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El hombre ha conseguido aclimatarse a la vida en las grandes alturas, subir a las mayores montañas de la Tierra, realizar vuelos en aeronaves en los límites de la atmósfera y en el espacio, y también bajar a las profundidades marinas. Esas hazañas, que se han hecho casi rutinarias; comportan una adaptación del organismo a condiciones adversas e importantes cambios en las condiciones fisiológicas extremas. Motivados por las diferencias en la presión y en la cantidad de oxígeno ambiental, en las temperaturas extremas y también, en el caso de los vuelos espaciales, por las aceleraciones e ingravidez.
Antes de comenzar, se verán leyes físicas aplicadas a los gases para abordar el tema con otra perspectiva. La presión es la fuerza ejercida por unidad de superficie; en el sistema internacional la unidad de presión es el pascal (newton/ m2), que es muy pequeña y por ello se utiliza más el KPa que es igual a 1000 pascales. En la práctica en el buceo se utiliza la atmósfera, que equivale a 760 mmHg.
Cada 10 m de profundidad aumenta la presión 1 atmósfera. De la suma con la presión atmosférica resultan las atmósferas absolutas (ATA), es decir, a 10 m de profundidad la presión es de 2 ATA. Los gases al ser comprimidos siguen la ley de Boyle-Mariotte, de forma que el volumen de una determinada masa de gas seco. A temperatura constante, varía de modo inversamente proporcional a la presión a la cual se le somete; por ello, el volumen de aire en los pulmones de un buceador a pulmón libre. Este que contenga la respiración, será la mitad al bajar a 10 m de profundidad.
Altura
Aunque la concentración de oxígeno en la atmósfera es constante a cualquier altitud, cuando se asciende a una montaña se produce una disminución de la disponibilidad de oxígeno en el aire ambiente. Esta es causada por la disminución de la presión atmosférica, lo que reduce la PO2 inspirada. Consecuentemente la presión parcial del oxígeno en sangre, efecto que se denomina hipoxia hipobárica.
La PO2 inspirada se relaciona con la presión barométrica según la fórmula: PO2 inspirada = FiO2 (Presión barométrica – 47 mmHg); en caso de respirar aire ambiente la FiO2 es 0,21 a cualquier altura. Para conocer la FiO2 necesaria para obtener la PO2 inspirada deseada a determinada altura bastará despejar de la fórmula anterior; FiO2 = PO2 inspirada / (Presión barométrica – 47mmHg).
La disminución de pO2 disminuye el suministro de oxígeno a los tejidos del organismo, lo que causa la denominada enfermedad de la altura, que determina una disminución de las capacidades físicas y mentales de las personas que ascienden a la montaña. La exposición mantenida a hipoxia hipobárica (altura mayor de 1525m o 5000 pies) dispara una serie de mecanismos fisiológicos de aclimatación a la altura. Estos cambios tratan de incrementar el suministro de oxígeno a los tejidos y se manifiestan principalmente en el aparato respiratorio y cardiovascular.
El proceso de aclimatación permite mejorar la capacidad de trabajo durante la estancia en altura. Sin embargo, estos mecanismos no compensan absolutamente la situación. Se calcula que por cada 915 m (3000 pies) de elevación por encima de los 1525 m se pierde un 10 % de la capacidad de ejercicio aeróbico máximo. Por el contrario, estos mecanismos de compensación tienden a incrementar la capacidad de trabajo cuando se disminuye la altura. Los efectos conseguidos se mantienen entre 1 y 4 semanas después de volver a nivel del mar.
Enfermedades relacionadas con la altura
La hipoxia hipobárica también causa cambios en el transporte de oxígeno a los tejidos. Los cambios ocurren tanto en la capacidad de transporte como en la distribución del gasto cardíaco. A pocas horas del ascenso a altitud se produce una disminución del volumen plasmático del 10 % al 20 %. Esto es causado por un movimiento de fluidos desde el compartimiento vascular hacia los compartimentos intersticial e intracelular.
