Respostas Fisiológicas a Altitude

Alterações na pressão atmosférica como, por exemplo, subir elevadas altitudes promovem diversas alterações nos sistemas fisiológicos. No entanto, tais alterações necessitam de um determinado período de tempo para que possam ocorrer, ou seja, é necessário um tempo de aclimatação à nova condição. A falta deste período, em ocasiões em que o corpo é exposto a mudanças abruptas de pressão pode trazer consequências deletérias para todo o organismo.

Este capítulo tem o objetivo de elucidar alguns dos mecanismos envolvidos nas alterações fisiológicas observadas quando o organismo é exposto a diferentes níveis de pressão.

1.1 Respostas respiratórias

A mais importante função do sistema respiratório é realizar trocas gasosas entre o corpo e o meio externo, disponibilizando o necessário às células e retirando o produzido por seu metabolismo.

Nos pulmões os gases se difundem de um meio onde exercem maior pressão para um local onde sua pressão é menor. A pressão exercida por um gás é chamada de pressão parcial (P) e é determinada pela sua fração (F) no ar atmosférico multiplicado pela pressão atmosférica.

na atmosfera x pressão atmosférica no ar atmosférico = 21%

Pressão atmosférica (ao nível do mar) = 760 mmHg Logo: = 21 x 760 = 159 mmHg

Ao nível do mar a pressão exercida pelo oxigênio é igual a 159 mmHg, porém o que acontece em altitudes mais elevadas? Nessas situações o que temos é uma queda da resultado da diminuição da pressão atmosférica, e consequentemente diminuição do

dissolvido no sangue.

Quimiorreceptores são células especializadas em detectar alterações químicas na composição do sangue. Esses receptores são divididos em centrais e periféricos. Os quimiorreceptores centrais estão principlamente localizados na superfície ventral do bulbo e são sensíveis a alterações de pH e . Os quimiorreceptores periféricos estão localizados em regiões estratégicas do sistema cardiovascular, mais precisamente nos

na . A ativação dos quimiorreceptores periféricos estimula primeiramente os centros respiratórios, determinando alterações apropriadas da ventilação, mas também estimula centros cardiovasculares, como veremos mais adiante.

A hiperventilação é a resposta imediata à altitude e visa manter o suprimento adequado de oxigênio. Contudo, há também aumento da liberação de , o que resulta em um quadro conhecido como alcalose respiratória que consiste na redução da acompanhada de elevação do pH sanguíneo. O aumento do pH e diminuição da atenua a ativação dos quimiorreceptores diminuindo sua contribuição para o controle respiratório. A fim de reverter esse quadro, os rins passam a aumentar a excreção de - e reduzir a sua reabsorção, restabelecendo o pH e possibilitando novamente a ativação dos quimiorreceptores. Dessa maneira, ao final de uma semana, o pH sanguíneo está próximo de seus valores normais, a ventilação alveolar está aumentada, e as e arteriais estão diminuídas.

1.2 Respostas Hematológicas

Os sistemas respiratório e circulatório funcionam em conjunto para transportar o oxigênio até as células. Quando se difunde dos pulmões para o sangue, o oxigênio é transportado ligado a uma proteína presente nas hemácias (glóbulos vermelhos do sangue), denominada de hemoglobina. Um aumento na capacidade do sangue de carrear o oxigênio é o ajuste a longo prazo mais importante durante a exposição à altitude.

A diminuição do conteúdo arterial de oxigênio estimula a liberação de eritropoietina (EPO), um hormônio produzido nos rins que estimula a produção de hemácias pela medula óssea (policitemia), incrementando assim a concentração de hemoglobina, o que melhora a capacidade de ligar o oxigênio disponível. O nível máximo das concentrações de EPO e o tempo necessário para atingi-lo parecem depender do grau de hipóxia (redução da ) a que os indivíduos são sujeito.

1.3 Respostas Cardiovasculares

De maneira aguda, a diminuição da implica na ativação do sistema nervoso simpático mediado pela ativação dos quimiorreceptores periféricos. Essa ativaç ão altera o fluxo sanguíneo, mediante uma redução do calibre dos vasos sanguíneos. Numa situação inicial de hipóxia, devido à altitude, observa-se um aumento na pressão arterial sistólica, bem como na frequência e o débito cardíaco. Dessa maneira, o fluxo sanguíneo aumentado compensa, em parte, a queda da arterial.

