Serum cortisol, glycemic response and insulin secretion in healthy horses exposed to normobaric hypoxia sessions

Ciência Rural, Santa Maria, Cortisol, v.41, resposta n.3, p.463-469, glicêmica emar, secreção 2011 de insulina em equinos clinicamente sadios... 463 ISSN 0103-8478 Cortisol, resposta glicêmica e secreção de insulina em equinos clinicamente sadios submetidos a sessões de hipóxia normobárica Serum cortisol, glycemic response and insulin secretion in healthy horses exposed to normobaric hypoxia sessions Diego De GasperiI Eduardo Almeida da SilveiraI Diego Rafael Palma da SilvaI Roberta Carneiro da Fontoura PereiraI Luiz Osório Cruz PortelaII Karin Erica BrassIII Flávio Desessards De La CorteIII* RESUMO Os níveis séricos de cortisol, resposta glicêmica e secreção de insulina foram avaliados em equinos não exercitados submetidos a sessões de hipóxia normobárica. Cavalos adultos sadios (n=8) foram selecionados após exame físico e submetidos ao teste de tolerância à glicose intravenosa (0,5g kg -1 ) (TTGIV). Amostras d e sangue (n=11) foram coletadas entre 0 e 180 minutos após a administração de glicose para avaliar a resposta glicêmica e a secreção de insulina. Os animais foram então expostos a sessões de uma hora de hipóxia duas vezes ao dia, totalizando 43 sessões, com concentração decrescente de O 2 de 17 a 12%. A frequência cardíaca e as amostras sanguíneas para a determinação do cortisol sérico foram coletadas antes e a cada 15 minutos durante as sessões 1, 4, 6, 8, 10, 14, 22 e 43. A TTGIV foi repetida ao final do estudo. Os níveis de cortisol sérico foram maiores na sessão 1 (S1) (17% O 2 ) quando comparados aos níveis da S10 (13% O 2) e da S43 (12% O 2)(P<0,05). A curva glicêmica de equinos clinicamente sadios não submetidos a exercício não é alterada pela exposição a 43 sessões de hipóxia normobárica. O aumento na secreção de insulina, acompanhada de diminuição da frequência cardíaca e cortisol sérico sugerem uma adaptação dos cavalos ao modelo de hipóxia utilizado. Palavras-chave: cavalos, hipóxia intermitente, glicemia, estresse, altitude. ABSTRACT The cortisol levels, glycemic response and insulin secretion were evaluated in non-exercised horses submitted to sessions of normobaric hypoxia. Healthy adult horses (n=8) were selected after physical examination and underwent an intravenous glucose tolerance test (0.5g kg -1 ) (IVGTT). Blood samples (n=11) were collected between 0 and 180 minutes after glucose administration to evaluate glycemic response and insulin secretion. Then, they were exposed to 1-hour hypoxia sessions twice a day, reaching a total of 43 hypoxia sessions, with [O 2 ] decreasing from 17 to 12%. Heart rate and serum samples to measure cortisol were collected before and every 15 minutes during the sessions 1, 4, 6, 8, 10, 14, 22 and 43. The IVGTT was repeated at the end of the study. The serum cortisol levels were higher in session 1 (S1) (17% O2) when compared to the levels of S10 (13% O2) and S43 (12% O2) (P<0.05). The glycemic curve in resting healthy horses is not altered by exposure to 43 normobaric hypoxia sessions. The increase in insulin secretion, followed by decreased heart rate and serum cortisol suggest an adaptation of the horses to the hypoxia model used. Key words: horses, intermittent hypoxia, glycemia, stress, altitude. INTRODUÇÃO A exposição a um ambiente de hipóxia aguda ou crônica pode influenciar no metabolismo da glicose e hormônios relacionados. Entretanto, os resultados publicados até o momento ainda são inconsistentes. Isso provavelmente