Hipoxia y Valores Sanguineos
MEJORA DE LOS PARAMETROS HEMATOLOGICOS MEDIANTE LA REALIZACION DE HIPOXIA ARTIFICIAL
La hipoxia en medicina puede considerarse como una situación en la que los tejidos del cuerpo no reciben suficiente oxígeno para funcionar adecuadamente.
Por otra parte cuando nos referimos al aire ambiente y a los cambios de su composición o contenido en relación a la altitud, se denomina hipoxia a la disminución de la concentración de oxígeno tomando como referencia el contenido de oxígeno del aire a nivel del mar; también podemos hablar de hipoxia en la sangre (hipoxemia) o en los tejidos (hipoxia tisular), en cuyo caso nos estamos refiriendo a una situación en la que el contenido de oxígeno es inferior al contenido existente en una situación de normalidad. Si pretendiéramos ser totalmente estrictos con las definiciones, a la hora de hablar genéricamente de hipoxia o de aire hipóxico en relación a la altitud, no deberíamos hablar de variaciones en las concentraciones de oxígeno con la altitud sino de variaciones de la presión parcial de oxígeno, pero dado que no pretendemos ser científicamente correctos sino que la población general comprenda lo que queremos transmitir, hablaremos de cambios en la concentración de oxígeno con la altitud.
Si quieres comprender mejor los cambios del contenido de oxígeno con la altitud natural y de esta forma entender la diferenciación entre contenido de oxígeno y concentración de oxígeno, puede interesarte la entrada de nuestro blog de hipoxia: Altitud, Hipoxia y Concentración de Oxígeno. En dicha entrada se explica de forma sencilla y con unos gráficos propios similares al que mostramos aquí, la diferencia entre los diferentes conceptos y por qué habitualmente hablamos de la disminución de la concentración de oxígeno con la altitud.
A pesar de que también se generan situaciones de hipoxia o mejor dicho hipoxemia (disminución del contenido de oxígeno en la sangre) en enfermos respiratorios (Enfermedades pulmonares, como la enfermedad pulmonar obstructiva crónica (EPOC), el asma, la neumonía o el edema pulmonar, pueden reducir la capacidad de los pulmones para absorber y transportar oxígeno a la sangre), personas con anemia (la anemia es una condición en la que el cuerpo no tiene suficientes glóbulos rojos o hemoglobina para transportar oxígeno de manera eficiente), personas con síndrome de apnea del sueño o fumadores,... como respuesta a dicha hipoxemia se estimula la producción de Eritropoyetina (EPO) vía Factor Inducible por la Hipoxia (HIF) y pueden dar lugar a respuestas hematológicas (aunque la disminución de la saturación arterial de oxígeno no sea muy importante, es una situación que se mantiene de forma continua a lo largo del tiempo y finalmente ese pequeño estímulo de la eritropoyesis mantenido en el tiempo da lugar a un aumento de los valores sanguíneos), nos vamos a limitar a la influencia de la hipoxia derivada de los cambios en la concentración de oxígeno del aire (debido a la altitud, a la altitud simulada o a la hipoxia artificial) y su respuesta específica en cuanto a los cambios en los parámetros hematológicos.
La hipoxia supone un importante estímulo para el organismo, ya que la disminución del oxígeno del aire que respiramos va a dar lugar en primer lugar a una disminución en el transporte de oxígeno a través de la sangre. Esta disminución del transporte de oxígeno a través de la sangre puede ser objetivada mediante la medición de la saturación arterial de oxígeno, para lo que es habitual la utilización de pulsioxímetros. La disminución del transporte de oxígeno va a trasladar ese déficit de oxígeno a nivel tisular e incluso celular, dando lugar a un aumento del Factor Inducible por la Hipoxia (HIF) que va a ser en realidad quien estimule toda una batería de cambios a nivel hormonal, enzimático, de transportadores,... Entre esta batería de cambios ligados al aumento de HIF se encuentra también la estimulación de la producción de Eritropoyetina (EPO) , que entre otras funcionalidades, da lugar a un aumento en la formación de Hemoglobina y con ello una mejora en el transporte de oxígeno.
La Eritropoyetina se produce principalmente a nivel renal y su función principal es la regulación de la producción de glóbulos rojos en la médula ósea, de forma que existen unos niveles de eritropoyetina que pueden considerarse normales para una persona y que dan lugar a una regulación de la médula ósea como para que la producción de glóbulos rojos sea cuantitativamente suficiente para mantener el nivel de glóbulos rojos en sangre normales (teniendo en cuenta que cada persona tiene unos valores normales, que no tienen por qué ser exactamente los promedios para su edad y sexo); las variaciones en el transporte de oxígeno a través de la sangre (que se puede cuantificar con la saturación arterial de oxígeno) supone el feedback para la producción de eritropoyetina. Así, valores elevados de transporte de oxígeno a través de la sangre (valores de saturación arterial de oxígeno elevados) van a suponer un feedback negativo en la producción de eritropoyetina en el riñón, que secundariamente va a disminuir la producción de glóbulos rojos en la médula ósea y poco a poco los valores sanguíneos de glóbulos rojos van a tender a su disminución. Por contra, una disminución en el transporte de oxígeno a través de la sangre (bien sea debido a la exposición a la hipoxia, a problemas respiratorios,...) va a estimular la producción de eritropoyetina, con un aumento de su concentración en sangre y una estimulación de la producción de glóbulos rojos en médula ósea que en caso de que se mantenga en el tiempo dará lugar a un aumento de los valores de hemoglobina y glóbulos rojos en sangre.
