FISIOLOGÍA DEL HABITANTE DE ALTURA

Indice
1.
Introducción
2. Fisiología
Respiratoria
3. Fisiología
Cardiovascular
4. Fisiología
Endocrinologica Y Metabolica
5. Fisiologia
Digestiva
6. Fisiología
Reproductiva
7.
Bibliografía

1.
Introducción

Más de 40 millones de personas de todo el mundo
viven en lugares por encima de los 3000 m.s.n.m. Encima de esos
niveles la salud humana,
productividad
y supervivencia están en sus límites
por la escasa presión
parcial de oxígeno. La reducida presión
parcial de oxígeno, característica de las alturas, produce un
estado de
hipoxia con mucha influencia en todo el organismo humano. La
adaptación humana a semejante ambiente
depende no solo de factores fisiológicos y
socioculturales.

El ambiente de
altura es un complejo ecológico multifactorial cuyo
fenómeno natural determinante: la disminución de la
presión barométrica (PB), a medida que se asciende
produce una disminución de la presión del
oxígeno (PO2) en el aire a respirar.
Pero a éste efecto físico directo se suma otros
factores como la sequedad del aire, el
frío, los cambios en la alimentación, en el
habitat y las costumbres los cuales, de una u otra manera,
intervienen en el contexto de aclimatación y las molestias
o síntomas de un estado de
malestar debido a la altura.

Han pasado más de 70 años desde la primera
expedición científica peruana a los Andes, guiados
por el profesor Carlos Monge Medrano. Desde entonces mucho se ha
avanzado y se ha incursionado en campos como la
endocrinología y fisiología de la reproducción en las grandes
alturas.

Algunas Ciudades Y Campamentos Del Peru Por
Encima De Los 3000 Metros

Breve Historia De La Medicina De
Altura

-1590: El jesuita José de Acosta describió
la desadaptación aguda a la altura en su libro "
Historia Natural
y Moral de las
Indias".
-1804: Gay Lussac a raiz de un ascenso en globo a 7016 metros
describe haber sentido cierta sensación de asfixia..
-1861: Denis Jourdanet establece que la sensación de
asfixia se debe a la disminución de la presión
barométrica.
-1872: Paul Bert establece que la sensación de asfixia al
subir a las grandes alturas es por la disminución de la
Presión parcial de oxígeno.
-1925: Primera expedición científica peruana a los
Andes por Carlos Monge y colaboradores.
-1940: Creación del Instituto de Biología Andina
(U.N.M.S.M)
-1960: Houston describe con más detalles el edema agudo
pulmonar de altura.
-1961: Creación del Instituto de Investigaciones
de Altura (Universidad
Peruana Cayetano Heredia)
-1981: Primer Congreso Nacional de Medicina de
altura (La Oroya Perú)
-1994: Primer Congreso Mundial de Medicina de Altura (La Paz-
Bolivia)

Medio Ambiente
El globo terrestre está rodeado por una envoltura gaseosa
constituida por el aire y denominada atmósfera. La
atmósfera
tiene un espesor mínimo de 1000 kilómetros, aunque
sus límites
son difíciles de definir dado que se va enrareciendo en el
vacío del espacio.
La Presión atmosférica que a nivel del mar es de
760 mmHg conforme se va ascendiendo a un nivel altitudinal
superior va disminuyendo al igual que la presión parcial
de sus componentes ( O 2,
N2,CO2,etc) de la atmósfera.
Así a los 3000 m.s.n.m la presión
atmosférica es de 526 mmmhg y la del oxígeno 110,4
mmHg . El oxígeno es el 21% de los componentes de la
atmósfera.
La presión atmosférica varía con la altura y
con la latitud, por lo que las manifestaciones a que da lugar
aparecerán a una altura inferior en las regiones
frías y a una altura superior a nivel del ecuador
A nivel del mar la cantidad de vapor de agua es
aproximadamente el 1% del volumen del aire.
La cantidad de vapor de agua va
disminuyendo a niveles altitudinales superiores, así entre
los 1500 y 2000 metros ha quedado reducido a la mitad, mientras
que a los 5000 metros es solamente la décima parte del
valor medido a
nivel del mar.
En la altura disminuye la temperatura de
5 a 10 °C por cada 1000 metros de elevación. Sin
embargo este enfriamiento del aire es bastante irregular como
consecuencia de las violentas remociones de las masas de aire y
de las variaciones del calentamiento de la superficie terrestre.
Por encima de los 3000 metros la radiación
ultravioleta es mayor del 30% con relación a la del nivel
del mar, lo que predispone a la mayor prevalencia de los canceres
de la piel. (1)
El agua en la
altura hierve a menos temperatura.
Así a nivel del mar es de 100°C la temperatura de
ebullición, mientras que a una altura de 4100 metros es de
86°C.

