Aclimatación a la Altitud e Hipoxia

A gran altitud, la presión barométrica disminuye, por lo que la presión parcial de oxígeno en el aire inspirado se reduce, aunque su concentración fraccional no cambie. Esta hipoxia hipobárica disminuye el contenido arterial de oxígeno y supone un desafío para cada sistema que depende del suministro de oxígeno. La aclimatación es el conjunto de ajustes fisiológicos dependientes del tiempo que restauran parcialmente el suministro de oxígeno y la tolerancia al ejercicio durante la exposición continuada.

Definition

La aclimatación a la altitud es el ajuste fisiológico progresivo a la hipoxia hipobárica de la gran altitud —incluyendo el aumento de la ventilación, los cambios en la función cardiovascular y las adaptaciones eritropoyéticas y tisulares— que compensa parcialmente la disponibilidad reducida de oxígeno a lo largo de horas o semanas.

Scope

La entrada abarca las consecuencias fisiológicas de la hipoxia hipobárica, la evolución temporal de la aclimatación (ventilatoria, cardiovascular y hematológica), la limitación de la capacidad de ejercicio aeróbico en altitud y el espectro de la enfermedad aguda de montaña como un fallo en la aclimatación. Trata la altitud como un factor de estrés ambiental dentro de la fisiología del ejercicio y no proporciona instrucciones de manejo clínico.

Core questions

• ¿Cómo la hipoxia hipobárica reduce la disponibilidad de oxígeno y limita el ejercicio aeróbico?
• ¿Cuál es la evolución temporal de la aclimatación ventilatoria, cardiovascular y hematológica?
• ¿Por qué el consumo máximo de oxígeno disminuye con el aumento de la altitud incluso después de la aclimatación?
• ¿Qué distingue una aclimatación exitosa de la enfermedad aguda de montaña?

Key concepts

• Hipoxia hipobárica
• Respuesta ventilatoria hipóxica
• Alcalosis respiratoria y compensación renal
• Eritropoyesis y aumento de la hemoglobina
• Disminución del consumo máximo de oxígeno (V̇O2max)
• Mal agudo de montaña, HACE, HAPE
• Vivir en altura-entrenar en llano

Mechanisms

La reducción de la presión parcial de oxígeno inspirado disminuye el oxígeno alveolar y arterial, lo cual es detectado por los cuerpos carotídeos e impulsa la respuesta ventilatoria hipóxica; la hiperventilación aumenta el oxígeno alveolar a costa de una alcalosis respiratoria que el riñón compensa a lo largo de días (Bärtsch & Saltin, 2008). El gasto cardíaco y la frecuencia cardíaca aumentan de forma aguda para defender el suministro de oxígeno, y a lo largo de días o semanas, la señalización inducible por hipoxia estimula la eritropoyetina y la masa de glóbulos rojos, aumentando el contenido arterial de oxígeno. A pesar de estos ajustes, el consumo máximo de oxígeno disminuye progresivamente con la altitud porque el gradiente de presión de oxígeno reducido limita la difusión y el suministro convectivo al músculo (Bärtsch & Saltin, 2008; West et al., 2013). Cuando la aclimatación no logra seguir el ritmo del ascenso, los cambios de fluidos y las presiones elevadas contribuyen a los síndromes de la enfermedad aguda de montaña (Bärtsch & Swenson, 2013).

Clinical relevance

La fisiología de la altitud subyace al reconocimiento del mal agudo de montaña, el edema cerebral de altitud y el edema pulmonar de altitud, e informa sobre cómo se interpretan las pruebas de ejercicio y el rendimiento en altitud. Esta entrada explica los mecanismos y cómo se genera la evidencia; el reconocimiento y manejo de la enfermedad de altitud son asuntos clínicos regidos por las guías actuales y están fuera de su alcance.

Epidemiology

El mal agudo de montaña es común entre los viajeros no aclimatados que ascienden rápidamente por encima de aproximadamente 2500 m, con una incidencia que aumenta con la altitud alcanzada y la velocidad de ascenso; las formas graves (edema cerebral y pulmonar) son menos comunes pero potencialmente fatales (Bärtsch & Swenson, 2013).

Evidence & guidelines

La comprensión mecanicista y clínica se resume en revisiones fisiológicas y clínicas (Bärtsch & Saltin, 2008; Bärtsch & Swenson, 2013) y textos de referencia (West et al., 2013). La aplicación de la exposición hipóxica intermitente al rendimiento se probó en el paradigma de "vivir en altura-entrenar en llano" (living high-training low) (Levine & Stray-Gundersen, 1997). Las guías clínicas específicas están establecidas por las directrices actuales de medicina de altitud, no reproducidas aquí.

History

El estudio sistemático de la fisiología de la altitud se aceleró con el montañismo y las expediciones a gran altitud del siglo XX, y con los estudios en cámaras de altitud simulada, que establecieron las características ventilatorias y hematológicas de la aclimatación y la caída progresiva del consumo máximo de oxígeno. Trabajos posteriores aplicaron la exposición hipóxica controlada a la preparación atlética, ejemplificada por el enfoque de vivir en altura-entrenar en llano (Levine & Stray-Gundersen, 1997).

Debates

Cómo utilizar mejor la altitud o la hipoxia para mejorar el rendimiento a nivel del mar

Todavía se debate si la exposición hipóxica intermitente mejora el rendimiento posterior a nivel del mar y cómo lo hace, así como la contribución relativa de las adaptaciones eritropoyéticas frente a las no hematológicas; el diseño de vivir en altura-entrenar en llano fue un intento influyente de separar el estímulo de aclimatación del estímulo de entrenamiento.

Key figures

• John B. West
• Peter Bärtsch
• Bengt Saltin
• Benjamin D. Levine

Seminal works

• bartsch-saltin-2008
• bartsch-swenson-2013
• levine-straygundersen-1997

Frequently asked questions

¿Por qué hay menos oxígeno en altitud si el aire sigue siendo 21% oxígeno?

La concentración fraccional de oxígeno no cambia, pero la presión barométrica disminuye con la altitud, por lo que la presión parcial de oxígeno —lo que impulsa el oxígeno hacia la sangre— es menor. Esta hipoxia hipobárica, y no un cambio en el porcentaje de oxígeno, es el factor estresante principal.

¿La aclimatación restaura completamente la capacidad de ejercicio en altitud?

No. La aclimatación compensa parcialmente la disponibilidad reducida de oxígeno, pero el consumo máximo de oxígeno sigue disminuyendo progresivamente con el aumento de la altitud porque el gradiente de presión de oxígeno que impulsa el suministro al músculo se reduce.