"Composición de los gases pulmonares en relación a distintas temperaturas en la tortuga ""Mauremys caspica"""

Resumen

"Durante la exposición de un ectotermo tanto a temperaturas fisiológicas como extremas, se producen una serie de respuestas ventilatorias como sistema de termorregulación y adaptación al nuevo ambiente y que son distintas dependiendo del periodo de aclimatación del individuo. Además, los reptiles presentan un patrón ventilatorio particular, con una ventilación intermitente, experimentado amplias fluctuaciones en las tensiones de gas pulmonar durante los periodos de apnea. Los datos existentes de respuestas ventilatorias frente a cambios de temperatura, sobre todo extremas, en tortugas son escasos, e inexistentes en la tortuga de agua dulce ""Mauremys caspica"", por lo que nos propusimos una serie de objetivos, que son:<br/><br/>- Elaborar un modelo para el estudio comparado del intercambio de gases pulmonares en animales ectotermos, definiendo más claramente las relaciones existentes entre patrón ventilatorio y temperatura en los reptiles.<br/><br/>- Conocer las respuestas ventilatorias frente a distintas temperaturas fisiológicas (15, 25, 35 °C) Y extremas (5, 40ºC) durante la ventilación espontánea de la tortuga de agua dulce ""Mauremys caspica"".<br/><br/>- Analizar la mecánica pulmonar de esta especie durante un ciclo ventilatorio, teniendo en cuenta el efecto del caparazón sobre la expansión pulmonar en los quelonios.<br/><br/>- Definir su comportamiento termorregulador y analizar su temperatura critica máxima con el fin de obtener un rango de temperaturas extremas para analizar su ventilación pulmonar.<br/><br/>En el estudio de mecánica ventilatoria del sistema pulmonar total de esta especie, los datos de compliancia se encuentran dentro del rango dado para reptiles con un tipo de estructura pulmonar multicameral, aunque los valores de compliancia relativa al peso corporal son mayores que los hallados para otras tortugas, denotando un pulmón más adaptable, a la vez que menos septado, indicado por su menor grado de histéresis. Esta mayor compliancia incluye de forma significativa en el trabajo ventilatorio de manera que esta especie puede mantener unos niveles de respiración aeróbica con un menor trabajo ventilatorio y en consecuencia con menos coste energético. En cuanto al volumen pulmonar, esta especie presenta unos valores aproximadamente dos veces mayores que otras tortugas mejorando de esta manera su capacidad de flotación. El volumen pulmonar en reposo (Vu) constituye el 25 % del peso corporal del animal.<br/><br/>Para establecer la relación existente entre el patrón de intercambio de gas y temperatura, se han hecho estudios sobre la variación de los gases pulmonares (P(Lco2), P(Lco2) durante los periodos de apnea de la ventilación espontánea de ""Mauremys caspica"" a distintas temperaturas (5-40ºC), representándose gráficamente los resultado sobre un diagrama O(2)-CO(2).<br/><br/>Los animales presentan un control respiratorio efectivo de la alcalinidad relativa con la temperatura dentro de un rango de 5 a 35°C. Este control se manifiesta por un progresivo aumento de los valores de la P(Lco2), y un decrecimiento de la P(Lo2), al incrementarse la temperatura corporal.<br/><br/>Se ha dibujado también sobre este diagrama, modificado al punto de aire inspirado, las líneas correspondientes a la tasa de intercambio respiratorio (R) determinadas experimentalmente. La intersección de estas R con las curvas de gas, nos dan los valores estimados de ventilación alveolar por unidad de CO(2), eliminado a través de los pulmones (VA/Vco), presentando una relación inversa con respecto a la temperatura entre 5 y 35 °C, no así a 40°C en que sufre un incremento significativo. A esta temperatura, el patrón ventilatorio típico, dado para la mayoría de los reptiles, se modifica. El aumento de la V/Vco2, debido a una hiperventilación, va acompañado por una disminución de la Poo2 alveolar. Sin embargo, el impacto de la respuesta ventilatoria sobre los valores de la P(ACO)2, es menor del esperado, debido al marcado incremento hallado en el valor del espacio muerto fisiológico (V(D)). También la frecuencia ventilatoria y