Por tanto existe una cadena lógica desde el punto de vista fisiológico que explica la mejora de los parámetros hematológicos como una respuesta y adaptación al estímulo hipóxico, de forma que ante una disminución del contenido de oxígeno de la sangre el organismo responde con un aumento de hematíes, hemoglobina y hematocrito, con lo que mejora su capacidad de transporte de oxígeno compensando o intentando compensar de esta manera la disminución inicial derivada de la hipoxia.
Y hay que decir que el organismo no es capaz de saber si la disminución de la saturación arterial de oxígeno como consecuencia de la hipoxia, es debido a un problema pulmonar, o es debido a que la persona se encuentra en altitud, o que es debido a que respira aire empobrecido en oxígeno a propósito (hipoxia artificial); el organismo capta la disminución de la saturación arterial de oxígeno, pero no las causas que generan dicha disminución. Y una de las respuestas del organismo ante la disminución de la saturación arterial de oxígeno es el aumento de Eritropoyetina (EPO) y caso de mantenerse el estímulo el tiempo y la intensidad suficientes, se produce un aumento de los parámetros hematológicos.
A pesar de la lógica fisiológica que relaciona la exposición a la hipoxia con el aumento de los parámetros hemáticos, hay personas y colectivos que no dan demasiada credibilidad a que el estímulo hipóxico pueda traer consigo un aumento de los valores sanguíneos. Imagino que dicha incredulidad puede venir derivada de la gran variabilidad de resultados obtenidos en los diferentes estudios que correlacionan hipoxia y hematología realizados y entre ellos hay algunos publicados en revistas científicas en las que la realización de hipoxia artificial no se traduce en un aumento de los parámetros hemáticos. Existen bastantes estudios similares, en los que entre las conclusiones los autores dicen algo así como: "la realización de 4 semanas de hipoxia intermitente no ha traído consigo cambios significativos en los parámetros hematológicos". Y como tendemos a generalizar, la lectura de esa frase nos lleva a pensar que la hipoxia artificial no trae consigo cambios hematológicos, a pesar de que los autores de los estudios han acotado la realización de hipoxia a unas condiciones determinadas (intensidad de la hipoxia, tiempo de exposición,...).
Sin embargo, yo creo firmemente en la mejora de los valores hematológicos con la hipoxia artificial, siempre que el estímulo hipóxico tenga una progresión, intensidad y duración suficientes. Eso sí, la mejora va a ser limitada y como valores medios podríamos estar hablando de que se podrían llegar a alcanzar mejoras de entre un 4 y 6%. Un porcentaje del 5% es algo que no tiene mucha significación en el rendimiento físico de la población general, pero en un deportista de alto nivel una mejora de este calibre es sencillamente, impresionante.
Por que hay tanta variabilidad en los resultados y se publican estudios en los que no hay mejoras significativas de los parámetros hematológicos??
A pesar de que no tengo capacidad ni ánimo de hacer una valoración crítica de las diferentes publicaciones relacionadas con la utilización de la hipoxia artificial en la mejora del rendimiento físico en el deportista, sí que me gustaría desarrollar unos puntos que podrían explicar por un lado la variabilidad de los resultados obtenidos y por otro las razones por las que no se han obtenido aumentos hematológicos más significativos y con más frecuencia en los estudios y programas de exposición a la hipoxia.
Los diferentes puntos que próximamente voy a desarrollar y que tendrán su propio apartado en esta misma web, son:
- Qué mejoras hematológicas podemos esperar con la realización de hipoxia artificial. Me parece que en ocasiones esperamos que la hipoxia artificial dé lugar a mejoras que no conseguiríamos con la hipoxia natural (altitud). Para intentar hacernos una idea de la mejora que podemos conseguir en los parámetros hematológicos con la hipoxia artificial, debemos cuando menos conocer a qué niveles hemáticos llegan los residentes de larga duración a diferentes altitudes naturales y tener en cuenta que un residente en altitud pasa las 24 horas en ese ambiente hipóxico, mientras que cuando realizamos hipoxia artificial habitualmente la exposición se limita a unas horas al día. Por tanto, para hacernos una idea de la evolución que podemos esperar tengan los valores sanguíneos, deberemos tener en cuenta la altitud simulada, cuál va a ser el tiempo de exposición diario a la hipoxia y (muy importante) durante cuánto tiempo vamos a mantener este estímulo. No olvidemos que si la vida media de los glóbulos rojos es superior a los 100 días, cuando nosotros realizamos una exposición a la hipoxia de 3 semanas estamos mejorando en un porcentaje la formación de glóbulos rojos, pero la mejora (repito que un porcentaje) sólo afecta a la quinta parte del contenido total de glóbulos rojos que son los que se renuevan en los 20 días (quinta parte de los 100 días que tienen de vida media los hematíes); por tanto no cabe esperar grandes cambios en los niveles hematológicos (hematíes, hemoglobina,...) con una exposición a la hipoxia limitada a unas horas diarias (8 a 10 horas habitualmente) y durante 3 semanas. Son precisas exposiciones más prolongadas para obtener mejoras significativas.
