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Latin American Journal of Biotechnology and Life Sciences
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2021.06.02.26
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INVESTIGATION / RESEARCH
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Índices temporales del electrocardiograma en bovinos Holstein a diferentes edades y de uno y de otro sexo
Temporal indices of the electrocardiogram in Holstein cattle at different ages and of both sexes


Alberto Pompa Núñez1 , Dania Yusimí Pompa Rodríguez2.
Available from: http://dx.doi.org/10.21931/RB/2021.06.02.26
RESUMEN
Esta investigación tuvo como objetivo establecer índices temporales entre los períodos de reposo y de actividad de cada porción cardíaca y del corazón en su conjunto, en bovinos Holstein a diferentes edades y de uno y de otro sexo. Para ello, se seleccionó una muestra de 150 ejemplares clínicamente sanos, de diferentes grupos etarios; muestreados durante la época de seca. Se empleó la derivación bipolar base-ápice (B-A) y el electrocardiógrafo fue calibrado con una señal de 1 mV/cm., con una velocidad de corrida del papel de 25 mm/s. Como resultado se obtuvo que los índices temporales, reposo/actividad del corazón (Rc), reposo/actividad de los ventrículos (Rv) y reposo actividad de las aurículas (RA), constituyen en los animales machos una fracción constante en las edades iniciales y sólo decrece el RA en los sementales adultos. En las hembras los índices RC y RV se incrementan de terneras a novillas y en RA no se producen diferencias, pero los tres disminuyen en las vacas lactantes (p<0,05). El índice reposo de las aurículas/reposo de los ventrículos (RAV), se mantiene constante, independientemente de la edad y del sexo. Se concluye que, entre las fracciones temporales reposo/actividad del electrocardiograma (ECG), se establecen proporciones relativamente constantes, las cuales se modifican por la edad y la producción láctea, excepto el RAV, lo que permite emplear estos índices como referencia para diagnosticar alteraciones en la función cardíaca en la especie estudiada y para evaluar fármacos en los Biomodelos de animales destinados a estos fines.
Palabras claves. Índices temporales, ECG, bovinos, Holstein.
ABSTRACT
This research aimed to establish temporal indices between the periods of rest and activity of each cardiac portion and the heart as a whole in Holstein cattle at different ages and both sexes. To do this, a sample of 150 clinically healthy specimens from different age groups was selected, sampled during the dry season. The base-apex bipolar lead (B-A) was used and the electrocardiograph was calibrated with a signal of 1 mV/cm., With a paper speed of 25 mm / s. As a result, it was obtained that the temporal indices, rest/activity of the heart (Rc), rest/activity of the ventricles (Rv), and rest-activity of the atria (RA), constitute in male animals a constant fraction in the initial ages and only RA decreases in adult stallions. In females, the CR and RV indices increase from calves to heifers, and in RA, there are no differences, but all three decreases in lactating cows (p <0.05). The resting ratio of the atria/resting ventricles (RAV) remains constant, regardless of age and sex. It is concluded that, between the rest/activity time fractions of the electrocardiogram (ECG), relatively constant proportions are established, which are modified by age and milk production, except for the RAV, which allows using these indices as a reference to diagnose alterations in cardiac function in the species studied and to evaluate drugs in Biomodels of animals for these purposes.
Keywords. Temporary indexes, ECG, bovine, Holstein.
INTRODUCCIÓN
En condiciones normales la actividad eléctrica del corazón debe considerarse como cíclica porque se repiten periódicamente las condiciones iniciales. El ciclo eléctrico es equivalente a la suma del período de actividad, que comprende desde que se inicia la onda P hasta que culmina la T, intervalo PT (IPT), más el periodo de reposo representado por el segmento TP denominado pausa cardíaca.
El ciclo eléctrico de los ventrículos y el de las aurículas puede ser analizado por separado. El primero es equivalente a la suma de los intervalos de actividad (IQT), que incluye desde el inicio de la onda Q hasta el final de la T y el de reposo (ITQ), desde el final de T al inicio de Q. En el segundo caso, como teóricamente la repolarización auricular ocurre en el instante en que se produce el complejo ventricular QRS quedando enmascarado por éste1,2, puede considerarse como la suma del intervalo de actividad (IPS) cuya duración se mide desde el inicio de la onda P hasta la terminación del complejo QRS, más el período de reposo SP (ISP), equivalente a la suma del intervalo ST (IST) y el segmento TP.
En el análisis del proceso de excitación del corazón, es un indicador de gran valor las relaciones cuantitativas entre la duración de los períodos de reposo y los de actividad. Con la determinación de estas relaciones, es posible comparar la función cardíaca entre animales de la misma especie o entre los que pertenecen a especies diferentes; así como valorar los efectos de los medicamentos sobre el sistema cardiovascular durante su evaluación preclínica, obligatoria en al menos tres especies de animales, antes de ser utilizadas en el hombre. Una vez obtenido el valor normal de estas relaciones cuantitativas se pueden detectar también cuáles son las porciones del corazón que más se afectan en las situaciones mencionadas y en otras. Por eso, esta investigación tuvo como objetivo establecer índices temporales entre los períodos de reposo y de actividad de cada porción cardíaca y del corazón en su conjunto, en bovinos Holstein a diferentes edades y de uno y de otro sexo.

