MORFOFISIOLOGÍA II FISIOLOGÍA RESPIRATORIA IV MEDICINA HUMANA Dr. FERNANDO NAMUCHE 2022-II DEBATE EN GRUPOS: 1.- RESPECTO A LA ALTURA, SE PRODUCEN CAMBIOS: MENCIONE USTED QUE CAMBIOS AGUDOS SE PRESENTAN. 2.- MENCIONE USTED QUE CAMBIOS CRÓNICOS: ENDOCRINOS EXISTEN 3.- MENCIONE USTED QUE CAMBIOS CARDIOVASCULARES HAY 4.- MENCIONE QUE CAMBIOS EN EL TRANSPORTE DE GASES HAY TEMA, SEGÚN SÍLABO • Fisiología de la aviación, grandes alturas, el espacio y el buceo Grandes alturas • La presión atmosférica y la densidad del aire disminuyen con la altura. • La composición química de la atmosfera es prácticamente uniforme hasta una altitud de mas de 20 000 m. el aire que respiramos es constante a cualquier altitud y esta compuesto por 79.04% de nitrógeno, 20.94% de oxigeno y pequeñas cantidades de otros gases. Adaptación a la altitud • Las consecuencias fisiológicas de la hipoxia de la altitud dependerán del tipo de exposición a la misma: - Rápido (subida en vehículo) - Lenta (montañismo) - Aguda de inicio (despresurización en cabina de avión, fallo de un aparato respirador) - Crónica (residencia en altitud). • Al principio de la exposición el organismo se acomoda poniendo en marcha mecanismos de compensación respiratorios (hiperventilación) y cardiacos (taquicardia), con el paso del tiempo se van desarrollando mecanismos fisiológicos de adaptación (policitemia, etc.) que llevan a la aclimatación del individuo a una determinada altitud. Todos estos mecanismos permiten aumentar la eficacia de captación y utilización del oxigeno en un medio en el que éste se halla reducido. Adaptación a la altitud • Cuando se alcanza la aclimatación, se produce un nuevo equilibrio fisiológico, pero mientras tanto, sobre todo si se asciende rápido, las reacciones del organismo se desbordan y el equilibrio fisiológico se rompe momentáneamente, produciéndose el denominado “mal agudo de montana” que si es extremo lleva a sus formas graves, como los edemas pulmonar o cerebral de la altitud. Mecanismos respiratorios • El gradiente de presión para el oxÍgeno entre el aire inspirado y la sangre venosa mezclada en reposo es aproximadamente de 110 mm Hg (14.63 kPa) a nivel del mar, mientras que a 5500 m es de unos 50 mm Hg (6.65 kPa). • En las mitocondrias la presión de oxigeno es aproximadamente de 10 mm Hg (1.33 kPa) a nivel del mar y a 5500 m. se reduce a la mitad. Respuesta ventilatoria a la hipoxia de la altitud • El incremento de la ventilación es el mecanismo fisiológico más inmediato de acomodación a la altitud. • En reposo la hipoxia arterial provoca únicamente un pequeño estÍmulo de la respiración. No obstante, durante el ejercicio físico aumenta mucho mas, llegándose a medir volúmenes minuto respiratorios de 200 L/min durante el ejercicio máximo a grandes altitudes. Esta respuesta ventilatoria se produce por el mecanismo reflejo clásico de los quimiorreceptores periféricos. Respuesta ventilatoria a la hipoxia de la altitud • En altitud, los cambios en los gases arteriales tienen repercusión sobre la circulación cerebral. La hipoxemia induce vasodilatación cerebral, mientras que la disminución de la pCO2 produce el efecto contrario, (vasoconstricción). • El efecto de la vasodilatación por la hipoxemia predomina sobre la vasoconstricción por la hipocapnia. • De todas formas, el incremento del flujo cerebral que se genera es transitorio. Se produce durante aproximadamente los 3 primeros días en altitud seguido de un retorno progresivo a los valores iniciales. Difusión del oxígeno entre el alvéolo y el capilar pulmonares • En relación a la capacidad de difusión del oxigeno en condiciones de hipoxia, la situación es controvertida. • Algunos autores indican que no cambia o que aumenta ligeramente después de la llegada a las grandes alturas, mientras que otros describen una disminución de la misma. • De todas formas, la difusión del oxigeno a través de la membrana respiratoria es más lenta en la altitud porque la diferencia de presiones parciales de este gas entre el aire alveolar y la sangre venosa es menor que a nivel del mar (60-64 mm Hg a nivel mar; 12-14 mm Hg en el Everest). Difusión del oxígeno entre el alvéolo y el capilar pulmonares • Después de la aclimatación a la altura, el intercambio de gases mejora debido esencialmente a la disminución del gasto cardiaco para una misma carga de trabajo, lo cual representa un aumento del tiempo de tránsito del hematíe en el capilar pulmonar y en consecuencia, mayor posibilidad