| Revista Peruana de Cardiología
: Setiembre - Diciembre 1997 |
|
EXPOSICIÓN AGUDA A LA HIPOXIA HIPOBÁRICA: ASPECTOS
FISIOLÓGICOS Y FISIOPATOLÓGICOS
DR. RAÚL GAMBOA*
(*): Past President de la Sociedad Peruana de Cardiología
Profesor Principal de Fisiología y Medicina de la Universidad Peruana Cayetano Heredia
|
|
| Rev. Perú Cardiol. 1997; XXIII (3): 145-56 |
|
Para entender los efectos de la altura
sobre el rendimiento físico, debemos tener en cuenta que la altura no es una entidad
única. Ella representa un espectro de altitudes, y consecuentemente un espectro de
efectos sobre el rendimiento físico.
De los factores ambientales relacionados
con el rendimiento físico en la altura, el más importante y el mejor estudiado es el
factor hipóxico. Es importante tener en cuenta que, el grado de hipoxia no tiene una
relación constante con el nivel de altitud. La posición del cuerpo, el sueño, y
fundamentalmente la actividad física causan variaciones intensas en la saturación de
oxígeno de la sangre arterial (Hurtado, 1964; Peñaloza y col, 1962; Banchero y col,
1966; West y col, 1962).
FISIOLOGÍA CARDIOVASCULAR DURANTE LA
EXPOSICIÓN AGUDA A LAS GRANDES ALTURAS
El sistema cardiovascular desempeña
un rol esencial como integrante del complejo sistema de transporte de oxígeno desde los
pulmones hacia los tejidos. Para comprender su accionar, tanto en salud como en
enfermedad, es conveniente tener en cuenta las diversas etapas en la línea de conducción
del oxígeno (Fig. 1) y en su consumo, etapas que son afectadas en relación directa con
los diferentes niveles de altitud y de actividad física (Heath y Williams,1977).
Presión parcial del Oxígeno
ambiental. En 1978 P.Bert publicó en París su obra "La Pression
Barométrique", en ella señala que los efectos indeseables de las grandes alturas
son debidos a la reducción en la presión parcial del oxígeno secundaria a la
disminución en la presión barométrica. Esta presión, en cada altitud, depende del peso
de una columna de aire sobre el punto de referencia. La atmósfera se encuentra comprimida
bajo ese peso y, su presión y densidad son máximas sobre la superficie terrestre y
disminuyen exponencialmente con la altitud. Debido a diferencias de temperatura y a
turbulencias, las moléculas de gases de diferente peso molecular no sedimentan,
consecuentemente la composición química de la atmósfera es prácticamente uniforme
hasta más de los 20.000 metros de altitud (Fig.2).
Ventilación Pulmonar. El ascenso
a grandes alturas, (mayores de 2,500 m.) y la consecuente disminución en la presión
parcial del oxígeno atmosférico (PO2), reducen la presión parcial del
oxígeno alveolar (PAO2),y por lo tanto la presión parcial del oxígeno
arterial (PaO2). Cuando la PaO2 disminuye, estimula a sus sensores
los quimoreceptores carotídeos y aórtico, los cuales envían más impulsos nerviosos al
centro respiratorio, causando la hiperventilación característica de la exposición a la
altura (Astrand y col, 1964; Heath y Williams 1977). Sin embargo, la PAO2, no
logra alcanzar los niveles del nivel del mar, existiendo una persistente reducción de Pa02.
Normalmente, la hiperventilación secundaria a la hipoxia hipobárica persiste mientras el
individuo permanece en las grandes alturas. Esta hiperventilación es percibida como una
sensación de "falta de aire". siendo más notable durante el ejercicio.
Sin embargo, si bien por cada incremento
en el consumo de oxígeno (VO2) la ventilación BTPS (volumen saturado con
vapor de agua, corregido por temperatura corporal y presión barornétrica), se incrementa
con la altura, la ventilación STPD (volumen seco. temperatura O°C y presión standard de
760 mm. Hg.) una expresión cuantitativa del número de moléculas de gases presentes, es
menor que al nivel del mar, indicando que el incremento ventilatorio no es capaz de
compensar por la disminución en la densidad del aire inspirado (Astrand y Rodahl 1964;
Gamboa y Marticorena 1986) (Fig.3).
Difusión Alveolo-Capilar. La
disminución de la PaO2, la asociada desaturación arterial y el progresivo
incremento del gradiente alveolo-capilar (A-aDO2) son factores contribuyentes a
la menor capacidad aeróbica al ascender a la altura. En alturas superiores a los 3.000
metros, el consumo de oxígeno está limitado por la difusión (Johnson 1967). Con cada
incremento del VO2, el gradiente A-aDO2 aumenta, la PaO2, disminuye
y, consecuentemente, la saturación arterial de oxígeno se reduce.
Contenido Arterial de Oxígeno. Parece
evidente que la reducción en la capacidad de consumir oxígeno (VO2) durante
la hipoxia aguda, está relacionada con la disminución en el contenido arterial de
oxígeno. Como es de esperar, esta influencia se incrementa con la altura y se magnífica
con el ejercicio.
Si bien durante la exposición aguda a la
altura. la disminución en la saturación arterial del oxígeno es causa fundamental en la
caída de su contenido en oxígeno, el proceso continuo de adaptación modifica los
mecanismos iniciales e intenta corregir ese déficit incrementando la capacidad de
transportar oxígeno al aumentar la concentración de hemoglobina, en un primer momento
por hemoconcentración y después, por estímulo hipóxico a la médula ósea. Así mismo,
facilita la entrega de oxígeno a los tejidos al desplazar la curva de disociación de
oxi-hemoglobina hacia la derecha (Rorth y col,1972). Después de la hemoconcentración
adaptativa, (más de 24 horas) el contenido arterial de oxígeno deja de ser un factor
limitante del VO2 máximo (Grover,1972).
