Fisiología del Ejercicio, y procesos de Entrenamiento, en relación a la Altura La Aclimatización a la altura Dr. Juan Carlos Mazza (Argentina)
Adaptaciones del ser humano a la exposición ambiental a la altitud
Adaptaciones fisiológicas del ser humano, en condiciones de reposo, ante la hipoxia en altura El ser humano registra una reacción multifacética integral combinada, ante la hipoxia de la altitud, con una respuesta de los diferentes sistemas orgánicos. Aparato Cardiovascular-Circulatorio. Sistema Hematológico. Aparato Ventilatorio. Intercambio Gaseoso Respiratorio. Sistema Endócrino. Sistema Nervioso. Todas estas modificaciones se ponen al servicio de las necesidades de cambios enzimáticos-celulares.
Cambios y efectos de la exposición aguda a la altura - Aparato Cardiovascular-Circulatorio Cambios: # Incremento de la frecuencia cardíaca (FC) en reposo y submáxima. # Reducción del Volumen Sistólico (VS) # Aumento del Volumen Minuto (VM). Efectos: # Incrementa el transporte de Oxígeno a los tejidos. Ej: * a 2.000-2.500 mt. la FC se incrementa de 4-6 lat/min sobre valores basales. A 3.000-4.000 mt. se incrementa 8-10 lat/min. * a 2.000-2.500 mt. el VM se incrementa de 0,3-0,4 lt/min sobre valores basales. A 3.000-4.000 mt. se incrementa 0,6-0,8 lt/min. Cambios: Incremento de la Tensión Arterial. Efectos: Se incrementa la resistencia vascular periférica.
Cambios y efectos de la exposición aguda a la altura - Aparato Ventilatorio-Respiratorio Cambios: # Incremento de la ventilación en reposo y submáxima. Efectos: # Se incrementa la presión O2 alveolar. # Decrece el CO2, el ácido carbónico y los H+ en sangre y LCR. # Aumenta la frecuencia y el volumen ventilatorio. # Desplaza hacia la izquierda la curva de disociación de la oxihemoglobina. La alcalosis respiratoria, con el aumento del bicarbonato orgánico es el causante principal del mal agudo de altura. Compensatoriamente, el riñón aumenta la excreción de bicarbonato, en los primeros días de estadía en la altura.
Cambios y efectos de la exposición aguda a la altura - Aparato Ventilatorio-Respiratorio 1) No deportistas 2) Deportistas
Cambios y efectos de la exposición aguda a la altura - Aparato Ventilatorio-Respiratorio La p O2 se va reduciendo, normalmente, en su paso del ambiente a la tráquea y al alveolo. La reducción de la p O2 en el tubo respiratorio impacta la reducción de p O2 en la sangre. Disminuye la p O2 en la Hemoglobina, y ésto reduce la p O2 capilar y la p O2 en la mioglobina. A nivel del mar, la p O2 en sangre arterial es de 94 mm Hg. (pa O2), y la p O2 en los tejidos es de 20 mm Hg. En cambio, a 2.400 mt. la p O2 arterial cae a 60 mm Hg. lo que reduce el gradiente de presión diferencial, por ello decae el O2 en los tejidos.
Hipoxia, Hiperventilación y Alcalosis Respiratoria Respuesta ventilatoria O2 Estímulo de Quimiorreceptores Hiperventilación excreción CO2 + H2O CO3 H(-) ALCALOSIS RESPIRATORIA Mal de Altura
Cambios y efectos de la exposición aguda a la altura - Aparato Ventilatorio-Respiratorio La hipoxia y la hiperventilación subsecuente produce el lavado de CO2 y reducción de ácido carbónico, lo que afecta la curva de disociación de la Hemoglobina, la que se desplaza a la izquierda. Este factor es determinante para la dificultad de transferencia de O2 de la Hemoglobina a los tejidos, aunque haya O2 suficiente.
Relación entre el Consumo Máximo de Oxígeno (VO2 máx) y sus cambios de acuerdo a la altitud Hasta los 1.000 mt. el VO2 máx. es del 96-98% del valor de nivel del mar. Hasta los 1.500-1.600 mt., el VO2 máximo y el VO2 sub-máximo no están sensiblemente afectados. El VO2 max. se reduce de 0,7 a 1,0 % c/100 mt. O sea, que desciende del 7-11% c/1.000 mt. de ascenso.
