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Sistema respiratorio y altura.
Actividad física y enfermedades respiratorias

   
Licenciado en Ciencias de la Actividad Física
Doctorando del programa de doctorado del INEF de Madrid
Director de la Escuela Española de Técnicos de Orientación
(España)
 
Alberto Mínguez Viñambres
alminguez@hotmail.com

 

 

http://www.efdeportes.com/ Revista Digital - Buenos Aires - Año 7 - N° 42 - Noviembre de 2001

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Introducción

    La altura representa un ambiente extremo. El ser humano siempre se ha caracterizado por su adaptabilidad a las diversas adversidades que puede ofrecer nuestro planeta, pero en este caso hay un límite. La disminución de la presión barométrica y, consecuentemente, una menor presión parcial de oxígeno, es un factor muy limitante. Sin embargo hay poblaciones como los quechuas y aymarás en los Andes y los tibetanos y sherpas en el Himalaya que viven y se reproducen en cotas cercanas a los 5.000 metros. A partir de los 5.500 metros la presión barométrica es la mitad que a nivel del mar y la vida permanente por encima de esta cota se considera imposible.

    El organismo humano logra adaptarse a la altura gracias a un complicado proceso que exige lentitud y progresión. Si no se respetan estas pautas se pueden producir lesiones muy graves a diferentes niveles.

    El sistema pulmonar y su fisiología en la montaña son un serio problema, en ocasiones fatal, propiciado por ganar altura con demasiada rapidez. Es objeto de este trabajo analizar los mecanismos de adaptación del sistema pulmonar a la altitud, las lesiones que se pueden producir (el edema pulmonar de altura es la más importante y grave) y los medios preventivos y de actuación que utilizaremos en un medio tan adverso.


Altura y oxígeno

    Como se ha comentado anteriormente, el factor limitante de la altura es la disminución progresiva de la presión parcial de oxígeno. La densidad del aire disminuye al subir desde el nivel del mar, ya que allí es de 760 mm Hg mientras que a 3.048 mts es de 510 mm Hg y alrededor de 5.000 es la mitad. Pero lo importante de esto es que la presión de oxígeno también disminuye, así al nivel del mar es, como promedio, de 150 mm Hg, pero a 3.048 mts es de 107 mm Hg.

    A nivel alveolar esta presión parcial de oxígeno por supuesto también se reduce, pasando de 100 mm Hg a nivel del mar a 78 mm Hg a 2.000 mts y a 38 mm Hg a 5.500 mts aproximadamente. Todo ello desencadena el proceso de adaptación del organismo humano que empieza en el sistema pulmonar y continúa con los sistemas de distribución de ese oxígeno y su combustión. A todo ello hay que añadir el nivel de ejercicio físico que se desarrolla en un deporte exigente como es el alpinismo. Una disminución relativamente pequeña de la cantidad de oxígeno puede tener un efecto mínimo pero durante un ejercicio vigoroso puede ser el factor limitante a dicha actividad.

    Hoy en día son pocos los alpinistas que utilizan equipos de oxígeno, ya que las condiciones suponen un reto más, pero antiguamente siempre era un elemento imprescindible para desarrollar cualquier ascensión a grandes altitudes.


Acomodación y aclimatación del sistema respiratorio a la altura

    Hemos de utilizar estos dos términos para entender el sistema de adaptación a la altitud. En un principio o primera fase el organismo, ante esa necesidad de oxígeno causada por esa bajada de su presión, reacciona intentando proveer a las células con hiperventilación y taquicardia, pero sobrecargan de trabajo al sistema cardiorespiratorio.

    A este proceso se le llama acomodación.

    Si la exposición a la hipoxia se prolonga, el organismo pone en marcha mecanismos de adaptación más económicos. A este proceso se le llama aclimatación y consiste en lo siguiente:

  • Aumento de la ventilación pulmonar.

  • Aumento de la hemoglobina de la sangre.

  • Elevación de la capacidad difusora de los pulmones.

  • Incremento de la riqueza vascular de los tejidos.

