Patrón respiratorio en Andinos: Historia de una controversia Patrón

Patr
ón respiratorio
:
Patrón
respiratorio en
en Andinos
Andinos:
Historia
Historia de
de una
una controversia
controversia
Fabiola León-Velarde, DSc.
Departamento de Ciencias Biológicas y Fisiológicas
Laboratorio de Transporte de Oxígeno (LDTA-LID)
Instituto de Investigaciones de la Altura (IIA)
Universidad Peruana Cayetano Heredia
La respuesta hipóxica
Evolución de la respuesta
ventilatoria a la hipoxia
Características respiratorias
• Los nativos de altura (HA) residentes de
altura respiran mas profundo y tienen un
PETCO2 más alto que los nativos de nivel
del mar aclimatados a la altura.
1ra controversia
Los factores que determinan una
mayor atenuación de la respuesta
ventilatoria estan relacionados a
diferencias en su capacidad
ventilatoria a nivel periférico?
VE = f(SaO2) y respuesta ventilatoria a la hipoxia
(AHVR, l/min,%); (n=25).
SL
AHVR= 0.99±0.7
70
AHVR= 0.33±0.2
HA
70
60
60
50
50
50
40
30
VE (l/min)
60
VE (l/min)
VE (l/min)
70
40
30
30
20
20
10
10
10
95
90
85
80
0
100
75
95
85
80
0
100
75
35
30
30
30
25
25
25
15
10
0
100
VE (l/min)
35
20
20
15
95
90
85
SO2 (%)
VEi= 11.8±4.2
5
80
75
0
100
95
90
85
SO2 (%)
85
80
75
20
15
10
10
VEi= 9.1±3.5
90
SO2(%)
35
5
95
SO2 (%)
VE (l/min)
VE (l/min)
SO2 (%)
90
AHVR= 0.35±0.2
40
20
0
100
CMS
80
VEi= 13.6±4.4
5
75
0
100
95
90
85
80
75
SO2 (%)
León-Velarde et al., JAP 94:1269, 2003
Respuesta ventilatoria a la hiperoxia (n=25).
SL
50
HA
CMS
VE (l/min)
40
30
20
10
200 Torr
52.5
52.5
0
0
10
20
30
40
Time (min)
León-Velarde et al., JAP 94:1269, 2003
Respuesta Ventilatoria a la dopamina (DP) y a la
somatostatina (ST) (n=25).
DP vs ST 100 Torr SL
DP vs ST 52.5 Torr
HA
VE (l/min)
30
20
10
0
0
10
20
20
10
0
30
0
10
20
30
Time (minutes)
DP vs ST 52.5 Torr
DP
CMS
30
ST
VE (l/min)
VE (l/min)
30
20
10
León-Velarde et al.,
JAP 94:1269, 2003
0
0
10
20
30
Contribución del quimioreflejo periférico a un
PETO2 = 52.5 Torr (n=25).
Dopamine, 3 μg/kg/min
Somatostatine, 0.5 mg/h
20
VE (pre DP-post DP),
l/min
15
10
5
15
10
5
0
0
SL-EU
SL-HX
HA
SL-EU
CMS
Reduction of SaO2 associated with
the reduction of PO2
Gp*(SaO2(200)-SaO2(52.5),
l/min
VE (pre DP-post DP),
l/min
20
20
15
10
5
0
SL
HA
CMS
SL-HX
HA
CMS
Efecto de la domperidona (inhibidor del
receptor D2 de dopamina) en la respuesta
ventilatoria a la hipoxia aguda
HA
SL
CMS
SAHVR (l/min/%)
2.0
1.6
1.2
0.8
0.4
0.0
pre-DP
post-DP
León-Velarde et al., Health and Height, 2003.
2da controversia
La atenuación de la
respuestaventilatoria
es reversible?
Respuesta ventilatoria aguda en sujetos de altura que viven a NM
SL
Ve (l/min)
75
50
25
50
25
0
0
1
2
3
4
5
6
0
7
1
2
3
4
5
6
7
8
Time (minutes)
40
Ve (l/min)
VE (l/min)
75
30
20
10
0
0
1
2
3
4
5
6
7
Time (minutes)
Gamboa, A., et al. J. Appl. Physiol. 94:1255-1262, 2003
Respuesta ventilatoria aguda en re-aclimatación a la altura
de sujetos de altura que viven a NM
SL
40
35
30
25
SL
1
2
3
4
PET CO2 -air- (Torr)
PETCO2 -air- (Torr)
45
PETCO2 -air- (Torr)
45
45
40
35
30
25
SL
5
1
2
3
4
HA
40
35
30
25
SL
5
1
2
Days at altitude
Days at altitude
3
4
5
Days at altitude
4
3
2
1
0
5
SAHVR (l/min/SaO 2)
SAHVR (l/min/%SaO 2)
SAHVR (l/min/%SaO 2)
2.5
5
4
3
2
1
1
2
3
Days at altitude
4
5
1.5
1.0
0.5
0.0
0
SL
2.0
SL
1
2
3
Days at altitude
4
5
SL
1
2
3
Days at altitude
4
5
Depresión ventilatoria en nativos de altura que viven a NM
SL
20
10
0
10
20
30
40
30
VE (l/min)
VE (l/min)
30
HAT-HX
HAT-EU
20
10
0
0
10
20
Time (minutes)
30
40
3ra controversia
Cuál es el origen de la atenuación?