Relación entre el Consumo Máximo de Oxígeno (VO2 máx) y sus cambios de acuerdo a la altitud Comparación de la presión barométrica y del VO2 máximo entre el nivel del mar y la cima del Monte Everest. Las personas con menos de 50 ml/min/kg no pueden escalar por sobre los 6.000 mt., sin asistencia de Oxígeno supletorio. Deportistas de > 60 ml/min/kg pueden escalar sin O2.
Cambios y efectos de la exposición aguda a la altura - Sistema Adrenérgico Cambios: # Incremento de la secreción de Catecolaminas. Efectos: # Se incrementa el nivel de lactato y la resistencia vascular.
Producción de lactato en relación a la altitud La producción de Lactato es mayor a cualquier altura comparativa, con similar esfuerzo a nivel del mar. La razón fundamental es por el aumento agudo de la secreción de catecolaminas por la hipoxia. En menor medida, también influye la hipoxia, pero este factor afecta, fundamentalmente la remoción y el Clearance (MCR).
Cambios y efectos de la exposición aguda a la altura - Sistema Hematológico Ante la exposición aguda, se produce un aumento falso del hematocrito por la hemoconcentración, generado por la deshidratación. Hay una caída aguda del volumen plasmático. Hay una respuesta aguda de aumento de secreción de Eritropoyetina (en las primeras 24-48 Hs.).
Efectos fisiológicos de la adaptación durante el ejercicio y los esfuerzos deportivos en la altura La Aclimatización a la altura
Cambios y efectos de la adaptación o aclimatización a la altura Los cambios y efectos son diferentes, de acuerdo a distintas variables influyentes: Grado de la altura en la cual se ejercita y se aclimata. Periodo de tiempo que se permanece en la altura. Respuestas individualizadas de los sujetos. Diferencias biológicas entre sujetos que nacieron y viven en la altura (residentes) e individuos que llegan y se adaptan a la altitud. Grado de aptitud física previa al periodo de altura. Modos y métodos de entrenamiento aplicados en la altura. Aspectos médico-clínicos y nutricionales.
Cambios y efectos de la adaptación o aclimatización a la altura Cambios: # Incremento de la diferencia A-V de O2 y de la captación celular de O2. Efectos: # Decrece la Frecuencia Cardíaca (FC), el Volumen Sistólico (VS) y el Volumen Minuto (VM), a valores de nivel del mar, ante esfuerzos sub-máximos. # Estos efectos se comienzan a percibir a partir de 10-12 días de permanencia en la altura. # Ante esfuerzos máximos, la FC y el VM se reducen, por lo cual hay menor VO2 máx.
Cambios y efectos de la adaptación o aclimatización a la altura Volumen Minuto a nivel del mar, respuesta aguda y aclimatización.
Cambios y efectos de la adaptación o aclimatización a la altura Cambios: # Aumenta la presión arterial sistólica. # Aumenta la presión sanguínea pulmonar. # Se incrementa la vascularidad pulmonar. Efectos: # Se incrementa la perfusión tisular. # Aumenta la prefusión pulmonar. Cambios: # Disminuye la secreción de catecolaminas. Efectos: # Disminuye la producción de lactato y reduce la resistencia vascular periférica.
Cambios y efectos de la adaptación o aclimatización a la altura Cambios: # Decrece el bicarbonato en el LCR y en la sangre, y decrece la excreción renal de bicarbonato. Efectos: # Mejora el control ventilatorio de la excreción de CO2. # Desplaza la curva de disociación de la Hb hacia la derecha. (*) (*) La disociación de la curva de Hb a la derecha, disminuye la unión del O2 con la Hb, con una cesión facilitada a los tejidos; aunque hay menos gradiente de O2, ello mantiene un buen aporte de O2 a los tejidos.
Cambios y efectos de la adaptación o aclimatización a la altura Cambios: # Se incrementa la 2,3-DPG en los glóbulos rojos. # Aumenta la tasa de Hemoglobina, el número de Glóbulos Rojos y el Hematocrito. (*) # Aumenta la concentración de Mioglobina. # Disminuye el Volumen Plasmático. (*) Depende de la altura, de la velocidad de ascenso y del individuo. Fuertemente influido por el incremento de la Eritropoyetina (EPO). Efectos: # Disociación de la curva de Hb a la derecha. # Aumenta el transporte y la cesión de Oxígeno.