Transporte Cardiovascular. El
mayor componente en el transporte de oxígeno hacia los tejidos está representado por la
circulación. La hipoxemia causa un aumento en la actividad simpática la cual incrementa
inicialmente la frecuencia cardíaca y aumenta el gasto cardíaco, contribuyendo así a
mantener el transporte en la condición de reposo. Sin embargo, es sabido que la
reducción aguda de la presión parcial del oxígeno inspirado (PIO2),
disminuye la frecuencia cardíaca máxima durante el ejercicio de manera proporcional a la
severidad de la hipoxia (Cerretelli y col, 1967), lo cual limita en esta condición la
capacidad compensadora de la frecuencia cardíaca. El volumen de expulsión del corazón,
tanto en condiciones de trabajo submáximo, como máximo, no es modificado por la hipoxia
aguda inmediata (< 24
hs.) (Grover 1979). De otro lado, el gasto cardíaco, en reposo y durante el esfuerzo
submáximo, se eleva durante la exposición aguda inmediata debido al incremento de la
frecuencia cardíaca (Fig.4), compensando parcialmente la reducción en el contenido de
oxígeno arterial. Sin embargo, la máxima frecuencia alcanzable, no puede ser elevada
existiendo así un límite en este mecanismo compensador durante el ejercicio máximo. Por
lo tanto durante la exposición aguda inmediata, con un máximo gasto cardíaco, pero con
un contenido de oxígeno arterial reducido, el máximo transporte de oxígeno debe ser
menor, lo cual reduce el máximo consumo de oxígeno (Fig.5).

|

|
| * %
Volumen de oxígeno inspirado.** Presión parcial de oxígeno inspirado. |
Valores
ventilatorios BTPS y STPD máximos en deportistas ejercitados en Lima (150m) y Oroya
(3,700m), se aprecia que aún a los diez días la ventilación STPD no alcanza los niveles
del nivel del mar (Gamboa y Marticorena, 1986). |
Después del primer día de ascenso a grandes alturas (respuesta mediata), se produce una
recompartamentalización de fluídos; mientras que el volumen plasmático, el flujo
sanguíneo periférico y el agua extracelular disminuyen significativamente, el agua
intracelular, así como el volumen sanguíneo pulmonar y el flujo cerebral se incrementan
notablemente, aunque los dos últimos tienden a valores iniciales alrededor del cuarto
día (Hannon y Chin, 1967; Roy,1972) (Fig.6). A partir del segundo día de exposición
aguda, y debido a la disminución en el volumen plasmático, se observan reducciones de 20
a 25% en el volumen de expulsión, consecuentemente menor gasto cardíaco y disminución
del máximo consumo de oxígeno (Grover,1979) (Fig.7).
La presión arterial sistémica disminuye
(sistólica y diastólica), para luego con aclimatación, retornar a sus valores basales.
Esta caída inicial en la presión arterial es debida a reducción en las resistencias
periféricas totales (Levine y col, 1997). La exposición aguda a la altura produce
hipertensión pulmonar debida a vasoconstricción al nivel precapilar, inducida
directamente por el estímulo hipóxico (Hurtado,1964; Peñaloza,1962), o indirectamente a
través del incremento de los niveles de endotelina plasmática, dando lugar al aumento de
las resistencias pulmonares (Cody y col, 1992; Goerre y col, 1995) (Fig. 8).
 |
Obsérvese el
incremento del gasto cardíaco durante la primera hora de exposición aguda a 4 000 m, a
expensas del incremento de la frecuencia cardíaca y con el mismo volumen de expulsión. A
partir del segundo día de exposición a la altura, se aprecia la reducción del gasto
cardíaco a expensas de la caída en el VE. (Adoptado de Grover, 1979). |
Difusión capilar-tisular del oxígeno. No obstante los procesos regulatorios que
amortiguan la serie de reducciones de la presión parcial del oxígeno en el camino entre
el aire inspirado y los capilares tisulares (Rahn, 1966), las reducciones significativas
del PO2 en la sangre venosa mixta durante el ejercicio, son claros indicadores
de la disminución del gradiente con el PO2 tisular.
Por debajo de algún gradiente de
tensión de oxígeno, la resistencia se torna muy alta para tal diferencia de presión y
la conductancia para el oxígeno cae. La consecuencia inmediata es un aporte inadecuado de
oxígeno a las enzimas mitocondriales y, el ritmo del VO2 debe disminuir
(Tenney y Ou,1967). Desde que se requiere oxígeno para que el sistema transportador de
electrones funcione adecuadamente, la captación del oxígeno iguala el ritmo del
transporte de electrones. Tal como señalan Stainsby y Otis (1964), la mitocondria usará
una molécula de oxígeno tan pronto pueda conseguirla, pero en las grandes alturas
tendrá que esperar hasta que se aproxime una y, como consecuencia, el ritmo de
transformación de energía se reducirá.
 |
Durante la
exposición aguda inmediata a las grandes alturas (< 24hs), el transporte de oxígeno
se reduce como consecuencia de la gran reducción del contenido de O2 arterial, no
obstante el incremento en el gasto cardíaco. |
Consumo tisular de Oxígeno. La capacidad de un individuo para el trabajo
aeróbico se mide en términos de la máxima cantidad de oxígeno que su cuerpo puede
consumir en un minuto, es el llamado "máximo consumo de oxígeno" o "VO2
max". Diferentes investigadores han reportado que Cuando el VO2 max
es medido en el mismo individuo, a nivel del mar y en las grandes alturas, el valor
obtenido es menor en la altitud. La reducción promedio se estima, aproximadamente, en 2%
por cada 300 metros de ascenso (Balke,1960; Pugh y col, 1964; Cerretelli, 1976; Saltin y
col, 1968).

|
 |
La exposición aguda a las grandes alturas determina marcados
cambios en los líquidos corporales. Obsérvense los incrementos del volumen sanguíneo
pulmonar, flujo sanguíneo cerebral y, volumen de agua intracelular. Mientras los dos
primeros tienden a valores normales a los siete días, el volumen de agua
intracelular permanece elvado. De otro lado, nótese la reducción del volumen
plasmático, flujo sanguíneo periférico y volumen extracelular. (Adaptado de Hannon y
Chin, 1967; y Roy, 1972). |
Durante la exposición aguda mediata a las grandes alturas (>24
hs), el transporte de oxígeno se reduce a expensas de la disminución en el gasto
cardíaco, a pesar de la recuperación en el contenido de O2 arterial. |
De otro lado, el consumo de oxígeno para una determinada carga submáxima, es el mismo a
diferentes altitudes (Pugh y col, 1964), resultando difícil comprender el por qué
del agotamiento precoz en grandes alturas. Para realizar un trabajo muscular sostenido, es
indispensable recibir un continuo aporte de oxígeno. La disminución en la máxima
capacidad aeróbica refleja una reducción en la capacidad de transporte de oxígeno.
