Diferentes tipos de adaptación a la gran altitud entre etíopes (2ª parte)

Tras un breve período sin publicaciones, voy a centrar esta entrada en las adaptaciones vasculares y circulación cerebral entre los Amharas y Oromos. Todo quedará resumido en una nueva entrega de la Colección de Infográficos Altitud.

Una típica respuesta adaptativa a la hipoxia hipobárica es un incremento en la concentración de hemoglobina (Hb), aunque el grado de dicho incremento es de menor magnitud entre los amharas etíopes que pueblan las montañas Simen, si lo comparamos a otros pueblos que residen a gran altitud, sugiriendo la presencia de mecanismos de adaptación alternativos. Numerosos grupos de investigación encontraron que la respuesta vascular en otro mecanismo de adaptación distintivo entre los amharas, que compensa su menor incremento en la Hb (Cheong, Janocha, Monocello et al., 2017). Al respecto, la vasodilatación es un ajuste fisiológico importante que incrementa el riego sanguíneo en respuesta a la hipoxia (Singel & Stamler, 2004). Los tibetanos, al igual que los amharas, tienen una menor respuestas en el incremento de la Hb ante las condiciones hipóxica, habiéndose observado entre ellos unos altos valores de óxido nítrico (NO), así como un incremento en su flujo sanguíneo (Beall, Brittemham, Strohl et al., 1999; Hoit, Dalton, Erzurum, Laskowski, Strohl & Beall, 2005). El NO es una molécula clave en la vasodilatación y la prevención de trombosis. La vasodilatación sistémica que provoca la hipoxia, se atribuye a un incremento en la producción de NO y se ha observado en tibetanos. Los amharas también presentan altos valores de NO, así como de su transductor el guanosín monofosfato cíclico (cGMP), algo que no se ha reportado entre los oromos (Cheong, Janocha, Monocello et al., 2017).

En los amharas la hipoxia crónica aumenta la concentración de NO, facilitando la vasodilatación y un incremento del flujo sanguíneo, compensando su menor concentración de Hb (Cheong, Janocha, Monocello et al., 2017), además, para garantizar un mejor flujo sanguíneo, el factor de crecimiento endotelial vascular c (VEGFC), que es crucial para la angiogénesis^* en respuesta a la hipoxia, fue muy elevado entre etíopes de la gran altitud y de las tierras más bajas (Xing, Qualls, Huicho et al., 2008).

A gran altitud los pulmones están expuestos a una menor fracción inspirada de oxígeno. Una reacción inmediata a dicha condición es la vasoconstricción pulmonar hipóxica, que se entiende como un incremento en la presión pulmonar sanguínea arterial que aumentará de forma inmediata la resistencia vascular pulmonar en regiones pobremente aireadas de los pulmones, redirigiendo el flujo sanguíneo pulmonar a regiones más ricas en oxígeno (Dunham-Snary, Wu, Sykes et al., 2017). Esta desviación del flujo sanguíneo hacia alveolos más ventilados es crítica para ajustar la ventilación con la perfusión (circulación sanguínea pulmonar), disminuyendo el volumen de sangre derivada (no oxigenada) y previniendo la hipoxemia. La hipoxia crónica promueve la vasoconstricción pulmonar y aumenta la presión arterial pulmonar, así como la resistencia pulmonar, conllevando a una hipertrofia ventricular derecha y eventualmente a un fallo cardíaco.

Un subgrupo de mal crónico de montaña es la hipertensión pulmonar crónica de la gran altitud (HAPH), siendo esta un síndrome observado en personas que residen en regiones a gran altitud y caracterizándose por una incrementada resistencia vascular pulmonar, secundada por una vasoconstricción pulmonar hipóxica y una remodelación vascular de las arteriolas pulmonares (Heath, Williams, Rios-Dalenz & Calderdon, 1990; Maggiorini & Leon-Velarde, 2003). Las alteraciones vasculares envuelven a todos los elementos de la pared de los vasos e incluye una disfunción del endotelio, un alargamiento del músculo liso hacia vasos no muscularizados con anterioridad y un engrosamiento de la túnica adventicia^$ (Maggiorini & Leon-Velarde, 2003). El lecto puede profundizar más sobre este asunto en la entrada publicada en este blog en noviembre de 2023 https://kimbiasana.wordpress.com/2023/11/16/hipertension-pulmonar-en-adultos-nacidos-y-residentes-a-gran-altitud-1a-parte/ así como en este infográfico de la Colección Altitud.

