Permanecer en altitudes elevadas altera el metabolismo del cuerpo

Cuanto mayor sea, menor será la presión atmosférica. Aunque la proporción de oxígeno en el aire inhalado no cambia, según la ecuación de Clapeyron, a medida que disminuye la presión del aire, disminuye la presión parcial de oxígeno y, por tanto, su suministro. Durante una estancia en los asentamientos humanos más altos, el suministro de oxígeno puede reducirse hasta la mitad. Entre las ciudades más altas del mundo se encuentran la capital boliviana La Paz (3600-4100 metros sobre el nivel del mar), donde casi ningún equipo de fútbol extranjero ha podido vencer, o la principal ciudad tibetana de Lhasa (3650 metros sobre el nivel del mar) . El poseedor del récord es el peruano La Rinconada (5100 metros sobre el nivel del mar).

Casi un tercio de la población mundial vive al nivel del mar, donde el oxígeno representa alrededor del 21 por ciento. aire. Solo 2 millones de personas en el mundo viven por encima de los 4.500 metros sobre el nivel del mar, aproximadamente en la cima del pico alpino Matterhorn (4.478 metros). A esa altitud, respirar es tan difícil como en las tierras bajas con un 11 por ciento de oxígeno, pero las personas que viven allí pueden adaptarse a la hipoxia y prosperar. Además, en comparación con la gente de las tierras bajas, las enfermedades asociadas con trastornos metabólicos, como la diabetes, la enfermedad coronaria, la hipercolesterolemia y la obesidad, son menos comunes en los asentamientos de alta montaña.

La investigación sobre este fenómeno fue realizada en un modelo de ratón por científicos de los Institutos Gladstone (San Francisco, EE. UU.). Demostraron que los niveles de oxígeno crónicamente bajos, como la gran altitud, cambiaron la forma en que los ratones quemaron azúcares y grasas. El trabajo no solo ayuda a explicar las diferencias metabólicas de las personas que viven en altitudes elevadas, sino que también puede conducir a nuevos tratamientos para enfermedades metabólicas.

«Descubrimos que cuando el cuerpo experimenta niveles de oxígeno crónicamente bajos, diferentes órganos reorganizan sus fuentes de combustible y vías de producción de energía de diversas maneras», dijo la investigadora principal, la Dra. Esha Jain. «Esperamos que estos hallazgos nos ayuden a identificar cambios metabólicos que pueden ser beneficiosos para el metabolismo incluso fuera de entornos con poco oxígeno».

Los estudios previos de hipoxia se realizaron en células aisladas o en tumores que a menudo carecen de oxígeno. Esta vez, los investigadores querían analizar más detalladamente cómo la hipoxia prolongada afecta a los órganos de todo el cuerpo.

«Queríamos caracterizar los cambios metabólicos que ocurren cuando el cuerpo se adapta a la hipoxia», dice Ayush Medha, autor principal del artículo. «Pensamos que esto podría proporcionar algunas ideas sobre cómo esta adaptación puede proteger contra las enfermedades metabólicas».

Medha, Jain y sus colegas de Gladstone y la Universidad de California, San Francisco (UCSF) mantuvieron ratones adultos en cámaras de presión que contenían 21 y 11 por ciento. O 8 por ciento de oxígeno, todos los niveles en los que pueden vivir tanto los humanos como los ratones. Durante 3 semanas, monitorearon el comportamiento de los animales, controlando su temperatura, dióxido de carbono y niveles de glucosa en sangre, y usaron tomografía por emisión de positrones (PET) para estudiar cómo los diferentes órganos usaban los nutrientes.

En los primeros días de la hipoxia, los ratones vivían en una atmósfera equivalente al 11 u 8 por ciento de oxígeno, se movían menos y pasaban horas completamente quietos. Sin embargo, al final de la tercera semana, sus patrones de movimiento habían vuelto a la normalidad. De manera similar, los niveles de dióxido de carbono en la sangre, que disminuyen cuando los ratones o los humanos respiran más rápido para obtener más oxígeno, disminuyeron inicialmente pero volvieron a los niveles normales al final de la semana 3.

Sin embargo, el metabolismo de los animales parecía estar permanentemente alterado por la hipoxia. En ratones hipóxicos, tanto la glucosa en sangre como el peso corporal disminuyeron y no volvieron a los niveles previos a la hipoxia. Se han observado cambios similares en personas que viven en altitudes elevadas.

El análisis de las tomografías por emisión de positrones de cada órgano mostró cambios permanentes. Para metabolizar los ácidos grasos (que componen las grasas) y los aminoácidos (los componentes básicos de las proteínas), el cuerpo requiere altos niveles de oxígeno, mientras que el cuerpo requiere menos oxígeno para metabolizar el azúcar y la glucosa. Como era de esperar, la hipoxia en la mayoría de los órganos aumentó el metabolismo de la glucosa. Sin embargo, en el tejido adiposo pardo y el músculo esquelético, dos órganos que ya se sabe que tienen altos niveles de metabolismo de la glucosa, los niveles de utilización de glucosa disminuyeron inesperadamente.

«Antes de este estudio, se suponía que en condiciones hipóxicas, el metabolismo de todo el cuerpo se vuelve más eficiente en el uso de oxígeno, lo que significa quemar más glucosa y menos ácidos grasos y aminoácidos», anotó Jin. «Hemos demostrado que mientras algunos órganos en realidad usan más glucosa, otros conservan glucosa en su lugar».

Según explica el investigador, las células aisladas previamente estudiadas no tienen por qué comprometerse para mantener la glucosa, mientras que en el caso del animal entero, ésta es fundamental para su supervivencia.

Los efectos duraderos de la hipoxia a largo plazo observados en ratones (menor peso corporal y niveles de glucosa) están relacionados con un menor riesgo de enfermedad, incluida la enfermedad cardiovascular, en humanos. Comprender cómo contribuye la hipoxia a estos cambios podría conducir al desarrollo de nuevos fármacos que imiten estos efectos beneficiosos.

“Ya estamos viendo atletas entrenando a gran altura para mejorar su rendimiento deportivo; tal vez en el futuro comencemos a aconsejar a las personas que pasen tiempo en grandes altitudes por otras razones de salud”.

Más información en el artículo fuente (https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1550413123000438). (PAPILLA)

Autor: Paul Wernicke

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