el volumen corriente contribuyen a esta respuesta ventilatoria a la hipertermia. Como conclusión se puede especular que un incremento del volumen corriente de alrededor del 60 %, tal como se ha encontrado entre 35 y 40 °C, puede incrementar posiblemente la ventilación de zonas pulmonares pobremente perfundidas, situadas en la zona terminal del pulmón. Esta desviación de la ventilación puede elevar la pérdida de agua por evaporación, reduciendo el impacto de la respuesta ventilatoria sobre el equilibrio ácido-base debido a un ajuste desigual de la ventilación-perfusión. Esto podría constituir una especie de jadeo, en el cual una ventilación profunda puede incrementar el V(D).<br/><br/>En el estudio dinámico de la variación de los valores de la P(ACO)2 durante un calentamiento y enfriamiento continuo entre 25-47""C, se ha encontrado un ciclo de histéresis, siendo los valores de la P(ACO)2 mayores para la fase de calentamiento, con un valor máximo a los 37 ºC. Los valores inferiores de P(CO)2 alveolar hallados durante el enfriamiento, implican unos niveles de ventilación distintos con respecto al calentamiento, relacionándolo con la posible existencia de termorreceptores cutáneos.<br/><br/>La tasa de intercambio de calor en aire, es mayor durante la fase de enfriamiento que durante el calentamiento En agua se invierten los resultados, lo que indica la existencia de mecanismos fisiológicos de control.<br/><br/>Se han encontrado desviaciones con respecto a una relación logarítmica inversa entre peso corporal y tasa de intercambio de calor. La variación de la temperatura con respecto al tiempo, en animales sometidos a un escalón térmico ambiental, se ajusta mejor a un sistema de segundo orden, que considera la capacidad calorífica del compartimento periférico, que no a uno de primer orden. La constante de tiempo para ganancia o pérdida de calor presenta una relación lineal con el peso corporal.<br/><br/>El gradiente entre temperatura ambiental y corporal se incrementa considerablemente cuando la temperatura ambiental sobrepasa los 40 ºC. El hecho de que el calentamiento en aire se produzca de una manera lenta y no se alcance el equilibrio térmico final, sugiere una pérdida de calor por evaporación, relacionada con una hiperventilación termorreguladora. <i>The respiratory mechanics on the total pulmonary system of the turtle ""Mauremys caspica"" has been studied. The observed values for the compliance and the hysteresis in this species agree with those from other reptiles with multicameral lung structure. Pulmonary volume is approximately twice than in other similar turtles, which can improve its neutral buoyancy ability.<br/><br/>Also has been studied the variation in pulmonary gases composition (PLco2, PLo2,) during the periods of apnea through spontaneous ventilation for different ambient temperatures (5 to 40""C). In these species has been found that presents an effective respiratory control of the relative alkalinity into a temperature range between 5 and 35 ºC. This control becomes apparent by a progressive increase in P(Lco2), when ambient temperature rises, at the same time as a decrease of relative ventilation (VE/Vcob VA/Vco), what implies the typical ventilatory pattern of reptiles in order to maintain an efficient control of acid-base balance. This ventilatory pattern changes in response to high ambient temperatures (43ºC). At these levels of hypenhermia has been observed hyperventilation with an increase in VE/Vce, and a decrease in P(Lco2). However, the effect of these ventilatory responses on P(Lco2), is lower than can be expected due to a remarkable increase in death volume. Elevated tidal volume and ventilatory frequency accounts for hyperventilation.<br/><br/>This species presents different mechanisms of thermal adjust in order to achieve the control of its body temperature. Has been detected an increase of the difference between body and ambient temperatures during body heating as well as a higher heat exchange rate during the cooling in air, while in water heat exchange rate is higher during heating. This implies the existence of very efficient physiological mechanisms for the control of body temperature. </i> "