñado específicamente para evaluar si la edad o cuerpo afecta al estado redox, la investigación futura debe analizar en detalle cómo estos dos factores modulan el costo oxidativo en vuelos largos.