El resultado de esta pérdida de volumen es un incremento relativo de la concentración de hemoglobina y, por tanto, de la capacidad de transporte de la sangre sin incrementarse el hematocrito. A las pocas horas de exposición se incrementa la producción de eritropoyetina, pero el incremento del número de hematíes no es valorable hasta varias semanas después del inicio de la exposición. El volumen plasmático tiende a recuperarse con una exposición prolongada (semanas, meses) pero entonces el hematocrito continúa elevado por el aumento de producción de hematíes.
El gasto cardíaco se incrementa inicialmente debido a la estimulación hipóxica de la actividad del sistema nervioso simpático. Este incremento se debe a un aumento de la frecuencia cardíaca, ya que el volumen se encuentra disminuido como se ha visto anteriormente. La actividad simpática también causa incremento de la presión arterial, vasoconstricción periférica y aumento del metabolismo basal.
Cuando la exposición se prolonga durante más de tres semanas, la actividad simpática disminuye y el volumen plasmático tiende a recuperarse. Como resultado, disminuye la frecuencia cardíaca hacia los niveles equivalentes a nivel del mar, aumentando el volumen minuto. El balance de estos cambios determina una disminución en el gasto cardíaco en el tiempo, aunque se mantiene por encima de los valores a nivel del mar tanto en reposo como durante ejercicio sub máximo.
Temperatura
La combinación de la actividad física con el estrés por calor representa un reto considerable para el sistema cardiovascular humano. Además, siempre que las pérdidas de líquidos por sudoración sean más rápidas que la reposición de fluidos, el individuo está en un proceso de deshidratación. La hipohidratación perjudica muchas variables fisiológicas durante el ejercicio. La consecuencia directa de la hipohidratación combinada con el estrés por calor es un rendimiento físico disminuido, como resultado de la incapacidad del sistema cardiovascular de mantener el mismo gasto cardiaco.
Esta caída es consecuencia de la disminución en el volumen latido, debido a un menor volumen sanguíneo y un menor llenado ventricular, de tal magnitud que no pueden compensarse por el aumento en la frecuencia cardiaca. También existe una relación lineal directa entre el nivel de hipo hidratación y la temperatura corporal, ya que la hipohidratación perjudica la función termorreguladora, lo cual hace que el ejercicio en el calor sea aún más difícil. La hipohidratación tiene un impacto progresivamente negativo sobre el rendimiento en ejercicio, aun a niveles tan bajos como el 1 %, 2 % o 3 % del peso corporal.
Pareciera que el estrés por calor ambiental no solo juega un papel importante «per se», sino que además acentúa la reducción en la potencia aeróbica máxima, lo que ocurre por la hipohidratación. Además, el tiempo del ejercicio hasta la fatiga a intensidades submáximas es más corto al ejercitarse en el calor. Es más frecuente que haya una influencia negativa de la hipohidratación sobre los esfuerzos aeróbicos prolongados que sobre las tareas anaeróbicas de corta duración. Existen pocos estudios acerca de los efectos de la hidratación sobre la potencia anaeróbica, la fuerza muscular, la velocidad, la coordinación y la agilidad, y sus resultados son ambiguos.
Altitud y temperatura
Ya se mencionó antes que la producción corporal de calor durante la actividad física está directamente relacionada con la intensidad del ejercicio. La capacidad de disipar este calor depende de la transferencia de calor desde el núcleo del cuerpo a la piel, de la vestimenta, y del estrés por calor ambiental. El estrés por calor ambiental al que se somete un individuo es una función de la temperatura del aire, la velocidad del viento, la humedad relativa, y la radiación solar. Existe una medida práctica combinada del estrés por calor ambiental, el índice de temperatura de globo y bulbo húmedo (WBGT por sus siglas en ingles).
El colegio americano de medicina del deporte (American College of Spots Medicine, ACSM) ha establecido pautas para corredores de larga distancia quienes visten pantalones, camiseta y zapatos de carrera, en términos del riesgo de problemas por calor: si el WBGT es mayor a 28°C existe un riesgo muy alto, cuando el WBGT está entre 23 º y 28°C el riego es alto.
La especialización del profesional en deporte
Para el profesional en el deporte es importante conocer y tener en cuenta tantos aspectos como le sea posible dentro de su labor. Esto le permite tener un pleno conocimiento de reacción en cualquier situación. Por ello el mismo se capacita de manera constante, estando así, preparado para cualquiera que sea la situación que se presente.
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