de oxigenación. Transporte sanguíneo e intercambio periférico de gases respiratorios • En condiciones normales, el pH de la sangre tiende a ser constante (7.4), manteniéndose una proporción adecuada entre el CO2 y los iones bicarbonato. • En altitud la hiperventilación genera alcalosis respiratoria, y desplaza a la izquierda la curva de disociación de la hemoglobina, y que esta puede ser compensada mediante eliminación renal de iones bicarbonato. • La aclimatación también aumenta la hemoglobina debido a la eritropoyesis inducida por la hipoxia. Transporte sanguíneo e intercambio periférico de gases respiratorios • Por encima de los 6500 msnm , la hipoxia dificulta notablemente la excreción de iones bicarbonato por los riñones de manera que los individuos que sobrepasan, se encuentran habitualmente en alcalosis respiratoria no compensada que puede ser sorprendentemente alta. Transporte sanguíneo e intercambio periférico de gases respiratorios • Con el tiempo, otra importante adaptación que tiene lugar en altitud es el desplazamiento a la derecha de la curva de disociación de la hemoglobina, que se traduce en una disminución de su afinidad por el oxigeno, favoreciendo la liberación de este oxigeno a los tejidos. • Esta adaptación se atribuye al aumento de la concentración de 2,3-DPG (ácido 2,3-bisfosfoglicérico) intraeritrocitario durante la estancia en altitud. Este compuesto puede aumentar desde 5.5 mmol/L a nivel del mar, hasta 7.2 mmol/L en la cima del Everest (aumenta liberación de O2 de la hemoglobina). Transporte sanguíneo e intercambio periférico de gases respiratorios • En los primeros momentos de exposición a la hipoxia de la altitud, la alcalosis y la hipocapnea generada por la hiperventilación son beneficiosos porque aumentan la capacidad de fijación del oxígeno por la hemoglobina. Después de varios días, la alcalosis se compensa por los mecanismos renales pero ya se han ido produciendo otros mecanismos de la aclimatación, como el aumento de los glóbulos rojos y del 2,3-DPG, entre otros. Respiración durante el sueño en altitud • La somnolencia, el insomnio y los despertares nocturnos son trastornos que se dan muy frecuentemente cuando una persona sobrepasa los 3500 m de altitud. Al dormir a esas altitudes, hay un cambio en las fases del sueño, con un incremento del sueño ligero y una disminución del sueño profundo, con reducción de las ondas lentas y de la fase REM. • Aparece un tipo de respiración periódica, tipo Cheyne-Stokes, con alternancia de fases de hiperventilación con otras de disminución (hipopnea) o supresión (apnea) de la respiración. Las apneas centrales (ausencia de flujo oro nasal y de movimientos torácicos y abdominales) son las que caracterizan la respiración durante el sueno en altitud. • Este tipo de respiración es muy frecuente en los individuos que se desplazan a la altitud, siendo menos común en los habitantes nativos. Otros mecanismos de adaptación a la altitud Cardiocirculatorios • En la exposición aguda a la hipoxia se produce un aumento de la actividad simpática, con elevación de la frecuencia y el gasto cardiacos que mejora la perfusión pulmonar y tisular y, por tanto, la fijación del oxigeno en los pulmones y su cesión a los tejidos. • El volumen de eyección sistólico varia poco en altitud. La presión arterial en reposo no se modifica por la exposición a la altitud. La prevalencia de la hipertensión arterial es menor en las poblaciones que viven en altitud que en las de las tierras bajas. • Por el contrario, en altitud se produce un importante aumento de la presión arterial pulmonar como consecuencia de la vasoconstricción pulmonar. En la exposición aguda a la altitud se produce un incremento transitorio del flujo sanguíneo cerebral y se considera que esta podría ser una de las causas del mal agudo de montana (cefaleas). Otros mecanismos de adaptación a la altitud Hematológicos • Al inicio de la estancia en altitud se produce una hemoconcentración debida a la movilización de reservas y depósitos sanguíneos de glóbulos rojos antiguos que vuelven a la sangre desde los tejidos donde iban a ser fagocitados. • Contribuyen a este fenómeno la liberación a sangre de reticulocitos que se estaban formando en la medula ósea y la disminución del volumen plasmático por la deshidratación que se da típicamente en estos medios. Por tanto, durante los primeros días en altitud hay un aumento relativo de eritrocitos y de hemoglobina. • Poco tiempo después, en