Aclimatação à Altitude e Hipóxia

Em grandes altitudes, a pressão barométrica diminui, de modo que a pressão parcial de oxigênio no ar inspirado é reduzida, embora sua concentração fracionária permaneça inalterada. Essa hipóxia hipobárica diminui o conteúdo de oxigênio arterial e desafia todos os sistemas que dependem do fornecimento de oxigênio. A aclimatação é o conjunto de ajustes fisiológicos dependentes do tempo que restauram parcialmente o fornecimento de oxigênio e a tolerância ao exercício durante a exposição contínua.

Definition

A aclimatação à altitude é o ajuste fisiológico progressivo à hipóxia hipobárica de grandes altitudes — incluindo aumento da ventilação, alterações na função cardiovascular e adaptações eritropoiéticas e teciduais — que compensa parcialmente a disponibilidade reduzida de oxigênio ao longo de horas a semanas.

Scope

Este verbete aborda as consequências fisiológicas da hipóxia hipobárica, o curso temporal da aclimatação (ventilatório, cardiovascular e hematológico), a limitação da capacidade de exercício aeróbico em altitude e o espectro da doença aguda de altitude como uma falha na aclimatação. Ele trata a altitude como um estressor ambiental dentro da fisiologia do exercício e não fornece instruções de manejo clínico.

Core questions

• Como a hipóxia hipobárica reduz a disponibilidade de oxigênio e limita o exercício aeróbico?
• Qual é o curso temporal da aclimatação ventilatória, cardiovascular e hematológica?
• Por que o consumo máximo de oxigênio diminui com o aumento da altitude mesmo após a aclimatação?
• O que distingue a aclimatação bem-sucedida da doença aguda de altitude?

Key concepts

• Hipóxia hipobárica
• Resposta ventilatória hipóxica
• Alcalose respiratória e compensação renal
• Eritropoiese e aumento da hemoglobina
• Declínio no consumo máximo de oxigênio (V̇O2max)
• Doença aguda de montanha, HACE, HAPE
• Viver alto-treinar baixo

Mechanisms

A pressão parcial reduzida de oxigênio inspirado diminui o oxigênio alveolar e arterial, sendo detectada pelos corpos carotídeos e impulsionando a resposta ventilatória hipóxica; a hiperventilação aumenta o oxigênio alveolar ao custo de uma alcalose respiratória que o rim compensa ao longo de dias (Bärtsch & Saltin, 2008). O débito cardíaco e a frequência cardíaca aumentam agudamente para defender o fornecimento de oxigênio, e ao longo de dias a semanas a sinalização induzida pela hipóxia estimula a eritropoietina e a massa de glóbulos vermelhos, aumentando o conteúdo de oxigênio arterial. Apesar desses ajustes, o consumo máximo de oxigênio diminui progressivamente com a altitude porque o gradiente de pressão de oxigênio reduzido limita a difusão e o fornecimento convectivo ao músculo (Bärtsch & Saltin, 2008; West et al., 2013). Quando a aclimatação não consegue acompanhar a ascensão, as mudanças de fluidos e o aumento das pressões contribuem para as síndromes da doença aguda de altitude (Bärtsch & Swenson, 2013).

Clinical relevance

A fisiologia da altitude sustenta o reconhecimento da doença aguda de montanha, do edema cerebral de altitude e do edema pulmonar de altitude, e informa como os testes de exercício e o desempenho são interpretados em elevações. Este verbete explica os mecanismos e como as evidências são geradas; o reconhecimento e o manejo da doença de altitude são questões clínicas regidas por diretrizes atuais e estão fora de seu escopo.

Epidemiology

A doença aguda de montanha é comum entre viajantes não aclimatados que ascendem rapidamente acima de aproximadamente 2500 m, com a incidência aumentando com a altitude atingida e a taxa de ascensão; as formas graves (edema cerebral e pulmonar) são menos comuns, mas potencialmente fatais (Bärtsch & Swenson, 2013).

Evidence & guidelines

A compreensão mecanicista e clínica é resumida em revisões fisiológicas e clínicas (Bärtsch & Saltin, 2008; Bärtsch & Swenson, 2013) e textos de referência (West et al., 2013). A aplicação da exposição hipóxica intermitente ao desempenho foi testada no paradigma "viver alto-treinar baixo" (Levine & Stray-Gundersen, 1997). Orientações clínicas específicas são estabelecidas pelas diretrizes atuais de medicina de altitude, não reproduzidas aqui.

History

O estudo sistemático da fisiologia da altitude acelerou com o montanhismo e as expedições de alta altitude do século XX e com estudos em câmaras de altitude simulada, que estabeleceram as características ventilatórias e hematológicas da aclimatação e a queda progressiva no consumo máximo de oxigênio. Trabalhos posteriores aplicaram a exposição hipóxica controlada à preparação atlética, exemplificada pela abordagem viver alto-treinar baixo (Levine & Stray-Gundersen, 1997).

Debates

Como melhor usar a altitude ou a hipóxia para melhorar o desempenho ao nível do mar

Se e como a exposição hipóxica intermitente melhora o desempenho subsequente ao nível do mar, e a contribuição relativa das adaptações eritropoiéticas versus não hematológicas, permanece em debate; o desenho viver alto-treinar baixo foi uma tentativa influente de separar o estímulo de aclimatação do estímulo de treinamento.

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 que há menos oxigênio em altitude se o ar ainda é 21% oxigênio?

A concentração fracionária de oxigênio permanece inalterada, mas a pressão barométrica diminui com a altitude, então a pressão parcial de oxigênio — o que impulsiona o oxigênio para o sangue — é menor. Essa hipóxia hipobárica, e não uma mudança na porcentagem de oxigênio, é o estressor principal.

A aclimatação restaura totalmente a capacidade de exercício em altitude?

Não. A aclimatação compensa parcialmente a disponibilidade reduzida de oxigênio, mas o consumo máximo de oxigênio ainda diminui progressivamente com o aumento da altitude porque o gradiente de pressão de oxigênio que impulsiona o fornecimento ao músculo é reduzido.