Así, si un individuo a nivel del mar es capaz de realizar un ejercicio en el
cicloergómetro equivalente a 300 vatios con un VO2max de 5 litros/minuto, al
ascender a 3,700 metros de altura su VO2max alcanza sólo 3.7 litros/minuto,
reduciendo su trabajo ergométrico a 260 vatios, disminuyendo su capacidad aeróbica en
25% y demostrando que un trabajo submáximo a nivel del mar, se convierte en máximo en la
altura (Gamboa y Marticorena,1986) (Fig. 9). La disminución de la capacidad aeróbica en
grandes alturas se refleja en el llamado "umbral anaeróbico" o momento
de elevación del ácido láctico plasmático. Conforme se incrementa la altitud y el
individuo reduce su máxima capacidad aeróbica, la aparición del umbral anaeróbico se
hace más precoz, y como consecuencia, utiliza más oxidación anaeróbica para un trabajo
dado (Hermansen y Saltin,1967)(Fig.10). Como previamente demostrado (Astrand y
Saltin,1961), para el mismo trabajo absoluto, el déficit de oxígeno es mayor en hipoxia
que en normoxia. Knuttgen y Saltin (1972) demostraron que en normoxia existe una relación
directa entre la intensidad del ejercicio y la aceleración del VO2 para
alcanzar un estado estable durante la transición de reposo a ejercicios submáximos.
Astrand y Saltin (1971) habían demostrado la misma relación tratándose de ejercicios
máximos. En esfuerzos sub-máximos efectuados a 3,700 m se observa la desaceleración del
VO2 (Gamboa R, 1994) (Fig. 11).

|
 |
Los niveles
de endotelina plasmática se elevan notablemente durante las primeras 24 horas de
exposición a las grandes alturas, observándose su reducción en días consecutivos.
(Modificado de Goerre y col, 1995). |
Obsérvese la
reducción del máximo consumo de oxígeno (VO2max), así como la más temprana
aparición del umbral anaeróbico (UA) cuando el mismo individuo es sometido a máximo
ejercicio a nivel del mar, 3 000 y 3 700 m de altura. (Gamboa y Marticorena, 1986). |
El mayor agotamiento físico observado en el individuo que se ejercita en grandes alturas,
se explicaría en virtud al hecho cuando el mismo individuo es sometido a máximo
ejercicio a nivel observado de que el mismo trabajo absoluto a aquel realizado, a
nivel del mar, se convierte en un esfuerzo mayor cuando es realizado en hipoxia,
resultando en una menor aceleración para alcanzar un determinado VO2 y un
mayor déficit de O2 (Knuffgen y Saltin, 1973). La relacción entre el déficit
de O2 y la reducción de los niveles de ATP y creatinafosfato, y acumulación
de ácido láctico en la musculatura durante normoxia reportados por Karlson (1971) y,
Knuttgen y Saltin (1972), se aplican a condiciones hipóxicas. Los grandes déficits de
oxígeno en condiciones hipóxicas se acompañan de grandes reducciones de fosfágenos
musculares y mayores acumulaciones de lactatos en músculos (Knuttgen y Saltin 1972).
FISIOPATOLOGÍA CARDIOVASCULAR DURANTE LA
EXPOSICIÓN AGUDA A LAS GRANDES ALTURAS
Todo individuo no aclimatado que
asciende rápidamente por encima de 2,500 metros de altura, recibe en algún grado el
impacto de la hipoxia hipobárica bajo un definido síndrome clínico llamado "soroche
agudo" o "enfermedad aguda de montaña" (Hurtado, 1937),
constituído por: cefalea, náusea, vómito, anorexia, insomnio, somnolencia, disnea,
palpitaciones, depresión, perturbaciones en el juicio, e irritabilidad. Los síntomas
generalmente alcanzan el pico de su severidad dentro de las primeras 24 a 48 horas,
disminuyendo gradualmente durante los siguientes dos a cuatro días. El síndrome puede
presentarse de manera muy discreta, o con tal severidad que el individuo afectado se
siente temporalmente incapacitado. El estudio de diversos parámetros circulatorios en
individuos padeciendo soroche agudo, revela que con excepción de mayor reducción en el
volumen sanguíneo total y discreta reducción en la presión arterial sistólica, otros
parámetros tales como el índice cardíaco, presión arterial sistémica, presión
arterial pulmonar, presión capilar, y flujos sanguíneos periférico y cerebral fueron
similares a los observados en sujetos no afectados (Roy,1972; Bardales,1955).
En el aspecto propiamente
fisiopatológico cardiovascular, dos son las entidades clínicas cuya aparición preocupa
durante la exposición aguda a grandes alturas; "el edema pulmonar agudo" y
"el edema cerebral agudo".

|
Observénse
la más temprana elevación del lactato plasmático conforme se eleva la altitud en la que
es ejercitado un mismo individuo. (Adaptado de Hermansen y Saltin, 1967). |
EDEMA PULMONAR AGUDO DE GRANDES ALTURAS (EPAA)
En contraste con la frecuente
observación del "soroche agudo", el EPAA es poco común, su incidencia varía
en la literatura, oscilando entre 25 a 155 por mil (Hurtado,1937; Bardales,1955; Lundberg,
1952; Lizárraga, 1955; Houston, 1960; Hultgren y col. 1961; Marticorena y col.1964;
Hultgren,1997).