respuesta a la hipoxia, los riñones secretan la hormona eritropoyetina que estimula la medula ósea incrementando la producción de glóbulos rojos y hemoglobina. Como consecuencia de estos aumentos, disminuyen el hierro en sangre y los depósitos de ferritina. Otros mecanismos de adaptación a la altitud Endocrinos y metabólicos • La exposición a las grandes altitudes tiene efectos significativos sobre varios sistemas endocrinos, con algunas consecuencias clínicas. • La estancia en altitud constituye una situación de estrés fisiológico y de demanda energética aumentada, especialmente si se realiza ejercicio físico. • Por tanto, los sistemas de adaptación fisiológica al estrés están activados. ACTH y cortisol están aumentados y permanecen así hasta un tiempo después del retorno a nivel del mar. Endocrinos y metabólicos • Hay un incremento de la actividad nerviosa simpática en general y de la liberación de catecolaminas de la medula adrenal en particular. La noradrenalina permanece elevada durante semanas, aunque la adrenalina regresa pronto a la normalidad. • La hipoxia disminuye la secreción de aldosterona, pero el ejercicio activa el sistema renina-angiotensina-aldosterona con la consiguiente retención de sodio y agua. Estos incrementos parecen ser mas importantes en los individuos que posteriormente desarrollan el mal agudo de montana. Endocrinos y metabólicos • Durante los primeros días de exposición a la altitud la función tiroidea también esta activada, pero aproximadamente a partir de la tercera semana la tirotropa (TSH) y las hormonas tiroideas retornan a la normalidad. • Como consecuencia del aumento de hormonas hipoglucemiantes, como la adrenalina, el cortisol y la hormona del crecimiento, en el ejercicio hipóxico aumentan la gluconeogénesis y el lactato y se movilizan las grasas, en comparación con el realizado en condiciones normóxicas. DEBATE EN GRUPOS: 1.- QUÉ ES EL MAL DE ALTURA Y QUE MANIFESTACIONES CLÍNICAS PRESENTAN 2.- QUIÉN FUE CARLOS MONGE Y CUAL EL SU RELACIÓN CON EL SOROCHE Trastornos de la adaptación a la altitud • El mal agudo de montana es una enfermedad benigna que aparece en muchos individuos como resultado del ascenso relativamente rápido a una altitud para la que no están aclimatados. • Los síntomas más característicos son dolor de cabeza, nauseas y vómitos, anorexia, agotamiento y trastornos del sueno. Suele desaparecer con la aclimatación, pero existen dos formas malignas de mal de montana que amenazan la vida y requieren tratamiento urgente, los edemas cerebral y pulmonar no cardiogénico de la altitud. DEBATE EN GRUPOS: QUÉ CAMBIOS HAY PARA LA ADAPTACIÓN EN LA INMERSIÓN FISIOLOGÍA DEL BUCEO FISIOLOGÍA RESPIRATORIA EN INMERSIÓN • La adaptación del hombre a la inmersión depende de las condiciones ambientales del medio acuático, que se caracteriza por cambios importantes de densidad, presión, temperatura y contenido de oxigeno. • Los pulmones no son capaces de asimilar el oxigeno disuelto en el agua, lo que obliga a adoptar diversos mecanismos de adaptación a la hipoxia, cuya misión fundamental es preservar los órganos nobles. Esto se consigue principalmente mediante cuatro mecanismos: 1. bradicardia de inmersión 2. vasoconstricción periférica 3. utilización de la mioglobina (hemoproteina muscular, parecida a la Hb, almacena y trasporta O2) 4. aumento del volumen pulmonar • 1. bradicardia de inmersión, al hacer mas lenta la circulación de la sangre y permitir un mejor aprovechamiento del oxigeno, disminuyendo al mismo tiempo su consumo, • 2. vasoconstricción periférica, en beneficio del área asplácnica, • 3. utilización de la mioglobina, cuya proporción es relativamente baja en el hombre, pero que en los mamíferos marinos es capaz de alojar hasta el 50% del oxigeno, • 4. aumento del volumen pulmonar, que condiciona en gran medida el tiempo de apnea, al permitir un intercambio gaseoso aceptable durante varios minutos. • En el hombre, estos mecanismos son poco eficaces, por lo que la actividad subacuática puede realizarse en tres modalidades, condicionadas a la función respiratoria. Modalidades subacuáticas condicionadas a la función respiratoria • La moderna tecnología de buceo permite permanecer bajo el agua durante periodos de tiempo prolongados y alcanzar profundidades importantes. Se han rebasado en la actualidad los 530 m, utilizando la técnica del buceo a saturación, cuya complejidad fisiológica supera con mucho la de los vuelos espaciales. #YoMeQuedoEnCasa
