LA ADAPTACIÓN DE LOS ANIMALES A LA ALTURA

Campesinas descansando en una calle del Cuzco con sus llamas

Vicuña en Pampa Galeras en Ayacucho

Alpacas en Nuñoa Puno

Visión frecuente de manada de llamas en los Andes Peruanos

LA SANGRE EN LOS CAMÉLIDOS DE LAS GRANDES ALTURAS

En un artículo anterior de este blog: “EL HOMBRE DE LA ALTURA, TOTALMENTE ADAPTADO?”, comentábamos que la adaptación completa a la altura en los humanos tenía relación con el tiempo de permanencia en la altura. Así Winslow, quien estudió a nativos de las alturas de Chile y de Nepal, ambos a 3700 metros, encontró diferencias significativas en sus niveles de niveles de hematocrito y otros cambios adaptativos en relación a la respuesta ventilatoria.

Estas diferencias estarían en relación con el tiempo de hábitat de ambas poblaciones. El hombre migró a América hace aproximadamente 35 000 años y la colonización de los Andes peruanos tiene 14 000 años. Mientras que, el hombre ha habitado el Asia, incluyendo al Tibet por cerca de medio millón de años.

El estudio de especies animales cuyo “habitat” es normal en las grandes alturas puede ayudar a comprender mejor la adaptación a la altura. Más aún cuando hay un grupo conformado por llamas, alpacas, vicuñas y guanacos denominados camélidos sudamericanos que viven millones de años en las alturas de los andes habiendo logrado adaptarse a la hipoxia al igual que las poblaciones humanas de los Himalayas.


LOS CAMÉLIDOS SUDAMERICANOS VIVEN MAS TRES MILLONES AÑOS EN EL PERÚ Y SE HAN ADAPTADO A LA ALTURA

Los camélidos aparecieron en América del Norte hace 45 millones de años, algunas especies de este género migraron hacia América del Sur durante la transición del Plioceno al Pleistoceno hace aproximadamente tres millones de años (Wheeler, 1995), fueron domesticados por los hombres entre los 9000 y los 2500 años AC. Actualmente estos animales residen en los países del área andina. Según la FAO 2005, en el Perú hay 3 millones de alpacas, 1 millón de llamas, 125 mil vicuñas y 5 mil guanacos, la mayoría en los departamentos de Puno, Cuzco, Junín y Ayacucho, viviendo en alturas entre 3800 a 5000 metros sobre el nivel del mar.

Estos animales son los mejores adaptados a la baja presión barométrica y por lo tanto a la hipoxia.

En estudios realizados por César Reynafarje en animales de Corpacancha, La Oroya (4200 metros) las llamas, alpacas y vicuñas tienen valores altos de glóbulos rojos alcanzando 13 millones por milímetro cúbico. Sin embargo presentan niveles bajos de hemoglobina entre 13.5 y 15 gramos por decilitro y hematocrito de 35 a 38 %. Esta incongruencia se debe a que el tamaño de los glóbulos rojos es pequeño con 24-28 micras de Volumen Corpuscular Medio.

LOS GLÓBULOS ROJOS EN LOS CAMÉLIDOS SUDAMERICANOS SON ELÍPTICOS

Los glóbulos rojos tienen forma elíptica. La médula ósea es hiperplásica, con gran actividad eritropoyética que tiene relación con el tiempo de vida más corto de los glóbulos rojos y el ritmo de renovación del hierro para la síntesis de hemoglobina es más rápido.

El tiempo de vida de los glóbulos rojos que en los humanos es de 120 días en estos animales es de 60 días. En relación a la masa de glóbulos rojos, en los humanos nativos de altura es el doble que la encontrada en los camélidos.

Entonces los camélidos de Los Andes tienen una gran producción de glóbulos rojos compensada por un grado equivalente de destrucción. El balance de estos procesos da como resultado una masa de glóbulos rojos que es la mitad de la que necesitan los seres humanos para adaptarse a la altura.

La saturación arterial se encontró entre 80.2 a 91.5 %, similar a la de los humanos a la misma altitud.