2. Fisiología Respiratoria

Cuando un individuo que normalmente habita a nivel del
mar asciende a la altura sufre una serie de mecanismos de
aclimatización como aumento de la frecuencia respiratoria
en forma transitoria, aumento en días sucesivos del nivel
de hemoglobina y hematocrito, esto debido a la disminución
de la presión parcial de oxígeno que estimula a los
quimiorreceptores localizados en la bifurcación de la
carótida y el cayado aórtico. La hipoxemia
también produce un aumento transitorio de la
eritropoyetina que a su vez produce eritrositosis
fisiológica.
En la exposición
aguda hay un aumento de la ventilación alveolar, la
PaCO2 disminuida estimula la excreción de
bicarbonato sanguíneo por los riñones y se restaura
el pH normal o
casi normal de modo que la alcalosis respiratoria se compensa
(2).
En el habitante de altura hay una disminución del
gradiente alveoloaterial que a nivel del mar es de 10 mmHg y
Morococha (4500 m.s.n.m) es de casi cero. Está demostrado
que la capacidad de difusión de la membrana
alveoloarterial está aumentado en la altura. Este aumento
depende de un incremento en el tamaño de las membranas, es
decir aumento en el área de difusión, más
capilares gruesos y alvéolos dilatados.
La cantidad de sangre que llevan
los vasos pulmonares es mucho mayor en la altura. En Lima el 15%
del volumen total de
sangre (4,8 L)
está en los pulmones, mientras que en Morococha el 20% del
volumen total de sangre (5,7 L.) están en el
pulmón. Es decir 720 mL contra 1100 mL. Esta mayor
cantidad de líquido hace que la elasticidad
disminuya con el consiguiente efecto mecánico:
dilatación del tórax.
La capacidad vital y el volumen residual está aumentados
en el habitante de altura. Lo anterior se debe a que existe un
aumento en el diámetro antero posterior del
tórax.
La respiración de los nativos de tierras muy
altas responde menos a la hipoxia, de modo que siempre tienen una
ventilación disminuida a alturas mayores, en
comparación con las personas de la misma raza que viven a
nivel del mar y ascienden transitoriamente a las mismas
elevaciones. En estos nativos de grandes alturas los grados de
hipoxia adicionales solo estimulan en forma mínima el
impulso ventilatorio. Esta respuesta sería genética o
se adquiriría a temprana edad como respuesta del ambiente
(3)

Saturación Arterial
La saturación es la relación porcentual entre la
oxihemoglobina y la hemoglobina total. La saturación de
oxígeno (Sat.O2) está disminuida en la
altura: 96,1 en Lima y 78,1 en Morococha, según lo
encontrado por Hurtado y colaboradores.
La cantidad de hemoglobina que se une a la sangre es proporcional
a la presión del 02, pero la relación
entre la Hb02 y la Pao2 no es lineal sino
exponencial y la curva que lo representa se denomina curva de
disociación de la Hb. En la altura hay una
desviación a la derecha de esta gráfica.
Una medida práctica de la afinidad del O2 por
la hemoglobina es el P50 , definida como el valor de
PaO2 que es necesario para el 50% de la
saturación. En la altura la afinidad de la hemoglobina por
el oxígeno está disminuida para facilitar la
adquisición de este gas por los
tejidos. Por
lo tanto el P50 está aumentado. Esto al parecer es debido
al incremento del 2,3 DPG (2,3 di fosfoglicerato), sustancia
presente el eritrocito como parte del proceso
glucolítico.
La capacidad del 2,3 DPG de disminuir la afinidad del
O2 por la hemoglobina reside en que se fija en las
cadenas beta de la hemoglobina. Así un mol de Hb
desoxigenada se combina con un mol de 2,3 DPG. En
efecto:

HbO2 + 2,3DPG

Hb-2,3 DPG + O2

De lo anterior, cualquier incremento en la
concentración de 2,3 DPG desplaza la reacción a la
derecha haciendo que se libere más oxígeno (4). El
significado fisiológico de esta menor afinidad es
evidente, la hemoglobina puede librar el oxígeno con mayor
facilidad y a PaO2, relativamente más
altos.
Al parecer el frío jugaría un papel
coadyuvante en la hipoxia de las grandes alturas al producir
broncoconstricción, secreción disminuida y
disminución de la depuración mucociliar e
hipertrofia de los fascículos musculares de las
vías aéreas (5)

PA : Presión parcial alveolar
Pa: Presión parcial arterial
Pv : Presión parcial venosa
% Hb O2 : Porcentaje de saturación.