MATERIALES Y METODOS  
                  
Esta investigación se desarrolló en el Centro de Sanidad Agropecuaria (CENSA) ubicado en la provincia de Mayabeque.  De una población de 200 bovinos del genofondo Holstein de Cuba, a los cuales se le habían registrado 20 derivaciones electrocardiográficas, se seleccionó una muestra de 150 ejemplares de uno y de otro sexo, pertenecientes a diferentes grupos etarios; todos muestreados durante la época de seca, de octubre a marzo. Para la medición de la duración de los segmentos e intervalos del ECG y para el establecimiento de los índices temporales se empleó la derivación bipolar base-ápice (B-A), en la que el electrodo negativo se colocó sobre la séptima vértebra torácica, o sea en la región de la base del corazón y el electrodo positivo o explorador sobre el apéndice xifoides del esternón, en la región apical cardíaca. Atendiendo a las variables edad y sexo, se trabajó con 6 categorías: 20 terneras con edades entre 7 y  60 días, con un peso promedio de 72 kg,  20 terneros con edades comprendidas entre 7 y 60 días y con un peso promedio de 75 kg, 40 novillas incorporadas al plan de reproducción, pero no gestadas, ni en celo, con edad promedio de     20 meses, y un peso de 302 kg, 25 sementales jóvenes incorporados al plan de extracción de semen con edad promedio de 21 meses y un     peso de 546 kg, 25 sementales adultos con edad promedio de 7,8 años y  un peso de 1007 kg,  20 vacas lactantes con producción y edad promedios de 13 litros de leche y 4,8 años, respectivamente. Se cumplió con las normas de aislamiento eléctrico de los animales durante la realización de los registros y la forma de conexión de los electrodos. El equipo empleado fue un electrocardiógrafo portátil de fabricación japonesa, HITACHI, calibrado con una señal de 1 mV/cm y velocidad de corrida del papel de 25 mm/s.
A partir de la ilustración de la figura 1, se calcularon los índices temporales para los que se emplearon las siguientes expresiones:

Figura. 1. ECG normal en bovino en derivación BA (A), registros en los que se indican ondas, segmentos e intervalos (B) y las expresiones de los índices temporales (C y D).
Procesamiento estadístico.
Los datos fueron compilados en una base de Excel y procesados con el paquete estadístico STATGHRAPHIC plus 5. Para la comparación de los valores de los índices temporales relacionados con la edad y con la influencia del sexo, se empleó un análisis de varianza simple con dócima de Duncan.
 
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
En la tabla 1, se ilustran los valores de los segmentos e intervalos y la frecuencia cardíaca y en la tabla 2, los índices temporales del ECG en bovinos Holstein, calculados a partir de los mismos datos primarios. La derivación BA que se ha empleado en estas determinaciones es muy estable en morfología y polaridad 3,4 y posee características similares a la derivación estándar de extremidad DII, que también ha sido utilizada tanto en medicina veterinaria como en humana, sobre todo para evaluar alteraciones del ritmo 5-9.


