INTRODUCCIÓN

La adaptación a la gran altura conlleva cambios evolutivos selectivos que implican múltiples y desafiantes respuestas adaptativas, y una de ellas tiene que ver con la hipoxia por baja presión barométrica. Los andinos nativos de Bolivia han habitado altitudes entre 3000-5000 metros sobre el nivel del mar desde hace aproximadamente 14 000 años y han desarrollado fenotipos eritroides diferentes en relación con otras poblaciones que viven a gran altitud ^(1,2).

Si bien los andinos bolivianos han desarrollado adaptaciones genéticas relacionadas con la regulación de la eritropoyesis ⁽³⁾, aún enfrentan condiciones de eritrocitosis, y los de relevancia clínica suelen ser la Eritrocitosis Patológica de Altura (EPA), la Eritrocitosis Secundaria (ES) y la Policitemia Vera (PV) ⁽⁴⁾. En ello, ya sea en circunstancias de adaptación o en condiciones de eritrocitosis, se suscitan cambios relacionados con la respuesta a la hipoxia -característica ineludible de los habitantes en la altura- que involucran variaciones en la hemoglobina, la saturación de oxígeno (SpO2), la presión parcial de oxígeno (P50) y el lactato. Tales variaciones, además, pueden diferir entre los andinos a diferentes altitudes.

La saturación de oxigeno periférico (SpO2) se mide con la oximetría de pulso, ampliamente utilizada para la evaluación de la adaptación de personas a elevadas altitudes. Pese a que otros factores pueden afectar la precisión de la oximetría de pulso, independientemente del tipo de oxímetro que se emplee para medir la SpO2, esta continua siendo un instrumento eficaz y valedero para estudios en grandes alturas ^(5,6).

A su vez, la presión de oxígeno al 50 % de saturación de hemoglobina (P50) refleja el grado de descarga de oxígeno periférico y la oxigenación tisular, esto depende de la afinidad del oxígeno por la hemoglobina e identifica el desplazamiento de la curva de disociación de oxígeno. Los analizadores de gases en sangre se usan comúnmente para obtener valores de P50 a través de cálculos y análisis complejos ⁽⁷⁾; estos valores están mediados por diversas variables como el pH, la temperatura, la PaCO2 y la concentración 2,3-difosfoglicerato. En condiciones normales, la P50 es de 25,1 ± 1,3 mmHg, con una ligera diferencia entre sexos (mujeres 26,0 ± 1,0 mmHg vs. hombres 24,3 ± 0,9 mmHg; p = 0,001) ⁽⁸⁾. Una P50 baja indica una mayor afinidad del oxígeno y, una P50 alta una disminución de la afinidad.

Respecto del lactato, este constituye el producto final del proceso metabólico de la glicolisis, su producción es el resultado de la respiración anaerobia y, generalmente, su incremento se considera un estado de alteración en la salud relacionado con diversas etiologías ⁽⁹⁾. Las células en un ambiente hipóxico, con aporte inadecuado de oxígeno, ocasionan un incremento de la concentración de lactato en sangre. Un estudio rutinario de la dosificación de lactato en sangre venosa tiene base en estudios que reportan una correlación entre la concentración de lactato en sangre arterial y venosa ^(10,11). En condiciones normales de salud, el lactato es producido en alrededor del 15 a 30 mmol/kg/día con niveles en sangre entre 0,5 y 1,0 mmol/L ⁽¹²⁾.

De este modo, tanto la condición de adaptación como la de eritrocitosis conlleva cambios importantes en la hemoglobina, SpO2, P50 y lactato; por lo que, resulta de interés indagar sobre los cambios significativos entre los andinos que viven en diferentes altitudes, así como, las modificaciones existentes frente a aquellos con eritrocitosis.