Es adaptativa?
Respuestas a la hipoxia crónica
Andinos Tibetanos Etiopes
•
•
•
•
Vol. pulmonar
RVH y ventilación
[Hb]Hb-O2
Saturation(SaO2)
>
<
>
>
>
>
<
=
>
?
<
>
A una < VE, los nativos de origen Quechua presentan
una > SaO2
Brutsaert, T.D., et al. Am J Physiol 289(1):R225-234, 2005
“Mal de Montaña Crónico (MMC) o
Enfermedad de Monge.”
•
Términos históricos:
Policitemia o eritrocitosis excesiva de altura,
eritrocitosis excesiva, eritrocitosis
patológica de altura.
•
- Definición de la enfermedad:
Es un síndrome clínico que se caracteriza
por una eritrocitosis excesiva (Hb mujeres
> 19 g/dl; Hb hombres > 21 g/dl ), severa
hipoxemia y en algunos casos
hipertensión pulmonar severa o
moderada.
Características respiratorias en el
MMC
• Los nativos de altura (HA) residentes de
altura respiran mas profundo y tienen un
PETCO2 más bajo que los nativos residentes
de nivel del mar .
• Los enfermos con MMC son relativamente
hipóxicos e hipercápnicos comparados con
los nativos de altura (HA)
Variables diagnósticas en nativos normales de
altura (HA) y nativos con MMC (4,540 m)
HA
Hb, g/dl
No. RBC, mill/mm3
Hct, %
SaO2, %
PACO2, mm Hg
HCO3-, mM/l
pH, arterial
20.8
6.2
59.9
81.4
32.5
20.9
7.43
CMS
20.8 –
6.5 –
55.0 –
59.6 –
35.0 –
23.4 –
7.39 –
28.4
10.0
93.8
80.0
45.6
28.4
7.46
Monge M. y Monge C, 1966
Mal de Montaña Crónico
31/01/2006
Cianosis marcada. Hcto: 78%
Respuesta de los
quimioreflejos centrales y
periféricos al CO2 en el MMC
Sensibilidad ventilatoria al CO2 usando una MFBS
con golpes de 8 Torr de diferencia en el PETCO2.
PETO2 = 100 Torr
PETO2 = 52.5 Torr
tiempo (min)
Fatemian et al., JAP 94:1279, 2003
Sensibilidad quimiorefleja al CO2 usando el modelo de
Secuencia Múltiple de Multifrecuencia (MFBS).
(Gp=periférica; Gc=central; Tc=constante de tiempo)
4
Gc, l/min/Torr
3
2
3
2
1
1
0
0
SL
SL
100 Torr 52.5
HA
SL
CMS
SL
HA
CMS
300
*
Tc, sec
Gp, l/min/Torr
4
200
100
0
SL
SL
HA
CMS
Fatemian et al.,
JAP 94:1279, 2003
Variables respiratorias en sujetos con MMC (n=9)
- 3 semanas con acetazolamide (ACZ) - .
PETCO2
PETO2
58
PETO2, Torr
30.0
*
27.5
25.0
*
56
54
52
50
22.5
Pre-P
48
Post-P Pre-ACZ Post-ACZ
Pre-P
SaO2
ACZ 250mg/day
*
95
90
85
80
75
Pre-P
Post-P Pre-ACZ Post-ACZ
ACZ 250mg/day
Post-P Pre-ACZ Post-ACZ
ACZ 250mg/day
100
SaO2, %
PETCO2, Torr
32.5
Respuesta ventilatoria aguda al CO2 en sujetos
con MMC (n=9) – 3 semanas con ACZ - .
Placebo
250 mg/day ACZ
VE (l/min)
30
20
10
0
25.0
27.5
30.0
32.5
35.0
20
10
0
25.0
37.5
27.5
PETCO2 (Torr)
30.0
32.5
35.0
37.5
PETCO2 (Torr)
500 mg/day ACZ
30
Pre-ACZ
VE (l/min)
VE (l/min)
30
Post-ACZ
20
10
0
25.0
27.5
30.0
32.5
PETCO2 (Torr)
35.0
37.5
Conclusión
-
Los factores que determinan una mayor atenuación de la
respuesta ventilatoria a la hipoxia están relacionados a
diferencias tan sólo marginales de la capacidad ventilatoria a
nivel periférico. Esta tendría un componente más central.
-
La atenuación de la respuesta ventilatoria a la hipoxia aguda (26 min) es reversible a nivel del mar. La atenuación de la
respuesta ventilatoria a la hipoxia prolongada (7-20 min) es
irreversible.
-
La atenuación de la respuesta ventilatoria a la hipoxia
prolongada está asociada a la etnicidad y/o al tiempo de
evolutivo en la altura.