El incremento del número de glóbulos rojos conduce a una mayor superficie de contacto del oxígeno con los glóbulos rojos a nivel del alveolo pulmonar. La forma elíptica de los glóbulos rojos facilita el movimiento dentro de los capilares.

Estos hallazgos harían pensar que en la adaptación a las alturas de los camélidos jugarían otros mecanismos como es la mayor habilidad de los tejidos para utilizar el oxígeno.

Respecto a los glóbulos blancos alcanzan 12 000 por milímetro cúbico y la fórmula leucocitaria es similar a la de los humanos.

Otros hallazgos en los mecanismos adaptativos de estos animales comentaremos en otro artículo.

Hematología en los Camélidos y Humanos a 4200 metros

(C. Reynafarje)

Dr. Aquiles Monroy

LA ADAPTACIÓN VENTILATORIA EN EL TRABAJO EN LA ALTURA

LA ADAPTACIÓN VENTILATORIA Y LA ALTURA

El proceso por el que aumenta la respiración a grandes altitudes se llama aclimatación o adaptación ventilatoria, el que es un factor decisivo en el mantenimiento del aporte de oxígeno a los tejidos y por tanto en el rendimiento laboral a gran altitud.

El estímulo del aumento de la ventilación en grandes altitudes nace en un órgano llamado cuerpo carotídeo, del tamaño aproximado de una cabeza de alfiler y situado entre las dos ramas de las arterias carótidas del cuello.

Cuando la presión de oxígeno en la sangre arterial disminuye, las células quimiorreceptoras, del cuerpo carotídeo registran el descenso y aumentan la frecuencia y profundidad de la respiración mediante una serie de vías nerviosas complejas, que actúan sobre el diafragma y los músculos de la pared del tórax.

El resultado es un aumento del aire ventilado por los pulmones, lo que trae consigo un ascenso de la presión de oxígeno.

Cuando una persona respira oxígeno o aire enriquecido con oxígeno, se produce el fenómeno contrario.



Factores que participan en la ventilación en trabajadores que ascienden a la altitud

Mecanismo de Adaptación o Aclimatación respiratoria

La producción de energía requiere oxígeno y cuando el aporte de éste a los tejidos disminuye (hipoxia), su función puede deteriorarse.

Inmediatamente después del ascenso a una gran altura aumenta la ventilación. El incremento de la respiración produce mayor excreción de dióxido de carbono (anhídrido carbónico, CO2) en el aire espirado. La presencia de CO2 en los tejidos del cuerpo crea acidez en los medios acuosos, y con su ausencia (mediante la espiración), los líquidos orgánicos, incluida la sangre, se hacen más alcalinos, lo que altera el equilibrio ácido-base del organismo.

El CO2 regula la respiración en sentido opuesto al oxígeno. Así, cuando la presión de CO2 aumenta, la ventilación también lo hace; y cuando aquél disminuye, la ventilación disminuye también. Al llegar a una altitud elevada, el organismo para poder mantener constantes a la vez la presión de oxígeno y el equilibrio ácido-base necesita muchas horas, e incluso días.

Otra de las formas de restablecer el equilibrio es la excreción de bicarbonato por el riñón, formando una orina alcalina que compense la pérdida respiratoria de acidez y contribuya a recuperar los niveles propios del nivel del mar. La excreción renal de bicarbonato es un proceso relativamente lento.

Un nativo de una zona situada a nivel del mar necesitará de tres a cinco días para aclimatarse a 3000 msnm.(metros sobre el nivel del mar), a 4300 msnm. se requiere de siete a diez días. Mientras que a altitudes superiores a 6000 y 8000 msnm., si es que la logra, son necesarias seis semanas o más.



Respuesta Individual a la Hipoxia

Días requeridos para la aclimatación completa según la altitud

El tiempo necesario para lograr la aclimatación o adaptación ventilatoria varía de unas personas a otras. Una de las razones más importantes es la gran variación que existe entre los individuos en su respuesta a la hipoxia.