  • Aumento de la capacidad de las células para utilizar oxígeno a pesar de una presión baja de éste.

    A continuación se van a tratar de explicar los dos procesos de esta aclimatación concernientes al sistema respiratorio, que es el que nos incumbe.


Aumento de la ventilación pulmonar

    Existen unos quimioreceptores sensibles a la menor presión de oxígeno que están localizados en el arco aórtico y la bifurcación de las arterias carótidas en el cuello. Cualquier reducción significativa de la PO2 arterial estimula progresivamente estos quimioreceptores hasta un máximo del 65%. Esto estimula el proceso de hiperventilación con el que el organismo trata de acercar la concentración de oxígeno alveolar a la necesaria para su distribución.

    Esta hiperventilación produce una eliminación de grandes cantidades de dióxido de carbono, lo que reduce la presión de este gas y aumenta el pH de los líquidos corporales. Este aumento del pH se da ya que la mayor parte de este dióxido de carbono se lleva en forma de ácido carbónico que se ioniza fácilmente a H+ y HCO3-, que luego son transportados a los pulmones por la circulación venosa. En los capilares pulmonares el dióxido de carbono y el agua se forman de nuevo y se difunden a través de los alvéolos. Para paliar esta alcalosis y desequilibrio ácido-base los riñones excretan la base (HCO3-) por los túbulos renales Estos cambios inhiben el centro respiratorio en contraposición de la estimulación hipóxica. Sin embargo ahí entra el proceso de aclimatación ya explicado, porque a partir de los cinco días, aproximadamente, esta inhibición del centro respiratorio desaparece, volviendo la estimulación de los quimioreceptores a su normalidad.

    Algunos alpinistas responden con un fuerte impulso ventilatorio hipóxico, por lo que pueden realizar mejor ejercicios a alturas extremas y pueden llegar a una mayor altura que otros individuos en los que no se produce una respuesta tan intensa cuando la PO2 es baja a nivel ambiental.


Elevación de la capacidad difusora de los pulmones

    La capacidad normal de difusión para el oxígeno a través de la membrana pulmonar es de un gradiente de 21 ml de mm de Hg de presión y por segundo, cifra que se ve aumentada hasta tres veces durante el ejercicio físico. Pues bien, la exposición a grandes alturas puede aumentar esta difusión también hasta tres veces. Parte de este aumento resulte probablemente de un aumento de sangre capilar pulmonar, que dilata los capilares y aumenta la superficie de difusión de oxígeno hacia la sangre. Otra parte se cree que depende de un incremento de volumen pulmonar, que aumentaría el área de la superficie de la membrana alveolar. También influiría el aumento de presión arterial pulmonar impulsando sangre en un número de capilares alveolares mayor del normal, especialmente en las zonas altas de los pulmones, que están mal regadas en condiciones usuales. Todos estos factores sin una adecuada aclimatación podrán ser la causa de lesiones como el edema pulmonar de altura, que se tratará mas adelante.


Aclimatación natural de personas nacidas a grandes alturas

    Como se comentó en la introducción de este trabajo numerosas poblaciones viven y se reproducen en alturas superiores a los 4.000 mts. En todos los aspectos de aclimatación antes considerados estas personas se hallan en mejores circunstancias incluso que los nacidos en tierras bajas mejor aclimatados y aunque éstos hayan vivido a grandes alturas durante 10 ó más años. Esto es porque los nacidos en estas alturas empiezan su aclimatación desde su infancia:

  • Las dimensiones de su tórax están particularmente aumentadas y su volumen corporal algo disminuido, con lo que hay una gran proporción entre capacidad de ventilación y masa corporal.

  • Su corazón derecho proporciona una presión arterial pulmonar elevada para impulsar sangre a través de un sistema capilar pulmonar dilatado.

  • El aporte de oxígeno de la sangre a los tejidos también está muy facilitado ya que poseen mayor cantidad de oxígeno a menor presión del mismo en la sangre dado por una mayor cantidad de hemoglobina.