ocorre pela diversidade entre espécies, grau e duração da hipóxia ou como consequência da complexidade dos mecanismos regulatórios do metabolismo (CHEN et al., 2007). I Programa de Pós-graduação em Medicina Veterinária, Universidade Federal de Santa Maria (UFSM), Santa Maria, RS, Brasil. Laboratório de Fisiologia e Performance Humana, UFSM, Santa Maria, RS, Brasil. III Departamento de Clínica de Grandes Animais, Hospital Veterinário, UFSM, 97105-900, Santa Maria, RS, Brasil. e-mail: *Autor para correspondência II Ciência Rural, v.41, n.3, mar, 2011. Recebido para publicação 25.08.10 Aprovado em 23.12.10 Devolvido pelo autor 07.02.11 CR-4038 464 De Gasperi et al. Estudos em diversas espécies demonstraram que a exposição a diferentes condições de hipóxia pode causar aumento da resistência à insulina (CHENG et al., 1997; BRAUN et al., 2001; POLOTSKY et al., 2003; IIYORI et al., 2007). Um dos hormônios capazes de causar tal efeito é o cortisol (ANDREWS & WALKER, 1999), que pode estar com seus níveis circulantes aumentados quando da exposição aguda ou crônica de indivíduos a baixas concentrações de oxigênio ([O2]) (HUMPELER et al., 1980; COSTE et al., 2005). A elevação dos níveis de cortisol no sangue é um bom indicador que pode ser usado para avaliar se um equino sofre de estresse (ALEXANDER & IRVINE, 1998). As glândulas adrenais possuem o papel principal nas reações hormonais envolvidas nessa condição, por estarem diretamente ligadas ao eixo hipotálamohipófise-adrenal (HHA) e ao sistema simpático. Apesar de muitos hormônios estarem envolvidos nessa resposta, o primeiro mecanismo endócrino de defesa é o aumento da secreção de glicocorticóides e catecolaminas (MÖSTL & PALME, 2002). A liberação desses é consequência do aumento de ACTH circulante, que possui mecanismos multifatoriais de regulação com a liberação de fatores estimulantes do hipotálamo, como o hormônio liberador de corticotrofina (CRH) e a vasopressina (VP), e a influência inibitória dos glicocorticóides quando em estresse crônico (AGUILERA, 1994). No passado, a maioria das pesquisas apontou para os efeitos da hipóxia aguda ou crônica no intuito de estudar a adaptação em resposta às altas altitudes. Mais recentemente, alguns estudos têm buscado desvendar os efeitos da exposição à hipóxia intermitente (HI), objetivando explorar o valor terapêutico em pacientes e a influência potencial no desempenho de atletas (NEUBAUER, 2001). Na medicina, a HI já foi aplicada em pacientes com doença pulmonar obstrutiva crônica (DPOC) (BURTSCHER et al., 2009), hipertensão, processos inflamatórios, doença de Parkinson, entre outras (SEREBROVSKAYA, 2002). Em animais, a HI mostrou ter efeito antiarrítmico em casos de isquemia aguda do miocárdio em ratos (MEERSON et al., 1987) e para proteger o miocárdio de cães com infarto experimentalmente induzido (ZONG et al., 2004). Em equinos, as principais causas em ordem decrescente de diminuição de desempenho atlético são as doenças musculoesqueléticas, respiratórias e cardiovasculares. Dentre as quais, muitas são semelhantes às afecções citadas anteriormente, como DPOC, arritmias cardíacas e doenças do miocárdio (HINES, 2004). Além dessas, doenças como a miopatia por acúmulo de polissacarídeos, na qual os cavalos apresentam um aumento na captação da glicose pelas células musculares e um aumento da sensibilidade à insulina (DE LA CORTE et al., 1999) podem ser alvo de futuros estudos para o uso potencial da HI em medicina veterinária. O objetivo do presente estudo foi avaliar o efeito da hipóxi (...truncated)