Causas Predisponentes. La
exposición aguda a grandes alturas es el evidente factor precipitante. Probablemente no
existe edad de excepción. Frecuentemente aflige a individuos jóvenes, no aclimatados que
ascienden rápidamente a lugares de altura y realizan ejercicios intensos o aún en
reposo. También ha sido observado en deportistas entrenados, tales como esquiadores y
montañistas (Houston,1960). La condición no es rara en niños o en foráneos previamente
aclimatados (Hultgren y col, 1961), así como en nativos que retornan a lugares de altura
después de cortas estadías a nivel del mar y realizan esfuerzos físicos (Peñaloza y
Sime, 1969), o durante el sueño (Marticorena y co1,1964). Infecciones respiratorias
recientes, bajas temperaturas y, el uso de anorexígenos han sido reportados como agentes
precipitantes (Nae¡je y col, 1996). La altura vulnerable varía de país a país,
dependiendo aparentemente de la "línea de nieve", la cual se presenta a los
2,400 metros en Estados Unidos, 3,300 metros en los Himalayas, y 3,600 metros en los Andes
peruanos. El EPAA se observa generalmente entre las 6 y 90 horas del arribo a grandes
alturas, justamente cuando se produce la gran recompartamentalización de fluídos. Las
posibilidades disminuyen notablemente después del cuarto día, siendo remotas después
del séptimo día (Hannon y Chin, 1967; Roy, 1972).
Aspectos Clínicos. De manera
característica la oliguria invariablemente precede la aparición del edema pulmonar.
Hultgren y colaborados (1996), en reciente revisión de 150 pacientes estudiados a 2,928
metros de altura señalan que los síntomas comunes fueron: tos seca inicial que luego se
hace productiva, disnea, cefalea, congestión pulmonar, náusea, fiebre, debilidad y
cianosis de cara y extremidades. La taquicardia es comparativamente menos acentuada que la
disnea. En casos fulminantes el paciente puede presentar un estado de colapso
circulatorio. Temperatura mayor a 37.5ºC ocurrió en 20% de casos. Presión arterial
sistólica mayor de 150 mmHg se observó en 17% de pacientes. Estertores e infiltrados
pulmonares estuvieron presentes en 85% y 88% de los casos respectivamente, ambos fueron
generalmente bilaterales o en el lado derecho. La saturación arterial del oxígeno varió
entre 88% y 93%. Los hombres parecen más susceptibles que las mujeres para padecer este
síndrome.

|
Ejercicio en
cicloergómetro equivalente a 200 vatios con un VO2 de 2.8 L/min., por el mismo
individuo a nivel del mar y a 3 700 metros de altura. Este ejercicio signifcó el 56% del
VO2max., a nivel del mar y el 765 del VO2max., en la altura, bajo
estas circunstancias el VO2 del estado de reposo tardó más en la altura para
alcanzar el estado estable, significando mayor déficit de oxígeno. |
Radiografía de tórax. Los Rayos X muestran inicialmente moteados difusos en
ambos campos pulmonares, siendo más acentuados en las regiones superiores y perihiliares,
estando las regiones basales muy poco comprometidas (Fig.12). En ocasiones se visualizan
líneas septales initerlobares, indicativas de edema intersticial. En casos severos se
observa derrame pleural en una o en ambas bases pulmonares. La arteria pulmonar puede
observarse dilatada. La silueta cardíaca es por lo general normal, excepto cuando se
asocia la insuficiencia ventricular derecha, en cuyo caso la imagen se hace globular. Con
la evacuación del paciente a nivel del mar o después de un adecuado tratamiento, las
alteraciones radiológicas desaparecen en 6 a 48 horas.
Electrocardiograma. El
electrocardiograma muestra generalmente taquicardia sinusal, marcada desviación del AQRS
hacia la derecha, complejos rS en todas las derivaciones precordiales y, ondas T positivas
altas en las precordiales derechas que luego se hacen negativas. En casos severos la onda
P puede observarse acuminada.
Estos cambios probablemente representan
efectos de la hipertensión pulmonar acompañante del edema pulmonar (Fig. 13) (Peñaloza
y Sime, 1969).

|

|
Series de
radiografías de tórax registradas cada 24 horas. A, primer día; B, segundo día; C,
tercer día; D, cuarto día. Se puede observar una progresiva regresión del edema
pulmonar. (Cortesía de Peñaloza y Sime, 1969). |
Electrocardiogramas
seriados: A a F intervalos de 24 horas: G, al mes. Obsérvese las modificaciones en la
onda T, sugestivas de sobrecarga ventricular derecha. (Cortesía de Peñaloza y Sime,
1969). |
Hemodinámica. Diversos estudios hemodinámicos (Houston, 1960; Hultgren y col, 1961;
Marticorena y col, 1964; Peñaloza y Sime, 1969; Roy, 1972; Hultgren, 1997) son
concordantes en demostrar incremento en la frecuencia cardíaca, hemoglobina y
hematocrito, gran desaturación arterial, incremento en las resistencias vasculares
pulmonares y, consecuente hipertensión pulmonar, con presión capilar pulmonar normal.
Incrementos en el volumen sanguíneo pulmonar han sido reportados por Singh y Roy (1967).
Peñaloza y Sime en 1969 publican los estudios hemodinámicos de dos jóvenes nativos de
grandes alturas (17 y 21 años), que al retornar a su lugar de residencia (4 300 metros de
altura), después de breve estadía a nivel del mar, desarrollaron el síndrome. Se debe
mencionar que la gran mayoría de publicaciones al respecto, son referidas a individuos
foráneos agudamente expuestos a grandes alturas. Peñaloza y Sime (1969) demostraron que
durante el EPAA, el gasto cardíaco así como el índice cardíaco están reducidos, la
diferencia de oxígeno arteriovenosa se incrementa, así como el trabajo ventricular
derecho. La inhalación de oxígeno al 100% redujo la presión arterial pulmonar y
normalizó la saturación arterial. La contínua monitorización de la presión pulmonar
durante oxigenoterapia permitió observar su rápida reducción (durante los tres primeros
minutos), mostrando como con la interrupción del oxígeno, la presión pulmonar retornó
a sus valores hipertensivos (ver Tabla 1 y Fig. 14).