Las variaciones de la aclimatación o adaptación dependen también de otros factores, como la variabilidad de la magnitud de la depresión respiratoria, de la función del centro respiratorio, de la sensibilidad a los cambios del equilibrio ácido-base y de la capacidad renal para excretar bicarbonato.



El sueño

La mala calidad del sueño, es un factor que puede afectar al rendimiento laboral. Durante el sueño la ventilación disminuye y también la capacidad respiratoria para responder a los bajos niveles de oxígeno y a los altos de CO2. Asimismo, descienden la frecuencia y la profundidad de la respiración.

La interrupción periódica de la respiración durante las primeras noches que siguen al ascenso a una gran altura es un fenómeno común. Se experimenta un período de apnea (paralización de la respiración) de 15 a 30 segundos, seguido de varias respiraciones profundas que a menudo despiertan a la persona durante unos instantes.

La presión arterial de oxígeno a veces desciende en los períodos de apnea hasta niveles alarmantes. Debido a las repetidas ocasiones en que el sujeto se despierta, la calidad del sueño es deficiente, por lo que, aunque el tiempo total de sueño haya sido el normal, la persona se levanta con la sensación de haber pasado una noche inquieta o de no haber dormido. La administración de oxígeno elimina el ciclo de estimulación hipóxica y la inhibición alcalina anula la respiración periódica y restablece el sueño normal.



Exposición crónica intermitente a la altitud en trabajadores

Trabajador minero descansando

Existen situaciones de trabajo, especialmente en la minería de Los Andes peruanos que exigen trabajar varios días a altitudes superiores a 3000 msnm. y a pasar después varios días en su casa, a nivel del mar. Los horarios de trabajo son variables (10 a 14 días) y un número de días (4 a 7) a nivel del mar.

Es recomendable evaluar los intervalos necesarios para lograr la aclimatación y para perderla y también prestar atención especial al bienestar del trabajador y su rendimiento laboral al llegar a la altura y durante uno o dos días después.

Es necesario valorar la fatiga, el tiempo necesario para llevar a cabo tareas rutinarias y no rutinarias y los errores cometidos. También los empleadores deberían elaborar estrategias para reducir al mínimo el tiempo necesario para la aclimatación y para mejorar el rendimiento durante las horas de vigilia.

Quizá el problema más importante es la disminución del rendimiento cognitivo los primeros días de reingreso a la altitud que pueden repercutir en errores, fallas y hasta en el incremento de los accidentes laborales. En este tema la Sociedad de Minería Chilena y el estado actualmente están poniendo especial interés en evaluar este tema con seriedad científica.



La Altura NO es una Contraindicación Para el Trabajo

"Contratista Froilán Vega con sus Chanquiris". Foto del genial huancaino Sebastían Rodriguez, contratas mineras, siglo 20

En el Perú el 2010 el estado ha normado (Reglamento de Seguridad y Salud Ocupacional en Minería) que los trabajadores que van a laborar en las minas encima del los 2500 msnm. prohibe en forma empírica subir a la altura a mujeres embarazadas, post operados, obesidad, etc, sin tomar en cuenta que el más del 28 % de la población peruana vive a niveles superiores a 2500 metros y que como a nivel del mar tienen toda la patología imaginada y que también es una realidad que las personas se desplazan periódicamente del nivel de altura al llano y viceversa sanas o con enfermedades.

Esto demuestra que aún existe un desconocimiento de la fisiología y la patología de la altura que plasmada en leyes impedirá en el futuro acceder al trabajo a muchas personas y ese no es el objetivo. El objetivo es prevenir y proteger la salud de los trabajadores y no impedir el trabajo.

En otro artículo publicaremos las reflexiones de los científicos bolivianos sobre los beneficios de la altura, los tabúes aun existentes y las afirmaciones erradas sobre la vida a gran altitud.