Tabla 1. Duración (s) de los componentes electrocardiográficos y la frecuencia cardíaca (Latidos/min) en bovinos Holstein de diferentes categorías (n =150).     

El ECG es un medio de monitorización barato, fácil y no invasivo para dar seguimiento a la función cardíaca10-12, detectar dilataciones miocárdicas13   y otras patologías14-16. Constituye la herramienta de diagnóstico complementario más extensamente utilizada en cardiología17-19. Sin embargo, no se ha hecho ninguna referencia a los índices temporales que relacionan el período de reposo y el de actividad.  Se plantea que si bien la repolarización ventricular se modifica, la mayoría de los índices comúnmente utilizados en la práctica clínica no incluyen el estudio simultáneo de las fases de despolarización y repolarización de cada porción del corazón por separado 20,21.       
Existen diferentes alteraciones de la repolarización descritas en la población de atletas, entre ellas, las más frecuentemente reportadas en la literatura son: repolarización precoz, ondas T vagotónicas, ondas U, supradesnivelación del segmento ST y ondas T negativas 22. Por eso, en la presente investigación se tienen en cuenta las interacciones entre el período de reposo y el de actividad cardíacas, en los que se valoran los procesos de despolarización y los de repolarización.

Tabla 2. Índices Temporales del ECG (adimensionales) en distintas categorías de bovinos Holstein, calculados con la derivación base-ápice (n =150).
En la evaluación médico-deportiva del sistema cardiovascular de niños y adolescente, el consenso en Europa y en muchos países se basa en una anamnesis y exploración estandarizadas de 12 puntos de la American Heart Association (AHA), unidas a la lectura sistemática del ECG basal de 12 derivaciones23. La inclusión de los cuatro índices temporales, cuya importante significación fisiológica queda demostrada a lo largo de este artículo, resultaría de gran utilidad para evaluar la intensidad funcional del miocardio y cualquier hallazgo que se aleje de los valores normales justificaría la consulta con el cardiólogo pediátrico, desde muy temprana edad.
La comparación, para valorar los efectos de la edad sobre los índices temporales del ECG, fue efectuada: entre terneros, sementales jóvenes y sementales adultos (figura 2), entre terneras, novillas y vacas lactantes (Figura 3) y entre animales de uno y de otro sexo, pero pertenecientes al mismo grupo etario (Figura 4).


Figura 2. Comportamiento de los índices temporales de bovinos Holstein machos con el avance de la edad.
Los índices temporales Rc, Rv y RA los cuales representan las relaciones reposo/actividad del corazón, de los ventrículos y de las aurículas respectivamente, constituyen en los animales machos una fracción constante en las edades iniciales y sólo decrece el RA en los sementales adultos. El índice RAV que relaciona el periodo de reposo de las aurículas con el de los ventrículos se mantiene constante, independientemente de la edad. En las hembras (Gráfico 2), los índices RC y RV se incrementan de terneras a novillas y en RA no se producen diferencias, pero los tres se acortan en las vacas lactantes (p<0,05). Para RAV no se encontraron diferencias al comparar las tres categorías.
Figura 3. Comportamiento de los índices temporales de bovinos Holstein hembras con el avance de la edad.
Las diferencias de los índices temporales entre los animales de uno y de otro sexo están determinadas, más por la producción que por el sexo en sí. En el gráfico 3, al comparar las novillas con los sementales jóvenes y los sementales adultos con las vacas lactantes, los menores valores de RV corresponden a los animales que tienen mayor demanda energética y metabólica. Los sementales jóvenes se encontraban bajo el régimen de extracción de semen y al compararlos con las novillas, requieren de una actividad metabólica suplementaria. En la comparación de las vacas lactantes con los sementales adultos, está demostrado que en las primeras las transformaciones energéticas y las demandas en la circulación sanguíneas son mucho más elevada, lo que conlleva a una mayor cantidad de trabajo del corazón. Se plantea que para producir cada litro de leche deben pasar por la glándula mamaria de 400 a 600 litros de sangre24. Por esa causa, se obtuvieron valores mucho más bajos, además, para Rc y RA en las vacas lactantes que en los sementales adultos (p<0,05). No se observan diferencias entre terneros y terneras porque presentan demandas energéticas similares, en función del crecimiento y la relación reposo actividad del corazón es similar.  
.