Hallazgos necrópsicos. Los
hallazgos macroscópicos son característicos del edema pulmonar con signos de
insuficiencia cardíaca derecha y congestión visceral generalizada. Los pulmones no
colapsan. Microscópicamente se describe: gran distención de los vasos pulmonares, focos
hemorrágicos alveolares, extenso taponamiento de capilares con glóbulos rojos y
leucocitos, exudado fibrinoso alveolar, áreas focales de atelectasias, trombosis
fibrinoide en capilares alveolares y en ramas de la arteria pulmonar, riñón y sinusoides
hepáticos. Membranas hialinas se encuentran en contacto con las paredes alveolares. Gran
dilatación de los vasos linfáticos pulmonares y edema pulmonar intersticial. También se
reporta hemorragias y edema cerebral (Arias-Stella y Kruger, 1963).
Tratamiento. El uso preventivo de
la acetazolamida, un inhibidor de la anhidrasa carbónica, logra reducir la alcalosis
respiratoria y acelerar el proceso de adaptación a la altura46. El descenso
inmediato al nivel del mar constituye la regla de oro. Las medidas generales consisten en:
reposo en cama, abrigo, inmediata administración de oxígeno al 100%, morfina, furosemida
con cautela, nifedipina, y aminofilina para aliviar el broncoespasmo. Se emplea
dexametasona para reducir el edema cerebral. La inhalación de óxido nítrico produjo
significativas reducciones en la hipertensión pulmonar, mejoría en la oxigenación
arterial (Frostell y col, 1993; Scherrer y col, 1996). Los estudios de perfusión pulmonar
demostraron notable mejoría en la relación ventilación/perfusión (Scherrer y col,
1996).
Mecanismos en el Edema Pulmonar Agudo
de las Grandes Alturas. La ausencia de hipertensión a nivel de los capilares
pulmonares excluye la hipótesis de falla ventricular izquierda como causa del EPAA
(Peñaloza y Sime, 1969). El rol de la hipertensión pulmonar en el mecanismo del EPAA
aún no es claro. Es evidente que la vasoconstricción hipóxica de las arterias y
arteriolas pulmonares terminales muscularizadas, resulta en una excesiva hipertensión
pulmonar en los individuos que desarrollan EPAA (Peñaloza y Sime,1969). Hultgren (1997)
considera la hipótesis que la vasoconstricción pulmonar hipóxica es extensa pero no
uniforme, resultando en una hiperperfusión de los vasos menos vasocontraídos con
transmisión de la hipertensión arterial pulmonar a los capilares. La dilatación capilar
y el flujo incrementado, principalmente durante ejercicio, resulta en injuria capilar con
filtración proteica y de células rojas dentro del alveolo. Mientras que la
vasoconstricción hipóxica parecería ser la causa mayor de las obstrucciones vasculares
parcelares, la ocurrencia de trombosis en los vasos pulmonares puede complicar los casos
de mayor severidad. Junto con los mencionados factores hemodinámicos, el incremento de la
permeabilidad capilar debido a la injuria de su pared, es un importante contribuyente a la
formación del edema (Hultgren, 1997). Además, es sabido que la hipoxia experimental
produce constricción de las vénulas pulmonares, lo cual contribuye al mayor incremento
de la presión transmural en los capilares alveolares, sin afectar la presión
"capilar pulmonar" o presión en cuña (Goetz y col, 1996). Debe tenerse en
consideración que los capilares pulmonares no solamente se originan en pequeñas
arteriolas precapilares sino que también lo hacen de arteriolas más grandes y por lo
tanto, estos capilares, están menos protejidos por la vasoconstricción hipóxica y son
particularmente expuestos a la excesiva hipertensión pulmonar y presión transmural. El
incremento del volumen sanguíneo pulmonar durante los cuatro primeros días de
exposición, especialmente con el ejercicio, el concomitante incremento de la presión
arterial pulmonar, y el probable daño al endotelio capilar debido a la hipoxia,
iniciarían el edema pulmonar (Goetz y col, 1996).
Jerome y Severinghaus (1996) consideran
que el edema pulmonar es consecuencia de la sobredistención de las arterias pulmonares de
paredes delgadas y no de la ruptura capilar. La sobredistención arterial pulmonar
produciría una filtración transarterial y edema perivascular con flujo retrógrado hacia
el alveolo.
La posibilidad de que el incremento de la
capilaridad pulmonar sea un mecanismo causal ha sido recientemente cuestionada por Kleger
y colaboradores (1996), estos investigadores midieron el escape sistémico de albúmina
inyectando por vía endovenosa albúmina marcada, las concentraciones de citoquinas,
F-2-isoprostanoides (productos de peroxidación lipídica), y proteínas fase aguda en 24
individuos expuestos a 4,559 metros de altura. Diez sujetos presentaron soroche agudo, y
cuatro desarrollaron EPAA.
Los individuos con EPAA tuvieron un
insignificante incremento en el escape transcapilar de albúmina. Las concentraciones
plasmáticas de fibrinógeno, alfa-1-glicoproteína ácida, proteína C reactiva e
interleuquina-6 no tuvieron variaciones en las fases iniciales, para luego elevarse
significativamente. En cambio el factor de necrosis tumoral alfa y los isoprostanoides no
presentaron variaciones. Estos hallazgos sugieren que la reacción inflamatoria fue más
bien una consecuencia y no un factor causal del EPAA (Kleger y co1,1996).

|
| Características
radiológicas observadas durante el episodio de Edema Agudo (A), y después de
recuperación (B). Obsérvese la posisión del cáteter en capilar pulmonar que permitió
demostrar la ausencia de alteraciones en la presión capilar. (Cortesía de Peñaloza y
Sime, 1969). |
Diversos estudios sugieren la hipótesis de que el mecanismo del EPAA puede estar
relacionado con precoces cambios hormonales que regulan la homeostasis del soclio. Cosby y
col.(1988) postulan la teoría que el edema no cardiogénico de grandes alturas es
inducido en parte por la acción del factor natriurético auricular y por la vasopresina
inducida por la hipoxia. La hipertensión pulmonar al incrementar la presión auricular
derecha, induce la liberación del péptido natriurético auricular, hormona que actúa
sobre receptores vasculares renales y pulmonares. El péptido natriurético auricular
causa vasodilatación de las arteriolas pulmonares pre- terminales y un incremento en la
permeabilidad capilar pulmonar y cerebral. Esta sería la causa directa del edema
pulmonar vasogénico de un lado, y de otro lado del "shunting" intrapulmonar,
que explica el alto contenido proteico y celular del fluído edematoso, las alteraciones
en la relación ventilación/perfusión, la cianosis, y el componente cerebral de este
síndrome. Al mismo tiempo el péptido natriurético auricular es un inductor de
natriuresis e inhibe la activación del sistema renina-angiotensina-aldosterona. Cosby, y
col. (1988) reportan una significativa hiponatremia y actividad de renina plasmática
normal o reducida así como de aldosterona. De otro lado De Angelis y col. (1996) reportan
un temprano incremento en la actividad de la renina plasmática paradójicamente asociada
con reducción en los niveles de aldosterona, en tanto que el péptido natriurético
auricular y la vasopresina también mostraron un significativo incremento.