MATERIAL Y MÉTODOS

Se realizó un estudio descriptivo transversal de tipo prospectivo. Se recolectó muestras de sangre venosa periférica de nativos andinos bolivianos nacidos a 4000 m.s.n.m. (n=124), pero con radicatoria en altitudes diferentes (400 m, 4000 m, 5000 m); asimismo, de aquellos con eritrocitosis patológicas: eritrocitosis patológica de altura (EPA), eritrocitosis secundaria (ES) o policitemia vera (PV). Adicionalmente, se recolectó muestras de sangre de europeos (n=11) con residencia en la altura desde hace 5 años, a 4000 m.

Se realizó estudios de hemograma, oximetría de pulso y gasometría. El hemograma fue realizado mediante contador automático (ABX micro ES 60, Francia), el estudio de saturación de oxígeno con oxímetro digital (Model 8500, Plymouth, USA), las concentraciones P50 y lactato fueron obtenidos mediante un gasómetro portátil (i-STAT 1, Abbott, Estados Unidos). La P50 se calculó utilizando una fórmula descrita por Lichtman ⁽¹³⁾. Asimismo, se realizó un diagnóstico diferencial entre habitantes sanos y pacientes con eritrocitosis patológicas.

La sistematización de datos y análisis estadísticos se realizaron empleando el programa Microsoft Excel versión 16.23.

RESULTADOS

Del total de muestras recolectadas (n=124), 21 (10 mujeres, 11 varones, edad media 47) correspondieron a andinos nacidos a 4000 m, pero con radicatoria a nivel del mar (400 m), 43 (6 mujeres, 37 varones, rango de edad 36-68) a andinos residentes a 4000 m, y 60 (17 mujeres, 43 varones, rango de edad 31-43) a andinos residentes a 5000 m. De las 11 muestras adicionales provenientes de europeos radicando a 4000 m, 3 correspondieron a mujeres y 8 a varones (edad media 43).

Niveles de hemoglobina, saturación de oxígeno, P50 y lactato a diferentes altitudes

Los niveles de hemoglobina (Hb), saturación de oxígeno (SpO2) y P50 reflejaron distintas variaciones a diferentes altitudes. Los habitantes andinos sanos, comparados entre ellos a distintas altitudes, reflejaron aumento en los niveles de Hb al ser mayor la altitud (p: 0,001); mientras tanto, la SpO2 (p: 0,001) y la P50 (p: 0,001) mostraron una disminución al ser mayor la altitud; no se observó variaciones en el lactato (Cuadro 1). Los sujetos europeos a 4000 m, en relación con los habitantes andinos a la misma altitud, mostraron niveles más altos de Hb (p: 0,01), sin variaciones en SpO2 y P50, pero un aumento significativo de lactato (p: 0,001) (Cuadro 2).

Niveles de hemoglobina, saturación de oxígeno, P50 y lactato en andinos con eritrocitosis patológicas

Los niveles de hemoglobina, saturación, P50 y lactato reflejaron variaciones según el tipo de eritrocitosis. Al comparar sujetos sanos y pacientes con eritrocitosis (EPA, ES, PV), residentes a 4000 m, estos últimos presentaron niveles de Hb más elevados (p: 0,001), un SpO2 disminuido (p: 0,001), sin variaciones en P50, pero un aumento de lactato en pacientes con EPA y ES (p: 0,01) (Cuadro 3). De forma similar, los pacientes con eritrocitosis (EPA o ES) a 5000 m, en relación con sujetos sanos a la misma altitud, reflejaron aumento de Hb (p: 0,001), disminución de SpO2 (p:0,01), P50 sin variaciones y aumento de lactato (p:0,01) (Cuadro 4).

Los andinos sanos y aquellos con eritrocitosis patológicas (EPA, ES), que viven a 5000 m presentaron diferencias en la concentración de hemoglobina y saturación de oxígeno, mientras que la P50 fue similar. Llamó la atención el incremento del lactato en pacientes con eritrocitosis patológicas (Cuadro 4).