Figura 4. Comparación de los índices temporales entre bovinos Holstein de uno y de otro sexo pertenecientes al mismo grupo etario.
De los valores del segmento TP y del índice RC obtenidos (tablas 1, 2 y Gráfico 3) se infiere que durante un período circadiano el tiempo de reposo del corazón de las vacas lactantes es de 4,8 horas y el de las restantes categorías es aproximadamente el doble, entre 8 y 9,6 horas. La frecuencia cardíaca de las vacas lactantes es significativamente superior a la de las novillas (p< 0,05), realizan 21 latidos más por cada minuto (82 vs. 61), lo que en un día representan 30 240 latidos y si se consideran 307 días de lactancia25, la cifra sobrepasaría los 9 millones de latidos más. Esta sobrecarga conduce a una hipertrofia cardíaca fisiológica mucho más marcada que la que tiene lugar cuando hay una moderada actividad física26 y tiene causas muy diferentes a las  que se reportan en el hombre, asociadas a patologías 27-29.
El índice temporal RAV, que establece la relación reposo de las aurículas/reposo de los ventrículos no se afecta por ninguno de los factores que se han analizado y de su constancia se deduce que entre los intervalos IST e IPQ existe una relación tal, que la variación normal en uno de ellos determina variaciones fijas y definidas en el otro. Esa relación puede plantearse como se detalla a continuación:


El IPQ está constituido por la suma de la duración de la onda P más la del segmento PQ, que es un trazado isoeléctrico provocado por el tiempo que demora el impulso eléctrico para atravesar el nodo Auriculoventricular1,30,31. Su valor se afecta por modificaciones de las propiedades de conducción eléctrica del tejido que conecta las aurículas con los ventrículos32-34. El IST comprende la duración del segmento ST más la duración de la onda T. El segmento es un período de inactividad que separa la despolarización ventricular de la repolarización ventricular y es normalmente isoeléctrico, pero puede desviarse por el infarto agudo del miocardio o alguna causa que afecte la repolarización ventricular35-38 y por factores como el síndrome coronario agudo39-41.
En la etapa inicial de la infección por SARS-COV-2 se diagnosticó que la patología provocada en sí misma, o los efectos colaterales de su tratamiento tienen manifestaciones cardiovasculares, como insuficiencia cardíaca, lesión miocárdica, isquemia y prolongación de QTc42-45, del cual forma parte como el componente más vulnerable el IST. Por ello, sería recomendable que en los análisis electrocardiográficos se tengan en cuenta los índices temporales aquí evaluados, a los efectos de establecer un pronóstico evolutivo de la enfermedad.

CONCLUSIONES

Entre las diferentes fracciones del ECG se establecen proporciones relativamente constantes que se expresan por los índices temporales, de los cuales en los animales machos sólo se afecta por la edad el RA y en las hembras se modifican RC, Rv y RA, sobre todo por la producción láctea. RAV no se modifica por ninguno de estos factores. Con el avance de la edad, el comportamiento de los índices temporales es diferente en los animales machos que en las hembras, lo que está determinado por las diferencias fisiológicas, humorales, productivas y por la constitución anatómica e histológica de cada sexo.
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Recibido:  10 enero 2021
Aceptado: 08 abril 2021
Alberto Pompa Núñez1 y Dania Yusimí Pompa Rodríguez2.
1.Profesor de Biofísica y Fisiología: San José de Las Lajas, Mayabeque, Cuba.
Autor de Correpondencia: E.mail. albertopompa1949@gmail.com
Orcid. https://orcid.org/0000-0001-9017-8029
2 Hospital San Vicente de Paul. Ibarra. Ecuador.
yusipompa1975@gmail.com
Orcid: https://orcid.org/0000-0001-6880-285X
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