El incremento de vasopresina inducida
por la hipoxia durante el EPAA produce retención de agua y contribuye a la hiponatremia
inducida por el factor natriurético auricular (Goetz y col, 1996).
Finalmente la posible existencia de
disfunción endotelial a nivel de la vasculatura pulmonar parece demostrarse por Scherrer
y col.(1996) cuando reportan que la inhalación de óxido nítrico en individuos con EPAA
mejoró su oxigenación arterial, mientras que empeoró la de sujetos resistentes al EPAA.
La mejor oxigenación arterial de los casos con EPAA se acompañó de cambios en el flujo
pulmonar hacia segmentos no edematosos. Los autores concluyen señalando que un defecto en
la síntesis del óxido nítrico puede contribuir a la génesis del edema pulmonar agudo
de las grandes alturas al no frenar la vasoconstricción pulmonar.
Como resulta de la revisión de la
literatura, los mecanismos causantes de la producción del exudado alveolar en el edema
pulmonar agudo de las grandes alturas son aún controversiales, siendo necesario un
mayor conocimiento de la biología molecular de los mecanismos homeostáticos en la
exposición aguda a las grandes alturas para desentrañar los misterios de este síndrome.
EDEMA CEREBRAL AGUDO DE LAS GRANDES
ALTURAS
La más rara pero la más letal forma
de reacción fisiopatológica a las grandes alturas es el edema cerebral agudo. El
cuadro clínico, de predominio neurológico, se caracteriza por cefalea occipital asociada
con intensa depresión física, sensaciones anestésicas y parestésicas en las
extremidades, caminar atáxico, alteración de conciencia, rigidez nucal, hiperreflexia y
luego coma, La punción lumbar puede mostrar líquido hemorrágico.
La mayoría de casos han ocurrido por
encima de los 4,000 metros de altura especialmente entre montañistas (Chiodi,1960; Fitch,
1964).
Aunque el soroche agudo, el edema
pulmonar agudo y, el edema cerebral agudo de las grandes alturas son descritos
separadamente, ellos en efecto están relacionados por un denominador común, la hipoxia
aguda. Por ejemplo, la frecuente cefalea del soroche agudo puede ser una temprana
manifestación de grado menor de edema cerebral. Del mismo modo, la confusión mental y la
pérdida de conciencia ocurren en casos severos de edema pulmonar agudo así como en casos
de edema cerebral. Por consiguiente, las diversas reacciones a las grandes alturas
constituyen diferentes manifestaciones fisiopatológicas de grados de insuficiente
adaptación orgánica a la exposición aguda a las grandes alturas.
Dentro de los mecanismos expuestos para
explicar el edema cerebral de altura, Balke (1964) ha postulado que estos pacientes pueden
tener una respuesta negativa a la hipoxia, es decir que el individuo no hiperventila en
respuesta a la hipoxia. Sin hiperventilación y alcalosis respiratoria, el efecto Bohr del
cambio del pH en la curva de disociación de la curva de oxi-hemoglobina no es operativo,
y la hemoglobina no capta más oxígeno con una determinada tensión de oxígeno alveolar.
Douglas (1954) señala que la "normal" hiperventilación de la hipoxia, con la
resultante disminución en la presión parcial del dióxido de carbono alveolar, permite
una ganancia relativa de presión alveolar de oxígeno. De otro lado, Malette (1959) ha
demostrado que la hiperventilación, con su resultante hipocapnea y alcalosis, produce
hipoxia cerebral por dos mecanismos. La alcalosis altera la curva de disociación de la
oxihemoglobina, limitando la liberación de oxígeno a nivel tisular. Lambertsen y
col,(1957) observaron que la combinación de hipoxia e hipocapnea reduce el flujo
cerebral, el PO2 del capilar cerebral, y el consumo de oxígeno. La
deshidratación causada por náuseas y vómitos pueden contribuir reduciendo el volumen
circulatorio total y el flujo cerebral.
El tratamiento del edema cerebral agudo
sigue los mismos lineamientos que el manejo del edema pulmonar agudo. El traslado
inmediato a nivel del mar es de fundamental importancia.
| Tabla 1.
DATOS HEMODINÁMICOS OBTENIDOS DURANTE EL EDEMA PULMONAR AGUDO
Y EN RECUPERACIÓN |
|
Condición Clínica |
Frec. Cardíaca |
Hb. |
Sat Arterial O2 |
Presión Sist.
A.P. (mmHg) |
Presión Capilar Pulm. |
Resist.
Pulmonares |
Gasto Cardíaco |
| Caso 1 |
Edema Pulmonar
Recuperación
(1 semana) |
138
60 |
21,5
18,2 |
55,3
84,8 |
80
30 |
1
4 |
1301
144 |
2,3
4,9 |
| Caso 2 |
Edema
Pulmonar
Recuperación
(1 semana)
Nivel del mar
(1 año) |
135
65
56 |
19,3
16,6
14,5 |
59,9
82,5
94,6 |
75
39
30 |
2
3
8 |
1118
194
72 |
2,7
3,9
4,0 |
| Peñaloza y Sime
(1969). |
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
1. Arias-Stella, J. and Kruger, H.
1963.:Pathology of high altitude pulmonary oedema. Archives of Pathology, 76:147-156.
