Los extremos de la presión barométrica.

Los extremos de la presión barométrica

Jane E Risdall

David P Gradwell

Abstract

Ascenso a la altitud elevada, lograda comúnmente a través del vuelo, subiendo o permaneciendo en regiones altas, expone al individuo a una menor presión ambiental. Aunque hay manifestaciones físicas de esta la exposición como consecuencia de la Ley de Boyle, el principal desafío fisiológico  es de hipoxia hipobárica. Las respuestas de adaptación fisiológicas agudas y a largo plazo de los sistemas cardiovascular, respiratorio, hematológico y los sistemas neurológicos a altitud se describen, junto con un esquema de la presentación y gestión de mal agudo de montaña, edema pulmonar de altitud y edema cerebral de altitud. Mientras millones experimentan exposiciones modestas a la altitud como resultado de vuelo en aviones a presión, un menor número de personas están expuestas a una mayor presión ambiental. Los cambios de presión durante el buceo y exposiciones hiperbáricas  resultan en mayores cambios en la carga de gas y la toxicidad del gas. Efectos fisiológicos incluyen las consecuencias del aumento del trabajo respiratorio y la redistribución de volumen circulante. Manifestaciones neurológicas pueden ser el resultado directo de la presión o una consecuencia de la toxicidad de gas en profundidad. El aumento de las cargas de gas de tejidos pueden resultar en una enfermedad de descompresión a su regreso a la superficie o subsecuente a su ascenso en vuelo.

Palabras clave: aclimatación; mal agudo de montaña; enfermedad de descompresión; exposición hiperbárica; hipoxia hipobárica; toxicidad de gas inerte.

La mayor parte de la población mundial vive cerca del nivel del mar. Cambios meteorológicos en la presión ambiental tienen poco efecto en la fisiología respiratoria. Aunque la adaptación a gran altitud se observa en las personas que viven por períodos prolongados a 3000 m o más sobre el nivel del mar, millones de personas están expuestas de forma aguda a los cambios en la presión ambiental como consecuencia de vuelo en los aviones. Algunos están expuestos a cambios más sustanciales en la presión por subidas extremas comprometedoras o por medio de buceo a profundidad.

Objetivos de aprendizaje

Después de leer este artículo usted debe ser capaz de:

• Comprender los efectos físicos de los cambios en la presión ambiental y las consecuencias fisiológicas sobre los sistemas cardiovascular respiratorio y neurológico.

• Ganar la conciencia de que la exposición a la presión ambiental reducida produce mas efectos agudos y crónicos, con diferentes signos, síntomas y tiempo de inicio a distintas alturas

• Estimular la conciencia de los efectos tóxicos de los gases “inertes” en el aumento de las presiones ambientales y la patogenia y manejo de la enfermedad por descompresión.

Gran altitud - baja presión

La presión barométrica disminuye exponencialmente en ascenso. Como la presión desciende, aumentan los volúmenes de gas y por lo tanto un volumen fijo de gas contiene menos moléculas. Por lo tanto, aunque el porcentaje de oxígeno en el aire se mantiene constante en 20,9%, la presión parcial de oxígeno en el aire inspirado cae progresivamente. Esto causa una reducción en el gradiente de presión de oxígeno del gas inspirado a los tejidos y, por tanto, a la sangre venosa mixta (Figura 1). Por lo tanto el ascenso a la altitud es un procedimiento específico, hipobárico, la causa de la hipoxia hipóxica.

Volar dentro de una cabina normal, a presión de una  aeronave comercial es equivalente a ascender a 2500 m (8000 pies) y esta asociada con una reducción en la presión barométrica de 25%. Ascender a 4000-5000m (15,000-16,500 pies) induce hipoxia de un grado tal como para estimular la hiperventilación, procesos mentales lentos, alteran el aprendizaje y la memoria y reducen la coordinación. Sin embargo, el deterioro de la visión nocturna ha sido reportada a alturas tan bajas como 1.500 m. Ascender a altitudes superiores a 5000 m resultará en la pérdida progresivamente más rápida de conciencia. Los estudios han demostrado que los individuos expuestos a una altitud de 7.600 m (25.000 pies) por 4-5minutos  dejará de ser capaz de actuar de manera racional para corregir su situación. Este intervalo se describe como el tiempo de la conciencia útil. El tiempo de la conciencia útil se reducirá a 9.000 m (30.000pies) a 2,5 minutos y sólo 1 minuto a 10.500 m (35.000 pies).