DISCUSIÓN

Las diferencias de las concentraciones de hemoglobina, saturación de oxígeno, P50 y lactato son variables relacionadas con la adaptación metabólica a diferentes presiones barométricas. La influencia de la altura da lugar a cambios fisiológicos expresados en variaciones de metabolitos productos del metabolismo celular. Estas variaciones son observables en los andinos bolivianos con radicatoria a diferentes altitudes, como expresión de un reajuste metabólico que les permite vivir en la altura ⁽¹⁴⁾.

Los nativos andinos de Bolivia nacidos a 4000 m, pero con radicatorias en diferentes altitudes tienen variaciones en cuanto a los fenotipos hematológicos. A medida que la altura es mayor, la hemoglobina incrementa, mientras que las concentraciones de SpO2 y P50 disminuyen, sin cambios relevantes en el lactato, datos similares en los diferentes grupos de andinos sanos. Por otra parte, en los sujetos con eritrocitosis patológicas, las concentraciones de hemoglobina están incrementadas, pero sin diferencias significativas entre aquellos a 4000 o 5000 m; tampoco se observa diferencias en la P50, pero lo llamativo reside en la disminución considerable de la saturación de oxígeno, especialmente en pacientes con eritrocitosis secundaria, y el incremento de lactato, sobre todo en los eritrocíticos a 5000 m. Adicionalmente, los andinos tienen menor concentración de hemoglobina en relación a los europeos en grandes altitudes, y la característica más llamativa en europeos concurre al incremento de lactato como una expresión de un metabolismo no adaptado.

Según lo esperado, los resultados de nuestro estudio corroboran lo reportado por otros autores donde indican que las concentraciones de hemoglobina se incrementan ^(15,16) y la saturación del oxígeno disminuye ⁽¹⁷⁾ a medida que aumenta la altitud.

Ahora bien, en condiciones de normoxia o hipoxia moderada, una P50 elevada es ventajosa, pero en entornos de hipoxia más severa o demandas metabólicas aumentadas, converge ventajosa una P50 baja ⁽¹⁸⁾. Dicho de otro modo, el incremento de la afinidad Hb-O2 contribuye a mejorar el metabolismo, fundamentado en un estudio realizado en animales (mamíferos y aves)⁽¹⁹⁾, lo cual proporciona evidencia de la adaptación de nativos a gran altitud. El aumento de la afinidad de Hb-O2 aumenta la carga de O2 arterial favoreciendo así la transferencia hacia los tejidos periféricos⁽²⁰⁾. La hemoglobina humana no está genéticamente adaptada a gran altura; sin embargo, las especies de animales nativas adaptadas a gran altitud (gansos cabeza de barra y conejillos de india) tienen aparentemente una P50 más baja que sus contrapartes del nivel del mar^(21,22). Por lo que, los andinos nativos de altitudes probablemente se encuentran en vías de adaptación con la disminución del P50, como reflejarían nuestros resultados.

Respecto del lactato, se ha descrito que el haplotipo EPAS1 (HIF 2a) está asociado con niveles de concentración de lactato y una menor oxidación de glucosa, asimismo que EPAS1 es necesaria para el cambio a metabolismo anaerobio ⁽²³⁾. De manera analógica, las personas con policitemia de Chuvash, un trastorno autosómico recesivo con niveles elevados de HIF, exhiben niveles de lactato más altos que los individuos normales durante periodos de ejercicio físico, lo que ilustra el papel regulador metabólico de HIF en condiciones de ejercicio⁽²⁴⁾. Las concentraciones de ácido láctico de los andinos habitantes a 400, 4000 o 5000 m en torno a concentraciones normales, en contraste con los niveles incrementados en europeos a 4000 m, reflejarían una adaptación metabólica de la glucosa en los andinos.

En conclusión, la adaptación a la hipoxia representa un sello distintivo de la supervivencia de los humanos a grandes altitudes. Las variaciones fenotípicas observadas en andinos a diferentes altitudes constituyen la expresión de una adaptación parcial de los andinos a la altura.