Efecto de la altitud sobre el flujo espiratorio máximo (2000)

Peak Expiratory Flow in healthy people increases proportionally to the altitude above sea level. The explanation for this phenomenon is controversial, but the most accepted is based on the Poiseuille equation of laminar flow, where air density appears in the denominator. On the other hand, spirometric results obtained by several authors also differ. We consider that the phenomenon must have a biologically dependent factor, and the opportunity to investigate this hypothesis appeared when the Asociacion alpina de Mexico successfully climbed the Broad Peak of the Himalayas, which is 8047 m above sea level. Material and methods. A member of this expedition was equipped with a portable, fixed orifice spirometer in order to self-measure his Peak Expiratory Flow (PEF) at different altitudes above sea Efecto de la altitud sobre el flujo espiratorio maximo Vol. 13, No. 1 Enero marzo 2000 15 edigraphic.com level. Results: PEF increased from the measurement obtained in Mexico City, to its maximum value at the camp, 5100 m above sea level. Between this point and the summit, 8047 m above sea level, PEF no longer increased. During the descent, the PEF mirrored the ascending behavior, since it showed no important changes until the camp at 5100 m above sea level, after which it gradually decreased. Discussion and conclusions. Up to 5000 m above sea level, PEF is influenced by gas density, but above this altitude, the low partial pressure of inspired oxygen probably limits the PEF, because the energy requirement for this maneuver is not covered. ANTECEDENTES En la Republica Mexicana existen varias localidades con importantes nucleos de poblacion, situadas a mas de 2,000 metros sobre el nivel del mar (msnm)1. Consideramos que este reporte sera util a los neumologos, especialmente quienes manejan pacientes asmaticos que utilizan espirometros portatiles para su control, que practican alpinismo o simplemente que radican en poblaciones situadas en altitudes significativas sobre el nivel del mar. En Mexico existen varias agrupaciones que practican el alpinismo, entre ellas la Asociacion Alpina de Mexico, A.C., la cual decidio enviar una expedicion a la cumbre Broad Peak en la cordillera Karakorum del Himalaya. El Karakorum es una cadena montanosa originaria del periodo terciario ubicada en Asia Central y que se extiende al norte de Cachemira y de la India, entre el Valle del Indo y el Turquestan Chino. El Karakorum alcanza sus mayores altitudes en el Monte K2 a 8,611 msnm y en el Broad Peak a 8,047 msnm. El Broad Peak tiene tres cumbres y esta localizado en la Republica de Pakistan sobre el glaciar Godwin Austen, al sureste del Monte K2. Sus altitudes medidas fotogrametricamente son: 8,047 msnm, para la cumbre Sur, 8,016 msnm para la cumbre Central y 7,500 msnm para la cumbre Norte. Su nombre en lengua balti es Flacham Ri. Martin Conway la nombro Broad Peak en 1892, nombre que ha sido aceptado por todos los gobiernos incluyendo India y Pakistan. La Asociacion Alpina de Mexico, A.C., obtuvo el permiso reglamentario del Ministerio de Cultura y Turismo del Gobierno de Pakistan para realizar la expedicion a la cumbre Sur del Broad Peak la cual se integro con 11 alpinistas mexicanos. Se planeo el ascenso tipo clasico, es decir, empleando campamentos y sin oxigeno complementario. Apoyaron la expedicion 45 porteadores, un cocinero, dos correos, un sardar y un oficial de enlace. El grupo de alpinistas solicito al Departamento de Fisiologia del Instituto Nacional de Enfermedades Respiratorias (INER) de Mexico que se practicara valoracion funcional pulmonar a los integrantes de la expedicion como parte de su preparacion y, la autora de este reporte considero util aprovechar el ascenso de un alpinista del grupo a mas de 8,000 metros de altitud para investigar el comportamiento del flujo espiratorio maximo a medida que se incrementa la elevacion sobre el nivel del mar, pues existe el antecedente de que en la ciudad de Denver2, Ciudad de Mexico3-6 y en el Campamento Base de la expedicion britanica al Everest de 19947, situadas a 1,600, 2,240 y 5,300 msnm respectivamente, los valores ideales de referencia para los flujos espiratorios forzados son superiores a los de sujetos sanos correspondientes en edad, sexo y somatometria, registrados al nivel del mar. Por lo tanto, el flujo espiratorio forzado aumenta en personas sanas a medida que ascienden sobre el nivel del mar. Hay discrepancia en cuanto a la explicacion de este fenomeno, la mas viable se fundamenta en la ecuacion del flujo laminar de Poiseuille en la cual el valor de la densidad del aire aparece en el denominador. Por otra parte, tambien discrepan los resultados obtenidos por diversos autores, tanto en altitudes reales como en camaras hipobaricas8-10. Nosotros consideramos que ademas del factor densidad