Circulación pulmonar en hipoxia

    Con la hipoxia se desarrolla una marcada hipertensión arterial pulmonar. Esto es como consecuencia de un mecanismo de estabilización de la presión arterial de oxígeno mediante la vasoconstricción de la musculatura arteriolar pulmonar.

    En el siguiente gráfico se hace una comparación entre el promedio de la presión arterial pulmonar y el gasto cardiaco. Se establecen tres tipos de sujetos ante la hipoxia, sujetos normales ante hipoxia a nivel del mar, sujetos aclimatados a la altitud y nativos de grandes altitudes1 :

    Se puede apreciar que en nativos el incremento de la presión arterial pulmonar es mucho más acusada que en el resto al realizar actividad física y aumentar el gasto cardiaco. Esta adaptación crónica podría interpretarse como una mayor predisposición al edema pulmonar de altura, pero no es un grupo proclive a este tipo de mal. Se verá que el origen del edema pulmonar de altura y su fisiopatología es aún un tema a debatir, aunque la teoría más aceptada es que su causa es por una excesiva y desigual presión arterial pulmonar.


El mal agudo de montaña

    El mal agudo de montaña (MAM) es una variedad de síntomas que son conocidos por los montañeros de todas las épocas y lugares. Así por ejemplo en Sudamérica también se llama puna o soroche y desde 1913 se analiza y clasifica como un cuadro a tener muy en cuenta para prevenirlo mediante la aclimatación.

    Normalmente aparece entre las 4 a 8 horas de llegar a cotas altas, sobre todo a partir de 3.000 mts, aunque se pueden dar casos a partir de 2.500 mts. Los síntomas que se producen son los siguientes:

  • Dolor de cabeza.

  • Insomnio y vértigo.

  • Pérdida de apetito.

  • Nauseas.

  • Disnea anormal al esfuerzo.

  • Disminución de la diuresis.

    Todos estos síntomas se darán dependiendo de la intensidad del MAM. En ocasiones solamente aparece el dolor de cabeza y con un analgésico y una progresión más lenta de ascensión se elimina, pero cuantos más síntomas aparecen más en cuenta hay que tenerlo y tratarlo. Varios autores proponen una clasificación y en base a ella actuar en consecuencia:

    En el caso de un MAM ligero con simples analgésicos (aspirina, paracetamol) y algo de reposo se combatiría. El moderado debería tratarse con reposo sin subir nunca a más altura. Si se sobrepasan los 6 puntos en el baremo habría que realizar un descenso inmediato de por lo menos 500 mts., ya que si no se trata se pueden producir lesiones graves como son los edemas pulmonar y cerebral.

    La prevención siempre es lo más adecuado, y para ello habrá que realizar una ascensión lenta y conseguir una adecuada aclimatación. A partir de 3.000 mts no se superarán los 300 mts de desnivel al día. En las expediciones al Himalaya, donde los campos base están generalmente a 5.000 mts, conviene emplear una semana para pasar de 3.000 a 5.000 mts y descansar uno o dos días en éste antes de proseguir.


Factores de producción del MAM.

    Está claro que la hipoxia es un factor importante de producción de MAM, pero no es el factor directo de los síntomas. Hay otros elementos que podrían provocar esta fisiopatología, como la alteración de la homeostasis con retención de agua y/o salida de líquido intracelular a compartimentos extracelulares. Es la hipótesis más aceptada y vendría explicada por el siguiente esquema2:

    Todo este mecanismo sería aplicable también al inicio de un edema pulmonar. El comportamiento anómalo a nivel pulmonar como la disnea tanto en reposo como con el ejercicio puede ser un indicio de edema pulmonar de altura. Sin embargo este tema se tratará más profundamente en el siguiente apartado y de un modo más específico por su importancia.