3. Fisiología
Cardiovascular

Quizás una de las características más importantes del
poblador andino es la hipertensión pulmonar y la
consiguiente hipertrofia ventricular derecha. Las presiones
arteriales pulmonares promedio son:

El débito cardiaco y la presión capilar
pulmonar son normales y, por tanto, no intervienen en el
mecanismo de la hipertensión pulmonar. El aumento de la
resistencia
vascular pulmonar tiene lugar a un nivel precapilar y está
relacionado con incremento de la masa muscular de la capa media
de las pequeñas arterias pulmonares y
muscularización de las arteriolas las cuales normalmente
no tienen capa muscular.

Características del aparato cardiovascular de
altura(6)
-La arteria pulmonar es más gruesa, su tronco mantiene en
su capa media gran cantidad de fibras elásticas, largas y
paralelas que le dan apariencia aórtica.
-Las ramas arteriales pulmonares periféricas (terminales)
o arteriolas pulmonares a nivel del mar solo tiene una fina capa
de fibras elásticas, en las grandes alturas mantienen su
capa gruesa muscular. La "muscularización"
periférica de las arteriolas aumenta su capacidad
contráctil durante el ejercicio.
-las venas pulmonares tienen abundantes células
musculares lisas en su íntima, limitados por las capas
elásticas (interna y externa), es decir hay tendencia a la
" arteriolización".
-Las arterias preterminales de la circulación pulmonar,
surgen de las arteriolas pulmonares de mediano y pequeño
calibre y se abren en el lado venoso del lecho capilar pulmonar.
Actúan como verdaderas conexiones ("bypass") entre la
circulación venosa y arterial de los pulmones. Su rol
funcional, actuaría como un mecanismo compensatorio de la
hipertensión pulmonar.
Es pues las características anatómicas la que
determinan la hipertensión pulmonar, aunque también
participan factores funcionales tales como
vasoconstricción pulmonar determinado por la hipoxia y el
incremento de la viscosidad
sanguínea debido a la eritrocitosis. el mecanismo intimo
de la vasoconstricción hipóxica se atribuye al
efecto perivascular de la hipoxia alveolar actuando como
mediadores locales sustancias vasoactivas (histamina, serotonina)
liberadas por los mastocitos perivasculares (7). La
correlación lineal entre la presión pulmonar y el
nivel de altitud no es una función
lineal simple, sino que más bien adquiere una curva
paraboloide siendo significativa la hipertensión pulmonar
a niveles por encima de los 3000 m.s.n.m.

En la altura hay un incremento de la masa ventricular
derecha. Así en niños y
adolescentes
de grandes alturas el vector medio espacial del QRS está
desviado a la derecha y la onda T es positiva en las derivaciones
precordiales (8,9)
El ejercicio muscular en la altura determina un incremento de la
presión pulmonar de mayor magnitud que a nivel del mar
para la misma intensidad de actividad física. Ello ocurre a
pesar de que el consumo de
oxígeno y el débito cardiaco aumentan en la misma
proporción que a nivel del mar (10)

Circulación Coronaria
Se ha demostrado que la vascularización miocárdica
y de las anastomosis intercoronarias está incrementada en
las grandes alturas mas no así el flujo que incluso se
encuentra ligeramente disminuida. Por otro lado se ha descrito
cambios enzimáticos y metabólicos que ocurren en la
intimidad de la célula
miocárdica. Como consecuencia de estas modificaciones se
ha demostrado que la extracción de oxígeno por el
miocardio está aumentado y que el metabolismo
del miocardio se realiza utilizando vías aeróbicas,
tal como a nivel del mar. Por esto en la altura casi no hay
infarto del miocardio.

Cuerpo Carotideo
Se ha demostrado que el cuerpo carotídeo de animales que
viven en la altura tiene un mayor tamaño que el
correspondiente a animales que
viven a nivel del mar. Arias-Stella también ha encontrado
este fenómeno. Aparentemente este incremento es una
respuesta del tejido quimiorreceptor del cuerpo carotídeo
a la hipoxia crónica (12)

Presion Arterial Sistemica
Es conocido desde antes que la prevalencia de Hipertensión
arterial (HTA) y arterioesclerosis es menor en la altura. Esto es
cierto para la presión sistolica mas no así para la
diastólica que como se sabe depende de la viscosidad
sanguínea. León-Velarde del Instituto de Investigación de Altura de la Cayetano
Heredia ha observado que las personas con eritrocitosis excesiva
(nivel de hemoglobina más de dos desviaciones
estándar de la media) están más predispuetas
a tener hipertensión diastólica que los que tienen
eritrocitosis fisiológica (13). La reducción de la
presión sistólica ha sido atribuido a una menor
resistencia
periférica, ocasionado por un incremento de la
vascularización vasodilatación, mecanismos
adaptativos orientados a mejorar el aporte sanguíneo de
oxígeno a los tejidos. Al
parecer la menor prevalencia de HTA observada es al menor grado
de arterioesclerosis.