Cambios y efectos de la adaptación o aclimatización a la altura La disociación de la curva de Hb a la derecha, es uno de los factores determinantes de la aclimatización, y es lo que permite una mayor capacidad sanguínea para la saturación porcentual de O2. A nivel del mar, la capacidad de saturación es del 17-18,5 %. A 1.850-2.000 mt., la capacidad de saturación es del 22 %. A 3.500-4.000 mt., la capacidad de saturación es del 25-27,5 %. (F. Z. Meerson, 1986)
Cambios y efectos de la adaptación o aclimatización a la altura Cambios: # Aumenta la capilarización arteriolar muscular. # Se incrementa el tamaño y el número de mitocondrias, a nivel de células musculares. # Aumenta la concentración de enzimas oxidativas en las mismas células. Efectos: # Aumenta el transporte y la absorción de Oxígeno en los tejidos.
Diferencias biológicas entre sujetos que nacieron y viven en la altura (residentes) e individuos que llegan y se adaptan a la altitud Ser residente permanente en la altura establece ventajas inapreciables de aclimatización, aún comparando con personas que nacieron a nivel del mar, y que residieron en la altura durante décadas. Las diferencias biológicas se manifiestan en los siguientes items: # VO2 máximo y submáximo. # Difusión de O2 de la sangre a los tejidos. # Niveles de mitocondrias y enzimas oxidativas. # Volumen de tórax y expansión de la caja torácica. # Frecuencia Cardíaca.
Diferencias biológicas entre sujetos que nacieron y viven en la altura (residentes) e individuos que llegan y se adaptan a la altitud (cont.) # Dimensiones de la estructura ventricular y de las cavidades del corazón. # Ventrículo derecho y tensión arterial pulmonar. # Niveles de Glóbulos Rojos, Hematocrito y del volumen medio del eritrocito. # Niveles de Hemoglobina y Mioglobina. # Viscosidad de la sangre.
Diferencias biológicas entre sujetos que nacieron y viven en la altura (residentes) e individuos que llegan y se adaptan a la altitud VO2 máximo y submáximo # Los residentes tienen un VO2 máximo mayor., entre un 15-20 % más. Difusión de O2 de la sangre a los tejidos # Los residentes ceden el O2 de la Hb a los tejidos con mayor facilidad (Curva Hb más a la derecha). Niveles de mitocondrias y enzimas oxidativas # Los residentes tienen mayor hipertrofia mitocondrial (>8-10%) y mayores niveles de enzimas oxidativas (> 12-14%).
Diferencias biológicas entre sujetos que nacieron y viven en la altura (residentes) e individuos que llegan y se adaptan a la altitud Volumen de tórax y expansión de la caja toráxica # Mayor volumen de tórax en residentes y mayor expansión de la caja (inspiración-espiración: 9 cm. vs. 7,5 cm). Frecuencia Cardíaca # Los residentes tienen una manifiesta bradicardia (40-60 lat/min). Dimensiones de la estructura ventricular y de las cavidades del corazón # Mayor hipertrofia ventricular (+ 30%) y mayores diámetros de las cavidades derecha e izquierda.
Diferencias biológicas entre sujetos que nacieron y viven en la altura (residentes) e individuos que llegan y se adaptan a la altitud Ventrículo derecho y tensión arterial pulmonar # Mayor hipertrofia ventricular derecha por mayor hipertensión pulmonar (> hipetrofia de la capa muscular de las arteriolas pulmonares). Niveles de Globúlos Rojos, Hematocrito y del volumen medio del eritrocito # > 800.000 a 1 millón GR, Hematocrito > en 10-17 puntos, > volumen medio del eritrocito (diámetro + 5-6%).
Diferencias biológicas entre sujetos que nacieron y viven en la altura (residentes) e individuos que llegan y se adaptan a la altitud Niveles de Hemoglobina y Mioglobina # Los residentes tienen mayores niveles de Hemoglobina: + 3-4 gr/lt. o > 30 %). Porcentajes similares mayores en los niveles de Mioglobina. Estas diferencias son explicables por los mayores niveles de concentración de la Eritropoyetina plasmática. Viscosidad de la sangre # Por las diferencias anteriores, los residentes tienen mayor viscosidad de la sangre.