Edema pulmonar de altura

    El edema pulmonar de altura (EPA) se da normalmente en alpinistas, montañeros y habitantes de las alturas. Sin embargo, la cada vez mayor afluencia de personas a grandes alturas mediante el trekking sin la adecuada precaución e información ha aumentado este grupo de riesgo. Aproximadamente el 1% de las personas que llegan a los 3.500 mts de altura sufren un EPA. En los Andes, donde el acceso es rápido por carretera, ferrocarril o avión, se da el mayor número de casos (el 85%) que aparecen entre los 3.000 y los 4.500 mts. En el Himalaya la mayoría de casos se da sobre los 5.000 mts, ya que para acceder a grandes alturas hay que realizar un ascenso lento y progresivo por limitación de infraestructuras, apareciendo más frecuentemente cuando se realiza una actividad física importante.

    Además de la prevención, con la consiguiente aclimatación y progresión lenta en el ascenso, hay grupos de riesgo a la hora de sufrir un EPA. (Martínez Ferrer, 1990) establece el siguiente cuadro de factores de riesgo:


El edema agudo de pulmón ocurre más frecuentemente en:

  • Residentes habituales a nivel del mar que acceden a la altura.

  • Esquiadores en altitud extrema.

  • Residentes habituales en la altitud que vuelven a ella tras una corta estancia a nivel del mar.

  • Aviadores.

  • Mujeres jóvenes en periodo premenstrual.

  • Ascenso excesivamente rápido a la altitud extrema.


Personas con especial riesgo de EPA:

  • Jóvenes

  • Personas con edema pulmonar previo en la altura.

  • Personas con atresia o estenosis de una arteria pulmonar.

    En el caso de los esquiadores de montaña el riesgo viene por la rapidez de acceso a la altura. Los jóvenes, especialmente las jóvenes en periodo menstrual, son más sensibles por la permeabilidad vascular, ya que está más presente en ellos.


Síntomas

    Las primeras manifestaciones pueden aparecer en un amplio margen de tiempo, desde pocas horas a dos días. El inicio suele ser nocturno y progresivo con signos de MAM: dolor de cabeza, insomnio, náuseas, vómitos,... y síntomas respiratorios más específicos como tos seca y persistente, disnea progresiva y taquipnea, que no habrá que confundir con la desencadenada por el ejercicio. La dificultad respiratoria empeora progresivamente, acompañándose de expectoración espumosa y rosada. En 2/3 de los casos hay dolor torácico, siendo constantes una debilidad manifiesta y taquicardia. A veces aparece fiebre.

    Existen casos en los que el EPA aparece al exponerse nuevamente a la hipoxia de la altitud, después de una estancia en zonas de menor altura, conociéndose como EPA de reentrada. Esto suele darse en el montañero que ha realizado una estancia de días en cotas inferiores y reasciende al campo base.

    Es muy importante reconocer el inicio del EPA, ya que el enfermo puede justificar su tos por el aire seco y frío del ambiente, la dificultad respiratoria por el ejercicio realizado en altura y la debilidad por haber dormido mal la noche anterior a causa de un ligero MAM. Ante cualquier duda se tomarán las medidas adecuadas ante estos casos, que se analizarán más adelante.


Mecanismos de producción del EPA.

    Hoy en día aún es un tema a debatir. Muchos autores coinciden en las teorías que pueden explicarlo pero no se sabe hasta que punto influyen unas más que otras. La dificultad de realizar un estudio exhaustivo por las condiciones de transporte de equipos adecuados a estas alturas, así como las condiciones extremas a las que se someten los deportistas puede ser una causa importante que limite la profundidad de este estudio.

    En numerosas autopsias realizadas a individuos que sufrieron un EPA hallaron edemas a nivel intersticial, bronquial y alveolar pulmonar acompañado por una ingurgitación manifiesta del sistema linfático. En el espacio aéreo pulmonar aparecía un líquido con un alto contenido en albúmina, espumoso y con abundante fibrina. Todo esto son síntomas de una alteración de la permeabilidad capilar pulmonar con paso de líquido al espacio aéreo tras superar la capacidad de drenaje de los vasos linfáticos locales. Además, en los pequeños vasos pulmonares se observaron microembolias hemáticas.


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