Basado en Enciclopedia de Salud y Seguridad en el Trabajo: John Reeves y John Weil

Dr. Aquiles Monroy

EL TRABAJO EN LAS GRANDES ALTITUDES

Mineros Peruanos saliendo de entrada de mina (Foto MINEM)


El Trabajo en la Gran Altitud Demanda un Mayor Consumo de Oxígeno

En los países andinos un gran porcentaje de la población vive y trabaja en altitudes superiores a 3000 metros. En el Perú casi la totalidad de las empresas mineras, el transporte, la agricultura y muchas otras industrias comprometen el esfuerzo de muchos trabajadores quienes expuestos a grandes altitudes son exigidos física y mentalmente. Más aun, el estado está estimulando la constitución de nuevas empresas disminuyendo los impuestos a aquellas que se formen encima de 3000 metros sobre el nivel del mar (msnm).

Todas estas actividades demandan que el trabajador consuma una mayor cantidad de oxígeno. A medida que se gana altura sobre el nivel del mar, la presión total del aire (presión barométrica) y el contenido de oxígeno del aire ambiental van disminuyendo gradualmente y con ellos el rendimiento del trabajo.

Estos son principios ya aceptados que afectan a los lugares de trabajo. Se ha comprobado por ejemplo, que el tiempo necesario para hacer un túnel en Colorado, a 3300 msnm, fue un 25 % mayor que el que llevó a hacer una obra equivalente a nivel del mar y que los efectos de la altitud contribuyeron al retraso (Reeves J. et al en Enciclopedia de Seguridad y Salud en el Trabajo).

No sólo es mayor la fatiga muscular, sino que la función mental también se deteriora. La memoria, la capacidad de cálculo, la precisión y la capacidad en la toma de decisiones y la capacidad de juicio también se alteran. Los científicos que trabajaban en el observatorio de Mona Loa, en la isla de Hawai, a una altitud superior a 4000 msnm observaron que necesitaban más tiempo para hacer las operaciones de cálculo y que cometían más equivocaciones que cuando estaban a nivel del mar.

Un factor decisivo en el rendimiento profesional a gran altitud es el mantenimiento del aporte de oxígeno a los tejidos. Los humanos tenemos mecanismos compensatorios contra los estados de baja concentración de oxígeno (hipoxia). El más importante es el aumento de la frecuencia respiratoria, que comienza cuando la presión de oxígeno en la sangre arterial disminuye (hipoxemia) y que se encuentra a todas las altitudes superiores al nivel del mar, se incrementa progresivamente al aumentar la altitud y es nuestro mecanismo de defensa más eficaz contra los bajos niveles de oxígeno en el medio ambiente.

El proceso por el que aumenta la respiración a grandes altitudes se llama aclimatación ventilatoria que revisaremos en otro artículo.

Una persona no aclimatada tiene pocas probabilidades de sobrevivir a altitudes superiores a 6000 msnm, mientras que los alpinistas aclimatados o adaptados pueden llegar a la cumbre del Everest (8848 msnm) sin suministro alguno de oxígeno.

La Rinconada, 5400 msnm, 11 000 habitantes, pueblo minero en San Antonio Putina, Puno, Perú (Marco Gamarra-El Comercio-GamaPerú)

Así en trabajadores sanos que van a laborar en la altura tenemos cuatro grupos:

1.- Los nativos de la altura que viven en la altura y están adaptados realizan su actividad laboral en la altitud en forma normal.

2.- Los nativos del nivel del mar que viven y ya están adaptados a la altura también realizan su actividad laboral en forma normal.

3.- Los nativos del nivel del mar que van a trabajar a la altura en quienes la aclimatación ventilatoria es el mecanismo adaptativo compensatorio.

4.- Los nativos del nivel del mar o de la altura que tienen exposiciones intermitentes a la altura por razones de trabajo. En esta condición cada vez más frecuente (trabajan en la altura y van de días de descanso a su hogar a nivel del mar), la aclimatación ventilatoria es intermitente y más rápida.

El tiempo necesario para lograr la aclimatación ventilatoria, y la magnitud de ésta, varía de unas personas a otras a una altitud dada y también depende de la magnitud de la propia aclimatación conseguida. Una de las razones más importantes es la gran variación que existe entre los individuos en su respuesta a la hipoxia.

Dr. Aquiles Monroy