Sistema Respiratorio

Consumo de oxígeno: oxigenación normal es dependiente de la adecuada ventilación alveolar. Cuando el PO2 alveolar es normal hay una rápida difusión de moléculas de oxígeno a través de la membrana alveolar-capilar en las células rojas de la sangre (eritrocitos) y luego en combinación con la hemoglobina. En reposo, el curso temporal para el tránsito de un RBC a través de un capilar pulmonar es del orden de 0,75 segundos. En el nivel del mar, el aire para respirar, dentro de los 0,25 segundos la tensión de oxígeno en la sangre dentro del capilar que se aproxima se encuentra dentro de los alvéolos. Sin embargo, en la altura la PO2 alveolar es reducida así la velocidad de aumento de la tensión de oxígeno dentro del capilar la sangre es más lenta al nivel del mar. En reposo, el tiempo de tránsito capilar es todavía suficiente para permitir que la tensión de oxígeno se aproxime dentro de los alvéolos, pero cuando el tiempo de tránsito se reduce en ejercicio habrá un marcado empeoramiento de cualquier hipoxia hipobárica (Figura 2).

Respuesta ventilatoria a la hipoxia: en la mayoría de los individuos la hipoxia induce un aumento de la ventilación. Aunque esto aumenta el trabajo respiratorio y la demanda de oxigeno hay una caída general en el PCO2 arterial  y un aumento en la PO2 arterial. Este hipoxia induce  una respuesta ventilatoria mediada a través de los cuerpos de aorta y carótida. La falla asociada a la PaCO2 y de la alcalosis respiratoria consiguiente, actúa centralmente como un depresor respiratorio, la creación de un conflicto en respuesta, el resultado refleja el equilibrio entre las dos influencias. El control respiratorio comúnmente es más sensible a cambios en la PaCO2 y una reducción aguda de la PaO2 no induce una respuesta respiratoria hasta que la tensión de oxígeno cae a 6-6.7kPa (45e50 mmHg). Por debajo de este nivel de hipoxia induce un aumento rápido en la ventilación, ejerciendo un efecto más fuerte que la caída de PaCO2 o concentración de iones de hidrógeno.

La respuesta a la exposición aguda a la altitud se ve alterado en aquellos que tienden a aclimatarse. El curso temporal de aclimatación varía, pero los cambios más importantes se encuentran en el sistema cardiorrespiratorio y en la composición de la sangre. Durante un par de días en la altura, la alcalosis respiratoria es corregida por el aumento en excreción de bicarbonato, la restauración de pH hacia lo normal. También hay un aumento en la sensibilidad del centro respiratorio a PaCO2, por lo que a pesar de las tensiones del dióxido de carbono bajos en la sangre, se mantiene la ventilación superior. También hay una policitemia secundaria de modo que más oxígeno es llevado por el sangre.

Oxihemoglobina: al respirar el aire a nivel del mar, aproximadamente 98,5% del oxígeno transportado en la sangre se combina con hemoglobina. La forma de la curva de disociación significa que las variaciones moderadas en PaO2 tienen relativamente poco efecto sobre la saturación de la hemoglobina y por lo tanto en el contenido de oxígeno de la sangre. Cuando la tensión de oxígeno cae significativamente, a altitudes superiores a 3.000m (10.000 pies), el oxígeno se disocia más fácilmente a partir de la hemoglobina y la entrega de oxígeno a los tejidos se ve comprometida. La presencia de una proporción significativa de la hemoglobina reducida en la sangre arterial da lugar a cianosis en la altura.

En altura, la baja PaCO2 mueve la curva de disociación de oxihemoglobina de la izquierda. Sin embargo, un aumento de 2,3-difosfoglicerato, se mueve hacia la derecha, pero el efecto de la alcalosis predomina.

Las respuestas cardiovasculares

La frecuencia cardíaca: la frecuencia cardíaca aumenta con la exposición aguda a altitudes por encima de 2000-2500 m (6000-8000 pies). En 4500 m (15.000 pies) la tasa es de aproximadamente 10-15% por encima del nivel de reposo al nivel del mar y aproximadamente el doble en reposo en 7.500 m (25.000 pies).

El volumen sistólico: volumen sistólico se mantiene sin cambios al principio, pero

con la aclimatación a la altitud el volumen sistólico se reduce.

Presión arterial: la presión arterial media se mantiene sin cambios en la exposición a la altitud. La presión sistólica por lo general se eleva y hay una reducción global de la resistencia periférica, con un resultante aumento de la presión del pulso.

El gasto cardíaco: ya que los aumentos de la frecuencia cardíaca y accidente cerebrovascular volumen es sin cambios, aumenta el gasto cardíaco en la exposición aguda a la altitud en proporción al aumento de la tasa. Con una posterior reducción del volumen sistólico el gasto cardíaco disminuye. Individuos bien aclimatados demuestran una relación normal entre producción cardiaca y carga de trabajo pero en la exposición inicial a la altitud se observa una respuesta exagerada al ejercicio. El desarrollo de un grado de policitemia puede ser el medio por el cual el aporte de oxígeno más normal a los tejidos se restaura con la aclimatación.

...