Con respecto a los tiempos de exposición a la hipoxia y la Mejora de los parámetros Hematológicos, también te puede interesar la siguiente entrada de nuestro Blog de Hipoxia: Duración del Estímulo Hipóxico o Exposición a la Altitud Simulada para aumentar los Niveles de Hemoglobina y Glóbulos Rojos
- Tiempo de exposición acumulado a la hipoxia o carga hipóxica. Ya hemos hablado que la exposición a la hipoxia genera una serie de acontecimientos en cascada, y los resultados no pueden ser instantáneos. Necesitamos ir acumulando tiempo de exposición a la hipoxia para poder ir aumentando de forma progresiva los valores sanguíneos, pero este aumento acumulado de los valores sanguíneos va a producirse en tanto la intensidad del estímulo hipóxico sea suficiente a lo largo del tiempo. No debemos olvidar que existe una aclimatación a la hipoxia -al igual que hay una aclimatación al entrenamiento físico- y lo que hoy pueda ser un estímulo suficiente para aumentar la eritropoyesis (por ejemplo una exposición de 8 horas a una altitud de 2000 metros) puede ser que no lo sea tras 15 días de exposición a dicha altitud.
Por tanto los efectos que sobre los valores sanguíneos tiene la eritropoyesis estimulada por la hipoxia va a ser tanto mayor, cuanto mayor sea el tiempo de exposición. Según Burtscher y col. de cuyo estudio Hypoxia Conditioning for High-Altitude Pre-acclimatization hemos adaptado la imagen adjunta, la eritropoyesis sigue aumentando como respuesta a la hipoxia hasta un máximo de aproximadamente 3 meses de exposición continua.
- Número de participantes en los diferentes estudios. A la hora de realizar estudios de investigación, es conveniente dividir el grupo de experimentación en 2 grupos, de forma que uno de ellos sirva de grupo de estudio y el segundo grupo sirva como grupo control. En estudios de la complejidad que tiene consigo la realización de hipoxia artificial, no es fácil poder realizar un estudio con un amplio grupo de experimentación y ello trae un aspecto negativo cara a los resultados, como es que se necesitan variaciones muy importantes para que dicha variación o cambio sea significativo; igualmente el que exista una gran variabilidad de los resultados también dificulta el poder obtener diferencias significativas, y ya sabemos que la respuesta a la hipoxia es muy diferente entre unas personas y otras, hasta el punto de hablar de "Respondedores y NO Respondedores". Es decir, una mejora del 2% puede ser significativa o no significativa en funcion del número de personas que forman parte de la experimentación y de la desviación de los resultados.
- Variaciones relacionadas con el método de análisis sanguíneo. Los resultados de un análisis de sangre pueden tener variaciones significativas ligadas no sólo al momento de la extracción de la muestra (hora del día, actividad física realizada en los días previos, e incluso posición a la hora de la extracción de sangre,...), sino también al laboratorio donde se realiza el análisis o al aparataje utilizado. Por ello, cuando se realiza un estudio de estas características hay ocasiones que en lugar de utilizar los sistemas habituales de laboratorio se procuran realizar los análisis mediante métodos especiales que se suponen más exactos; se utilizan principalmente marcadores radiactivos en sangre,... pero resulta que en un estudio crítico hacia estos sistemas de análisis teóricamente exactos, se aprecia que el método que menos error tiene es de un 2%, lo que pone cuando menos en duda la exactitud de la valoración que se hace de esos resultados.
- Variaciones debidas al estado de hidratación y a las cargas de entrenamiento previas a la extracción. La mayor parte de los métodos de análisis no están midiendo la cantidad de hemoglobina total, sino el contenido de hemoglobina por volumen de sangre; ello significa que las variaciones que podemos encontrar en los resultados de un análisis de sangre habitual pueden ser debidas a cambios en el contenido total de hemoglobina (lógicamente en el caso de la hemoglobina) o a cambios en el volumen plasmático. Por tanto, cambios en el estado de hidratación de la persona podría dar lugar a cambios en el resultado, pero una influencia mucho más significativa sobre los resultados del análisis de sangre se relaciona con los entrenamientos o competiciones previos a la extracción de sangre que pueden modificar hasta en un 6% los resultados del análisis de hemoglobina.