2. Astrand, P.O. and Saltin, B. 1961.
Oxygen uptake during the first minutes of heavy muscular work. J.Appl.Physiol.,16:971-976.
3. Astrand, P.O. and Rodahl, K. Factors
Affecting Performance. In: Textbook of Work Physiology, Ed. McGraw-Hill Book Co. New York,
St. Louis, San Francisco, London, Sydney, Toronto, Panamá. 1964. p567-582.
4. Balke, B.:Work Capacity al Altitude.
In: "Science and Medicine of Exercise and Sports", edited by W.R. Johnson.
Harper & Row, Publishers, Incorporated, New York,1960,p339-342.
5. Balke, B., citado por Fiftch (54).
6. Bardales, A. 1955. Algunos casos de
edema pulmonar agudo por soroche grave. Anales de la Facultad de medicina, Universidad
Nacional Mayor de San Marcos, 38:232-235.
7. Banchero, N., Sime, F., Peñaloza, D.,
Cruz, J., Gamboa, R. and Marticorena, E. 1966. Pulmonary pressure, cardiac output,
and arterial oxygen saturation during exercise at high altitude and at sea level.
Circulation; 33:249-258.
8. Bert, B. "La Pression
Barométrique", Masson et Cie,Paris, 1978.
9. Cain, S. M. and Kronenberg, R. S.:The
effects of carbonic anhydrase inhibition on the responses of men to 14,000 feet simulated
altitude. ln: Biomedicine Problems of High Terrestrial Elevations. Natick, Mass. Heqnahuer
(ed.). U.S.Army Research Institute of Environmental Medicine. 1967,p320-330.
10. Cerretelli,P.U. Bordoni,R.
Debijadij,R. and Saracino, F. 1967:Respiratory and circulatory factors affecting the
maximal aerobic power in hypoxia. Arch. Fisiol. 65:344-357.
11. Cerretelli, P. 1976. Limiting factors
to oxygen transport on Mount Everest. J. Appl. Physiol. 40:658-663.
12. Chiodi,H.: 1960. Mal de montaña, la
forma cerebral: posible mecanismo etiopatogénico. An. Fac. Med.Lima 43:437-440.
13. Cody, R.J., Haas, G.J., Binkley, P.
Fand Kelley,R. 1992. Plasma endothelin correlates with the extent of pulmonary
hypertension in patients with chronic congestive heart failure. Circulation.85:505-509.
14. Cosby, R.L., Sophocles, A.M., Durr,
J.A., Perrinjaquet, C.L., Yee, B. and Schrier, R.W. 1988. Elevated plasma atrial
natriuretic factor and vasopressin in high-altitude pulmonary edema. Ann Intern Med.
109:796-799.
15. De Angelis, C., Ferri, C., Urbani, L.
and Farrace, S. 1996. Effect of Acute Exposure to Hypoxia on Electrolytes and Water
Metabolism. Aviat Space Environ Med. 67/8:746-750.
16. Douglas, C.G.: Pulmonary function.
ln: Hand book of Respiratory Physiology. Edited by Boothby, W. M. USAF School of Aviation
Medicine (Randolph Air Force,Texas) 1954,p45-50.
17. Fitch. R.F. 1964. Mountain Sickness.
A Cerebral Form.Ann Intern Med. 60:5/871-876.
18. Frostell, C.G. Blomqvist, H.
Hedenstierna, G. Lundberg, J. and Zapol, W.M. 1993. Inhaled nitric oxide selectively
reverses human hypoxic pulmonary vasoconstriction without causing systemic vasodilation.
Anesthesiology 78:427-435.
19. Gamboa, R. y Marticorena, E. 1986.
Observaciones no publicadas.
20. Gamboa, R. El Esfuerzo Físico en la
Altura. En: Fisiología del Esfuerzo Físico, editado por U.P.C.H. 1994, p. 98-101.
21. Goerre, S., Wenk, M., Bartsch, P.,
Luscher, T.F, Niroomand, S., Hohernhaus, H., Hoelz, O., Reinhart, W. H. 1995. Endothelin-1
in pulmonary hypertension associated with high altude. Circulation.90:359- 364.
22. Goetz, A.E., Kuebler, W.M. and Peter,
K. 1996. High-Altitude Pulmonary Edema. N Engl J Med.335:206-207.
23. Grover, R.P.: Performance at
Altitude. In: Sports Medicine and Physiology, edited by Strauss, R.H. W.B. Saunders Co.
Philadelphia PA. 1979, p350-385.
24. Hannon, J. P. and Chin, K.S.K.1967.
Effects of High Altitude on Body Fluid Volumes. Fed.Proc. 26(2):719-732.
25. Heath, D., and Williams, D.R. The
Carotid Bodies. In: Man at High Altitude. Ed. Churchill Livingstone, Edimburgh London and
New York 1977, pp. 60-82.
26. Heath, D. and Williams, D.R. The
Environment. In: Man at High Altitude. Ed. Churchill Livingstone, Edinburgh London and New
York 1977, pp. 4-9.
27. Hermansen, L., and Saltin, B.: Blood
Lactate Concentration during Exercise at Acute Exposure to Altitude. In: "Exercise at
Altitude, edited by R. Margaria. Excerpta Medica Foundation, Amsterdam, 1967,p48-55.
28. Houston, C.S. 1960, Acute pulmonary
oedema of high altitude. N Engl J ed.263:478-486.
29. Hultgren, H.N., Spickard, W.,
Hellriegel J. and Houston, C.S. 1961. High altitude pulmonary oedema. Medicine,
40:289-294.
30. Hultgren, H.N., Honigman, B., Theis,
K. and Nicholas, D. 1996. High altitude pulmonary edema at a ski resort. Western J Med.
164/3:222-227.
31. Hultgren, H.N.: High altitude
pulmonary edema. 1997. Hemodynamic aspects. Int J Sports Med. 18/1:20-25.
32. Hurtado, A.: Aspectos Físicos y
Patológicos de la Vida en las Alturas. Lima, Imprenta Rimac,1937.
33. Hurtado, A. Adaptation to the
Environment. ln: Handbook of Physiol., Sect. 4. Am. Physiol. Soc. Wash. D.C.,
1964.p847-848.