Una mayor prevalencia de HAPH está influida por la altitud, grupo étnico perteneciente, historia anscestral de colonización a la gran altitud, así como por la presencia de determinadas enfermedades cardiorrespiratorias. Los factores de riesgo más importantes para la HAPH son el incremento de edad, la hipoxemia y la eritrocitosis (Negi, Marwaha, Asotra et al., 2014). Los tibetanos se condideran el grupo étnico mejor adaptado al estrés sobreimpuesto de la gran altitud y tienen una menor prevalencia de HAPH comparado a los andinos (Beall, 2000). La hipoxia crónica promueve la angiogénesis mediante la modulación del factor de transcripción regulador inducido por la hipoxia (HIF-1α), que desencadena la regulación al alza de la eritropoyesis (Hashimoto & Shibasaki, 2015). El HIF-1α es un regulador clave de la respuesta hipóxica y sus actividades proangiogénicas incluyen la regulación del factor de crecimiento vascular endotelial (VEGF), así como también de la eritropoyetina y sus receptores (Lemus-Varela, Flores-Soto, Cervantes-Munguía et al., 2010; Ramakrishnan, Anand & Roy, 2014). A continuación pueden ver un grupo de niños oromo.

La hipoxia crónica causada por la migración de los residentes de nivel del mar a gran altitud o enfermedades crónicas pulmonares conllevan al desarrollo del aumento de la resistencia vascular pulmonar e hipertensión pulmonar (Gassmann, Cowburn, Gu et al., 2021). El modelo clásico que denota la presencia de hipertensión pulmonar es un aumento de la resistencia vascular. A diferencia de este consenso general, un estudio con etíopes encontró que los Amhara nativos de la gran altitud a 3700 m, tenían una presión arterial pulmonar elevada (27,9 ± 8,4 mmHg), sin embargo, no se observó una elevada resistencia vascular. Los autores sugirieron que la elevada presión arterial pulmonar, se podría deber al elevado flujo sanguíneo pulmonar y al alargamiento del ventrículo derecho, pero no a una mayor resistencia vascular (Hoit, Dalton, Gebremedhin et al., 2011). Este hallazgo podría abrir la puerta a una diferente respuesta a la hipoxia que modula la vascularidad pulmonar.

Otra característica única de los Amharas es la sensibilidad de sus cerebros al déficit de oxígeno. El cerebro es el órgano más sensible al déficit de oxígeno. Muchos síntomsd del mal crónico de altura se asocian con la hipoxia neuronal. Un síntoma del fracaso de adaptarse a la hipoxia hipobárica aguda o crónica es la presencia del edema cerebral severo de la gran altitud (Luks, Swenson & Bärtsch, 2017; Turner, Gatterer, Falla & Lawley, 2021). Fisiológicamente, el CO₂ tiene un evento dilatador cerebrovascular, mientras que el oxígeno tiene el efecto opuesto. La vascularidad cerebral expuesta a la hipoxia crónica tiene por tanto un riesgo de constricción, resultando en una disminución del flujo sanguíneo.

La circulación cerebral de la Amhara es menos sensible a la hipoxia, a diferencia de sus homónimos peruanos (Xing, Qualls, Huicho et al., 2008). Los amhara presentan una gran sensibilidad en los vasos sanguíneos cerebrales al CO₂, que podría aumentar su flujo sanguíneo cerebral y con ello, incrementar el envío de oxígeno al cerebro. Esta característica única les confiere una mayor capacidad de supervivencia a gran altitud.

Lean las principales conclusiones del autor:

1. Los amharas no muestran síntomas de mal crónico de montaña, un indicador de mala adaptación a la hipoxia crónica de la gran altitud.
2. A diferencia de los oromos, los amharas no muestran una elevada Hb, por ende, no se caracterizan por una elevada eritrocitosis a la respuesta hipóxica.
3. Los amharas presentan elevadas concentraciones de NO y de cGMP, apuntando a una posible adaptación al entorno hipóxico mediante una vasodilatación, incrementando con ella el aporte de oxígeno a los tejidos metabólicos.

A continuación se muestra una nueva entrega de la Colección de Infográficos Altitud que resumen este estudio.

Santiago Sanz

Doctor en Fisiología del Ejercicio, especialista en Fisiología Humana del entorno hipóxico.

^*Formación de vasos sanguíneos

^$ Hace referencia a la capa externa que rodea los vasos del sistema circulatorio.