Além disso, a exposição a elevadas altitudes promove a redução do volume sanguíneo, o que pode ocorrer devido ao elevado índice de perda de água por sudação e pela ventilação alveolar, aumento da diurese, incremento da permeabilidade capilar e inadequada ingestão de fluidos, diminuindo o fluxo sanguíneo e aumentando a viscosidade do sangue (hemoconcentração), o que dificulta a irrigação das células.

Outra adaptação observada é a angiogênese, que consiste no aumento do numero de capilares por unidade de tecido. Este processo é desencadeado pela hipóxia, onde a menor disponibilidade de oxigênio favorece a expressão do fator induzível por hipóxia (HIF- 1). Esta proteína parece ser crucial para o aumento da rede vascular e, portanto, para a adaptação ao meio com menor oferta de oxigênio.

1.4 Síndrome Aguda de Grandes Altitudes (SAGA)

A SAGA tem início após rápida exposição à altitude elevada (acima de 2500 m), e depende da velocidade de ascensão e principalmente da suscetibilidade de cada um. A maioria das pessoas experimenta algum desconforto relacionado a esta síndrome, cujos principais sintomas incluem respiração ofegante e dores de cabeça, podendo também ocorrer náuseas, vômitos, perda de apetite, oligúria, edema periórbital, hemorragias na retina, insônia e perda de cognição. Esses sintomas são exacerbados numa situação de exercício físico e resulta, possivelmente, da queda na saturação de oxigênio encefálico e pela desidratação.

A principal forma de prevenção a este distúrbio é a ascensão gradual a elevadas altitudes, cerca de 300 m/dia. Contudo outras medidas podem ser realizadas como a adoção de uma dieta rica em carboidratos e pobre em sal. A diminuição do consumo de sal minimiza os efeitos da desidratação. Além disso, a constante hidratação se contrapõe a desidratação e a redução da volemia. Um benefício importante na manutenção de reservas de carboidratos reside no fato da oxidação dos carboidratos liberar mais energia por unidade de oxigênio do que a oxidação de gorduras, por exemplo, o que otimiza a manutenção das reservas energéticas . Já a constante hidratação se contrapõe a desidratação e a redução da volemia ocorridas em resposta a exposição à altitude.

1.5 Edema pulmonar e cerebral

Em casos extremos de elevadas altitudes pode-se desencadear efeitos potencialmente fatais, como o edema pulmonar e cerebral.

A diminuição da gera vasodilatação no cérebro, aumentando o fluxo e possibilitando a adequada perfusão deste órgão. Em conseqüência há aumento da pressão intracapilar, que desloca o líquido e as proteínas do compartimento vascular através da barreira hematoencefálica. O aumento do líquido cerebral gera compressão e deslocamento das estruturas cerebrais e acentua a ativação do sistema nervoso simpático. Por outro lado, nos pulmões, o que se observa é a vasoconstrição da microcirculação pulmonar, podendo acarretar um quadro conhecido como hipertensão pulmonar. O aumento de pressão nos vasos pulmonares desloca o fluido dos capilares para o interstício pulmonar, o que dificulta as trocas gasosas e pode gerar um quadro de insuficiência respiratória.

1.6 Doença crônica da montanha

Como discutido anteriormente, a permanência em elevadas altitudes induz o aumento da viscosidade sanguínea, decorrente da desidratação e do incremento do número de hemácias. Em alguns indivíduos pode ocorrer policitemia excessiva, provavelmente relacionada a variações genéticas em resposta ao EPO. Esta alteração reduz ainda mais a oferta de agravando o quadro de hipóxia. Os efeitos incluem letargia, fraqueza, distúrbios do sono, pele de coloração azulada e alterações do estado mental.

Outro efeito resultante da exposição crônica a altitude é a hipertrofia do ventrículo direito, desenvolvida graças à maior força de contração exigida para que o coração consiga vencer a pressão aumentada do pulmão e assim bombear o sangue para este

O quadro de hipóxia e disfunção ventricular direita, associada à hiperativação simpática podem gerar o desenvolvimento de insuficiência cardíaca, que pode ocasionar o óbito.