34. Hurtado, A.: Acclimatization to High
Altitudes. ln: The Physiological Effects of High Altitude. edited by W. H.Weihe. London,
Pergamon Press,1964, pp. 1-20.
35. Jerome, E.H., and Severinghaus, J.W.
1996. High-Altitude Pulmonary Edema. N Engl J Med.334:662-663.
36. Johnson, R.L. 1967.Pulmonary
diffusion as a limiting factor in exercise stress. Circ.Res.20(Supp.I) 154-160.
37. Karlsson, J.: Lactate and phosphagen
concentrations in working muscle of man. 1971. Acta physiol. scand. Suppl.358;246-250.
38. Kleger, G.R., Bartsch, P., Vock, P.,
Heilig, B., Roberts, L.J., Ballmer P.E. 1996. J Appl Physiol. 81/5:1917-1923.
39. Knuttgen, H.G., and Saltin, B. 1972.
Muscle metabolites and oxygen uptake in short-term submaximal exercise in man. J. Appl.
Physiol. 32:690-694.
40. Knuttgen, H.G. and Saltin, B.
1973.Oxygen Uptake,Muscle High Energy Phosphates, and Lactate in Exercise under Acute
Hypoxic Conditions in Man. Acta physiol.scand. 87:368-376.
41. Lambertsen, C.J., Owens, S.G.,
Chiodi, H.P. and Gelfand, R. 1957 Effects on cerebral circulation and cerebral oxygen
consumption of hypocapnia and combined hypoxia and hypocapnia. Meeting of Aerospace
Medical. Association, Denver, Colorado. (abstract) J. Aviat. Med. 28:206-210.
42. Levine, B.D., Zuckerman, J.H., and de
Filippi, Ch.R. 1997. Effect of High Altitude Exposure in the Elderly. The Tenth Mountain
Division Study. Circulation. 96:1224-1232.
43. Lizarraga, L. 1955. Soroche Agudo:
Edema agudo del Pulmón. Anales de la Facultad de Medicina, Universidad Nacional Mayor de
San Marcos, 38:244-250.
44. Lundberg, E. 1952 Edema agudo del
pulmón en el soroche. Conferencia, Asociación Médica de Yauli, Oroya.
45. Malette, W.: Cerebral anoxia
resulting from hyperventilation. ln: Surgical Forum, Vol. IX, edited by the Forum
Committee, Chicago, American College of Surgeons, 1959, p.208-212.
46. Marticorena, E., Tapia, F.A., Dyer,
J., Severino, J., Banchero, N., Gamboa, R., Kruger, H., and Peñaloza, D. 1964. Pulmonary
edema by ascending to high altitudes. Dis. of the Chest, 45:273-280.
47. Naeije, R., De Backer, D., Vachiery,
J.L. and De Vuyst, P. 1996. High altitude pulmonary edema with primary pulmonary
hypertension. Chest. 110(1):286-289.
48. Peñaloza, D., Sime, F., Banchero,
N.and Gamboa, R. 1962. Pulmonary hypertension in healthy man born and living at high
altitudes Med.thorac.; 19:449-454.
49. Peñaloza, D. and Sime, F. 1969
Circulatory Dynamics During High Altitude Pulmonary Edema.Am J of Cardiol.23:369-378.
50. Pugh, L.G., Gill, M.B., Lahiri, S.,
Milledge, M., Ward, P. and West, J.B. 1964. Muscular Exercise at Great Altitudes.
J.Appl.Physiol. 19:431-437.
51. Rahn, H.: Introduction to the study
of man at High Altitude: Conductance of 02 from the environment to the tissues.
In: Life at High Altitudes. Proceedings of the Special Session, Fifth Meeting of the PAHO
Advisory Committee on Medical Research. Washington, D.C., June 1966.
52. Rorth, M., Nygaard, S.F. and Parving,
H.H.: Red cell metabolism and oxygen affinity of healthy individuals during exposure to
high altitude. In: Hemoglobin and Red Cell Structure and Function, edited by Brewer, G.J.
New York, Plenum, 1972, p.631-655.
53. Roy, S.B. and Singh, I.: Acute
Mountain Sickness in Himalayan Terrain: Clinical and Physiological Studies. ln:
Biomedicine Problems of High Terrestrial Elevations. etited by Heqnahuer A.H. Natick,
Mass. U.S.Army Research Institute of Environmental Medicine, 1967,p. 32-41.
54. Roy, S.B. 1972. Circulatory and
Ventilatory effects of High Altitude Acclimatization and Deacclimatization of Indian
Soldiers. Indian Council of Medical Research. New Delhi-India 55. Saltin, B., Grover,
R.F., Blomqvist, L., Hartley, H. and Johnson, R.L. 1968. Maximal oxygen uptake and cardiac
output after 2 weeks at 4,300 mm J. Appl, Physiol. 25:400-410.
55. Scherrer, U., Vollenweider, L.
Delabays, A. et al. 1996. Inhaled nitric oxide for high-altitude pulmonary edema.N Engl J
Med.; 334:624-629.
56. Shields, J.L., Hannon, J.P., Carlson,
R.P., Chinn, K.S. K. and Evans, W. O. Pathophysiology of Acute Mountain Sicknes. In:
Biomedicine Problems of High Terrestrial Elevations. Edited by Hegnauer A.H. Natick,Mass.
US Army Research Institute of Environmental Medicine. 1967,p251-298.
57. Stainsby, W.N. and Otis, A.B. 1964.
Blood flow, blood oxygen tension, oxygen uptake and oxygen transport in skeletal muscle.
Am.J.Physiol.206:858-866.
58. Tenney, S.M., and Ou, L.C.: Some
tissue factors in acclimatization to High Altitude. In: Biomedicine Problems of High
Terrestrial Elevations. Proceedings of Symposium. U.S.Army Research of Environmental
Medicine, Natick, Mass. 1967, p. 160-165.
59. West, J.B., Gill, M.B., Lahiri, S., Milledge, J.S.,
Pugh, L.G.C.E. and Ward, M.P. 1962. Arterial oxygen saturation during exercise at high
altitude. J. Appl. Physiol.; 17:617-622.
|