Hematologia
El ciclo de la regulación de la eritropoyesis, implica la
producción de eritropoyetina. Esta se
realiza principalmente en las células
del parénquima renal, se estimula por un inadecuado
suministro de oxígeno, por inducción local de un factor inducido por
la hipoxia (HIF)
El incremento del número de eritrocitos puede producirse
dentro de las 48 horas siguientes a la exposición
a la altura.
En el hombre que
habita las grandes alturas posee un grado de eritrocitosis
definido en respuesta a la hipoxia como un mecanismo de
compensación. La saturación arterial de
oxígeno está disminuido y la hemoglobina aumentada.
En nativos de Cerro de Pasco la concentración de
eritropoyetina ( dosado por Radio Inmuno
análisis) es aproximadamente el doble de
los valores
que se observa a nivel del mar (14)
La hemoglobina en recién nacidos es igual a los
pequeños de nivel del mar, lo que indica que el efecto
estimulante de la hipoxia recién comienza después.
Efectivamente este aumento recién sucede a los dos
años. La hemoglobina aumenta con la edad, pero esto es
cierto para poblaciones ubicadas por encima de los 3800 metros.
En mujeres también se da este incremento de la
hemoglobina, pero a partir de los 45 años, época en
que ocurre el comienzo de la menopausia (15)
El conteo de reticulocitos aumenta en la altura al cabo de la
primera semana de exposición, de un promedio inicial de 2%
a nivel del mar a más de 3% después de ascender a
la altura.
Los estudios en médula ósea de nativos de altura,
demuestra que esta es hiperplásica a expensas de la serie
eritroide. A nivel del mar, solo un 20% de los elementos
nucleados de la medula ósea pertenecen a la serie roja,
mientras que en Morococha esta proporción sube.
Se ha observado que las personas que tienen Hb S no deben
ascender a la altura por que luego presentan malestar general,
dolor en hipocondrio derecho, leucocitosis e incluso puede haber
infarto del bazo. (16)
Ya no debe hablarse de poliglobulia ni de policitemia por que
éstas implican un aumento de las tres series
sanguíneas y como se ha observado, en la altura sola se
incrementa la serie roja, por lo que el término mas
apropiado es eritrocitosis. Es necesario diferenciar la
eritrocitosis excesiva (EE) de la eritrositosis
fisiológica (EF). La EE es aquella cuyo valor corresponde
a más de dos desviaciones estándar del valor medio
de la hemoglobina medido en adultos jóvenes sin
patología respiratoria de un determinado nivel de altitud.
Asi en Cerro de Pasco (4330 m.s.n.m) se considerara EE cuando la
hemoglobina sea mayor de 21,3g% y EF aquella por debajo del nivel
crítico. A su vez existe dos tipos de eritrocitosis
excesiva, la primaria que es debida a la disminución de la
presión parcial de oxígeno ambiental y la
secundaria, debido a neumopatias o tumores renales
(hipernefroma).

La eritrocitosis no solo es debido a la hipoxia sino que
en ella intervienen factores como son : altitud, edad, peso
corporal, estado del sistema
respiratorio y tal vez temperaturas extremas. La EPOC
también puede aumentar el nivel de hemoglobina y por ende
aumentar el riesgo de mal de
montaña crónico. El Dr. Zubieta del Instituto de
Patología de Altura de Bolivia
describe un grado de eritrocitosis en el que concurren tres
entidades: la hipoxia crónica de altura, hipoxia por mal
de montaña crónico e hipoxia por causa inflamatoria
a la que le denomina Síndrome de Triple Hipoxia (SD TH).
Así a una altura de 3600 metros como es la Paz el SD TH
sería aquel cuyo hematocrito sea de 80% o más
asociado a un pH normal y
PaCO2 normal para esta altura (30 mmHg), pero un
PaO2 de 20-30 mmHg (17)

Algunas anormalidades somáticas o
genéticas producirían cantidades elevadas de
eritrocitos y hemoglobina, generalmente llamada eritrocitosis
excesiva. Por ejemplo la mutación de receptores de la
eritropoyetina llevaría a una sensibilidad más
alta, produciendo eritrocitosis excesiva a pesar del nivel bajo
de eritropoyetina en sangre