del gas, este comportamiento tambien responde a un factor biologico-dependiente y la oportunidad para investigar esta hipotesis se presento cuando la Asociacion Alpina de Mexico, A.C., realizo con exito la ascension al Broad Peak a 8,047 msnm. Se solicito al alpinista designado para escalar la cumbre que llevara consigo un espirometro, para que durante el ascenso y el descenso entre los campamentos y la cumbre registrara su Flujo Espiratorio Maximo (PEF). MATERIAL Y METODOS Entre los integrantes de la expedicion de la Asociacion Alpina de Mexico, A.C. al Broad Peak, se selecciono a un alpinista (Sergio Zambrano Garcia) para que transportara un espirometro Mini Wright*, de orificio fijo. El espirometro fue verificado calibrandolo antes y despues de la expedicion mediante el flujometro certificado que se utiliza en el Departamento de Fisiologia del INER. Se instruyo y capacito al alpinista en el manejo del mismo y sobre el procedimiento para realizar una espiracion forzada satisfactoria. Se le solicito que registrara su mejor PEF, expresado en L/seg, seleccionando el mayor de tres esfuerzos espiratorios satisfactorios y consecutivos. Se le indico que realizara la medicion en la Ciudad de Mexico y posteriormente en cada uno de los cuatro campamentos programados para el ascenso y el descenso entre Skardu, Pakistan y la cima del Broad Peak. De esta manera, durante el ascenso, se obtuvieron siete mediciones, la de la Ciudad de Mexico (2,240 msnm), la de Skardu, (3,520 msnm), campamentos A ( 4,300 msnm), B ( 5,100 msnm), C ( 5,900 msnm), D ( 7,240 msnm) y la cumbre del Broad Peak (8,047 msnm). De la misma manera, se le solicito que registrara las * Mini Wright Peak Flow Meter PF-239, Armstrong Industries, Inc., Northbrook, ILL, USA. ~ ~ ~ ~ Alicia Rojas Gonzalez y col. 16 Rev Inst Nal Enf Resp Mex edigraphic.com cumbre ( ) y circulos solidos ( ) en el descenso. Como se observa, el PEF aumento hasta el ultimo campamento antes del trabajo de montana, y entre este sitio y la cumbre ya no se incremento, inclusive se observa una leve disminucion de este parametro. Con el proposito de comparar en forma grafica los valores experimentales obtenidos por el alpinista, con los calculados empleando la ecuacion de Poiseuille, agregamos estos ultimos en la Figura 1, senalandolos con una linea discontinua. Estos valores se calcularon y extrapolaron a partir del PEF experimental, obtenido a la altitud de la ciudad de Mexico, es decir 9.7 L/s. Por otra parte, con linea de puntos senalamos (en la misma Figura 1), los valores experimentales que obtuvimos, corregidos de acuerdo con la proposicion de Thomas11, quien recomienda anadir 6.6% al valor obtenido con el Mini Wright por cada disminucion en 100 mmHg de la presion atmosferica. La perdida de la relacion del PEF con la altitud a partir de aproximadamente 5,000 msnm, posiblemente pueda explicarse si nos referimos a los estudios realizados por West, en 198312 en miembros de una expedicion al Everest, en quienes determino el consumo de oxigeno durante el ejercicio fisico a diferentes altitudes y encontro que a medida que se incrementaba la altitud, el consumo maximo de oxigeno (VO2max) disminuye, de tal manera que a 8,260 msnm el VO2max se limito a 1 L/min, es decir apenas cuatro veces el correspondiente al de reposo en un adulto. Es muy probable que por esta razon los esfuerzos musculares invertidos en la locomocion y el trabajo respiratorio, consuman la mayor parte de la energia disponible en esas condiciones de baja presion inspirada de oxigeno13,14 modificando los parametros ventilatorio y metabolico, limitando la energia que requiere la realizacion de la espiracion forzada y consecuentemente interfiriendo con la magnitud del PEF. Otros factores que intervienen en los cambios del PEF con la altitud, son las variaciones de la temperatura y la mediciones en los mismos puntos durante el descenso y en el regreso a la Ciudad de Mexico. RESULTADOS En la Tabla I y en la Figura 1, se muestran los valores de las determinaciones del PEF registradas durante el ascenso y el descenso, a las diferentes altitudes sobre el nivel del mar. A medida que el alpinista realizaba el ascenso su PEF aumento progresivamente hasta el campamento situado aproximadamente a 5,100 msnm. Sin embargo, a partir de esta altitud y hasta alcanzar la cumbre a 8,047 msnm el PEF disminuyo ligeramente. Se podria considerar que, para fines practicos se estabilizo en una especie de meseta. Durante el descenso se observo un comportamiento en espejo del PEF. DISCUSION Y CONCLUSIONES Si el PEF dependiera exclusivamente de la densidad del aire, esperariamos que debido a la progresiva disminucion de el y a medida que se asciende sobre el nivel del mar, el flujo espiratorio deberia aumentar en proporcion inversa hasta alcanzar su maximo en la cima del Broad Peak, de acuerdo a la ecuacion de Poiseuille: