Introducere

Locuitorii din zonele joase (<1500 m) care urcă rapid la altitudini înalte (>2400 m) și mai ales foarte înalte (>3500 m) sau extreme (>5500 m) sunt expuși riscului de a dezvolta boli de altitudine (Gallagher și Hackett, 2004) și de a se confrunta cu o afectare substanțială a performanțelor lor fizice și cognitive la locul de muncă (Fulco et al., 1998). Aclimatizarea la altitudine este o serie de ajustări fiziologice care compensează reducerea oxigenului din mediul ambiant. Aclimatizarea la altitudine este cea mai bună strategie pentru prevenirea răului acut de munte (AMS) (Forgey, 2006) și permite oamenilor să atingă performanțele maxime de muncă fizică și cognitivă posibile pentru altitudinea la care sunt aclimatizați (Fulco et al., 2000; Banderet et al., 2002). Strategia recomandată pentru inițierea aclimatizării la altitudine este o ascensiune treptată sau graduală, cu o altitudine de dormit în prima noapte de cel mult 2400 m și o creștere zilnică a altitudinii limitată la 300-600 m (Forgey, 2006). Cu toate acestea, pentru mulți alpiniști și drumeți care au un program strâns, este posibil să nu existe timp suficient pentru a dezvolta un grad adecvat de aclimatizare la altitudine. De exemplu, o ascensiune a muntelui Kilimanjaro (5896 m) urmând cea mai rapidă rată de ascensiune gradată recomandată de 600 m/zi peste 2500 m (Hackett și Roach, 2001) ar necesita 8 zile (6 zile de ascensiune și 2 zile de odihnă) pentru aclimatizare. Prin comparație, pe o rută comercială populară de alpinism spre vârf, ascensiunea relativ rapidă include doar 4 sau 5 nopți de somn la peste 2500 m. Persoanele care urmează această ascensiune relativ rapidă se confruntă cu o incidență ridicată (∼75%) a răului acut de munte și doar 51% până la 61% reușesc să ajungă cu succes pe vârf (Karinen et al., 2008; Kayser et al., 2008, Davies et al., 2009). Aclimatizarea la altitudine înainte de a începe această ascensiune ar scădea probabil susceptibilitatea la AMS, ar îmbunătăți performanța fizică și ar crește succesul ascensiunii pe vârf.

Aclimatizarea la altitudine este cel mai frecvent indusă prin expunerea continuă la altitudini >1500 m. Cu toate acestea, pentru persoanele care trăiesc la altitudine joasă, în lunile sau săptămânile de dinaintea plecării într-o excursie de ascensiune, este posibil să nu fie posibilă o ședere continuă la altitudine mare. Pentru unii rezidenți la altitudine joasă, poate fi posibilă o excursie ocazională de 1 sau 2 zile la altitudine moderată sau mai mare. Întrebarea este dacă acest tip de preexpunere la altitudine oferă vreun beneficiu și, în caz afirmativ, cât timp persistă beneficiul.

În locul aclimatizării, sunt disponibile mai multe medicamente care scad în mod eficient susceptibilitatea la boala de altitudine (Hackett și Roach, 2001). Cu toate acestea, toate aceste medicamente (de exemplu, acetazolamida, dexametazona și sildenafilul) au potențiale efecte adverse care le limitează utilizarea și niciuna dintre aceste intervenții farmaceutice nu îmbunătățește direct performanța fizică la locul de muncă. De fapt, la cea mai mare doză recomandată, acetazolamida scade performanța de anduranță (Stager et al., 1990, Garske et al., 2003), exacerbând astfel afectarea muncii indusă de altitudine. În schimb, este posibil ca dozele mai mici de acetazolamidă să nu prevină în mod eficient AMS la altitudini >4000 m (Dumont et al., 2000). Astfel, aclimatizarea la altitudine rămâne cea mai bună abordare pentru a anula efectele dăunătoare ale altitudinii asupra sănătății și performanțelor umane.

Scopul acestei analize este de a oferi o scurtă descriere a adaptărilor fiziologice cheie ale aclimatizării la altitudine, de a evalua beneficiul preexpunerii la altitudine și de a oferi recomandări pentru planificarea și programarea preexpunerii la altitudine înainte de a pleca într-un sejur la altitudini mari. Din cauza posibilelor diferențe dintre hipoxia hipobară și normobară și a limitărilor privind lungimea acestei analize, este analizată doar utilizarea expunerilor hipobarice la altitudine reală sau simulată pentru a induce aclimatizarea la altitudine.

Aclimatizarea la altitudine

Există multe analize excelente și cuprinzătoare ale aclimatizării la altitudine (Bisgard și Forster, 1996; Ward et al., 2000, Young și Reeves, 2002). În această trecere în revistă ne vom concentra asupra adaptărilor cheie care au loc în primele câteva ore sau zile de expunere la altitudine.

Dovezile disponibile sugerează că în intervalul de altitudine cuprins între 900 și 1500 m se atinge un grad de hipoxie hipobarică care stimulează dezvoltarea aclimatizării la altitudine (Kellogg 1968, Honigman et al., 1993, Reeves et al., 1993). Două adaptări cheie care cuprind aclimatizarea la altitudine sunt creșterea ventilației și scăderea apei corporale totale, ceea ce duce la un volum plasmatic redus (adică hemoconcentrare). Aclimatizarea ventilatorie la altitudine se caracterizează prin creșterea progresivă a ventilației, a presiunii parțiale a oxigenului arterial și a saturației oxigenului (Sao2) și o scădere a presiunii parțiale a dioxidului de carbon arterial împreună cu normalizarea pH-ului arterial în primele 5 până la 9 zile de ședere la altitudine (Bisgard și Forster, 1996). Concomitent cu creșterea ventilației, capacitatea de transport al oxigenului din sânge este crescută prin hemoconcentrarea rezultată din reducerea volumului plasmatic (Hoyt și Honig, 1996). Rezultatul net al ventilației crescute și al hemoconcentrației este o aproape normalizare a conținutului de oxigen arterial după o ședere de aproximativ 7 zile la mare altitudine (Sawka et al., 2000). Aclimatizarea ventilatorie poate fi accelerată de medicamentul acetazolamidă (Kronenberg și Cain, 1968).

Expunerea acută la altitudine mare crește frecvența cardiacă și debitul cardiac pentru a menține aportul de oxigen sistemic (Mazzeo et al., 1994). Pe măsură ce conținutul arterial de oxigen crește odată cu aclimatizarea la altitudine, atât debitul cardiac cât și fluxul sanguin periferic revin spre normal. Această scădere a fluxului sanguin poate contribui la îmbunătățirea toleranței la efort prin reducerea muncii cardiace și prin acordarea unui timp de difuzie mai mare pentru extragerea de oxigen din țesuturi (Sawka et al., 2000). Expunerea acută la altitudine mare provoacă vasoconstricție pulmonară hipoxică, ceea ce duce la creșterea presiunii arteriale pulmonare care, la câțiva indivizi, poate duce la edem pulmonar de altitudine (HAPE) (Gallagher și Hackett, 2004). Recent, am arătat că staționarea la ∼2200 m timp de 6 zile a atenuat semnificativ creșterea presiunii arteriale pulmonare (PAP) în timpul ascensiunii directe ulterioare la 4300 m (Baggish et al., 2010), ceea ce poate reduce riscul de apariție a HAPE. Odată cu aclimatizarea, se înregistrează o creștere a transportului și oxidării carbohidraților în cadrul țesuturilor metabolic active (Brooks et al., 1991). Astfel, într-un mediu cu nivel scăzut de oxigen, carbohidrații sunt sursa preferată de combustibil (Fulco et al., 2005).

Cu o ședere continuă la altitudine, stresul fiziologic al exercițiilor fizice este diminuat, iar toleranța la exerciții fizice la altitudine este îmbunătățită în comparație cu cea inițială la sosire (Horstman et al., 1980; Fulco et al., 2005). Mai mult, simptomele AMS se diminuează odată cu aclimatizarea (Gallagher și Hackett, 2004). De exemplu, dacă indivizii afectați de AMS opresc ascensiunea în continuare și se odihnesc la altitudinea la care se află, pentru ∼80% dintre ei simptomele AMS se rezolvă în decurs de 2 până la 7 zile (Gallagher și Hackett, 2004), pe măsură ce se realizează aclimatizarea la hipoxie. Aceste rezultate reduc riscul prin îmbunătățirea judecății, diminuarea oboselii și a îmbolnăvirii și creșterea probabilității de a finaliza cu succes o drumeție sau o ascensiune la altitudine mare.

Aclimatizarea este specifică altitudinii; adică, o aclimatizare completă la o altitudine conferă doar o aclimatizare parțială la o altitudine mai mare. Timpul necesar pentru ca o persoană să se aclimatizeze este funcție de fiziologia individului respectiv și de amploarea provocării hipoxice, definită de altitudinea atinsă (Reeves et al., 1993). Indivizii care nu s-au aclimatizat recent (>1 lună) la altitudine au nevoie de cele mai mari compensații fiziologice și, prin urmare, de cel mai lung timp pentru a se aclimatiza. Indivizii care locuiesc la altitudini moderate sau înalte vor realiza mai rapid aclimatizarea la o altitudine mai mare (Muza et al., 2004). Pentru majoritatea persoanelor expuse la altitudini mari, 70% până la 80% din componenta respiratorie a aclimatizării are loc în 4 până la 10 zile, iar 80% până la 90% din aclimatizarea lor generală este realizată în 2 săptămâni până la o lună (Purkayastha et al., 1995). Evoluția în timp a mai multor rezultate ale aclimatizării (performanțe fizice și cognitive, AMS, Sao2 și frecvența cardiacă) măsurate în laboratorul nostru de la Pikes Peak la 4300 m sunt ilustrate în Fig. 1.

Declimatizarea la altitudine

Odată dobândită, aclimatizarea se menține atâta timp cât individul rămâne la altitudine, dar se pierde în decurs de câteva zile sau săptămâni după revenirea la altitudini mai joase. Ritmul în care are loc deaclimatizarea la altitudine nu a fost bine studiat. Laboratorul nostru (Lyons et al., 1995; Muza et al., 1995; Beidleman et al., 1997) a aclimatizat rezidenți de câmpie la 4300 m timp de 16 zile și apoi i-a readus la nivelul mării timp de 7 zile. În ziua 8 la nivelul mării, aceștia au urcat la 4300 m pentru o expunere de o noapte în camera noastră hipobară. Acești subiecți aclimatizați anterior au păstrat aproximativ 50% din aclimatizarea lor ventilatorie, au fost complet absenți de AMS și au avut o tensiune fiziologică mai mică în timpul exercițiilor submaximale. Savourey și colegii (1996) au raportat despre un grup de alpiniști care se întorceau la altitudine joasă la 10 zile după ce părăsiseră tabăra de bază a Muntelui Everest; atunci când au fost reexpuși la 4500 m într-o cameră hipobarică, Sao2 în repaus și la efort erau încă semnificativ mai mari decât înainte de aclimatizare. În cele din urmă, Sato și colegii săi (1992) au măsurat răspunsul ventilator hipoxic (HVR) la locuitorii de la altitudine joasă pe parcursul a 5 zile de ședere la 3810 m și pe parcursul unei săptămâni la întoarcerea la nivelul mării. HVR a fost semnificativ ridicat în ziua 3 la altitudine și a rămas ridicat în primele 3 zile de revenire la nivelul mării. Cu toate acestea, contrar rezultatelor acestor studii, Richalet și colaboratorii (2002) nu au observat nicio scădere a severității AMS în primele 2 zile la altitudine foarte mare la minerii care alternau între munca de 7 zile la 3800 până la 4600 m și odihna de 7 zile la nivelul mării. Deoarece acesta a fost un studiu de teren, este posibil ca alți factori de mediu sau legați de muncă să fi anulat orice efect benefic al aclimatizării la acești mineri. În general, majoritatea constatărilor din aceste studii directe de deaclimatizare la altitudine sugerează că aclimatizarea se diminuează după coborârea la altitudine joasă, dar se păstrează timp de cel puțin 1 săptămână la indivizii bine aclimatizați și timp de cel puțin 3 zile la indivizii cu o aclimatizare mai puțin dezvoltată.

Un studiu oferă dovezi indirecte că aclimatizarea utilă din punct de vedere funcțional persistă timp de zile sau săptămâni. Schneider și colegii (2002) au evaluat AMS la alpiniștii care au sosit la Capanna Margherita (4559 m) și au examinat mai mulți factori de risc stabiliți pentru AMS. Aceștia au constatat că cei trei factori determinanți independenți ai susceptibilității la AMS au fost istoricul anterior, rata de ascensiune și preexpunerea la altitudine. Preexpunerea suficientă la altitudine a fost determinată ca fiind 5 sau mai multe zile petrecute la peste 3000 m în cele 2 luni precedente. Independent de susceptibilitatea cunoscută, atât preexpunerea adecvată la altitudine, cât și ascensiunea lentă au redus prevalența AMS cu ∼50%. Din păcate, cercetătorii nu au determinat profilurile de expunere la altitudine sau momentul preexpunerii în raport cu ascensiunea efectivă și evaluarea AMS. În cele din urmă, este posibil ca persoanele cu antecedente de AMS să fi încetat să mai urce la mare altitudine și, astfel, prin auto-selecție, populația de cățărători din acest studiu nu a inclus persoane cu susceptibilitate ridicată la AMS. În concluzie, deși există încă lacune semnificative de date, preponderența dovezilor sugerează că aclimatizarea la altitudine persistă timp de câteva zile până la câteva săptămâni după ultima preexpunere.

Aclimatizarea la altitudine înainte de expunere

Există două abordări ale aclimatizării la altitudine înainte de expunere: expuneri continue și intermitente la altitudine. Există numeroase dovezi că șederea continuă la altitudini moderate și mai mari induce aclimatizarea (Houston, 1955; Hansen și colab., 1967; Houston și Dickinson, 1975; Evans și colab., 1976; Hackett și colab., 1976; Stamper și colab., 1980; Purkayastha și colab., 1995; Beidleman și colab., 2009; Fulco și colab., 2009; Baggish și colab., 2010). Cu toate acestea, în toate aceste studii anterioare, ascensiunea ulterioară la altitudini mai mari a urmat imediat după etapizarea sau ascensiunea gradată la altitudini mai mari. După cum s-a descris anterior, persoanele de câmpie bine aclimatizate la 4300 m care s-au întors la altitudine joasă timp de 7 zile au păstrat aclimatizarea benefică la reascensiunea la 4300 m în ziua 8 (Lyons et al., 1995; Muza et al., 1995; Beidleman et al., 1997). Nu există rapoarte publicate cu privire la durata aclimatizării benefice pentru alte combinații de altitudine ridicată și durate de expunere.

Aclimatizarea la altitudine poate fi indusă prin expunere discontinuă sau intermitentă la altitudine (Muza, 2007). Există numeroase dovezi că expunerile intermitente la altitudine induc o aclimatizare ventilatorie (Nagasaka și Satake, 1969; Savourey et al., 1996; Chapman et al., 1998; Katayama et al., 1998; Rodriguez et al, 2000; Ricart et al., 2000; Katayama et al., 2001; Beidleman et al., 2004) și îmbunătățesc performanța la locul de muncă (Roskamm et al., 1969; Terrados et al., 1988; Vallier et al., 1996; Beidleman et al., 2003; Beidleman et al., 2008). Un singur studiu (Beidleman et al., 2004) a examinat AMS în urma expunerilor intermitente la altitudine. Am constatat că AMS a fost absent la 4300 m imediat după 15 zile de expunere zilnică de 4 ore la 4300 m. Includerea antrenamentului de exerciții fizice la altitudine înaltă poate (Roskamm et al., 1969) sau nu (Beidleman et al., 2003) să sporească îmbunătățirea performanțelor fizice la altitudine înaltă. În majoritatea acestor studii, evaluarea aclimatizării „benefice” a fost făcută în termen de 24 de ore de la ultima preexpunere. Prin urmare, persistența acestor adaptări benefice este necunoscută. În plus, majoritatea acestor studii au utilizat camere hipobarice, iar expunerile au fost la altitudini foarte mari (>4000 m) care nu pot fi atinse cu ușurință în mediul natural de către persoanele care locuiesc la altitudini joase. Nu există studii publicate cu privire la eficacitatea unui scenariu de preexpunere la altitudine mai probabilă, care să utilizeze sejururi de weekend la altitudine ridicată repetate pe parcursul a 2 sau mai multe săptămâni. De exemplu, la altitudinea relativ ușor de atins de 2200 m, în primele 2 zile (adică un weekend) se produce o aclimatizare ventilatorie semnificativă (Beidleman et al., 2009). Cu toate acestea, nu se știe cât timp va persista acest grad de aclimatizare după coborâre.

În cele din urmă, așa cum a fost descris anterior, Schneider și colegii (2002) au constatat că o preexpunere suficientă la altitudine a fost de 5 sau mai multe zile petrecute la peste 3000 m în cele 2 luni anterioare. Cu toate acestea, deoarece nu a fost evaluat momentul preexpunerii la altitudine în raport cu ascensiunea reală și evaluarea AMS, este posibil ca aceste preexpuneri să fi avut loc mai aproape de ascensiunea reală decât implică perioada de preexpunere de 2 luni.

Recomandări

Datorită datelor limitate, este dificil să se ofere recomandări definitive pentru dezvoltarea unei aclimatizări eficiente la altitudine folosind protocoale de preexpunere (continue sau intermitente). În plus, ritmul planificat de ascensiune și altitudinea finală a călătoriei ulterioare vor dicta ce grad de aclimatizare la altitudine ar trebui să se încerce să se obțină înainte de a pleca pentru ascensiune. De exemplu, persoanele care plănuiesc ascensiuni rapide la altitudini extreme, cum ar fi Muntele Kilimanjaro (5896 m), vor avea nevoie de mai multă aclimatizare decât persoanele care plănuiesc o drumeție de-a lungul traseului Pacific Crest, unde altitudinea maximă este de 4009 m. Astfel, următoarele orientări trebuie privite ca fiind provizorii și utilizate ca îndrumare generală, mai degrabă decât specifică.

Individuții care locuiesc între 900 și 1500 m sau mai sus au dezvoltat probabil un grad de aclimatizare proporțional cu magnitudinea stimulului hipoxic. Astfel, la urcarea la altitudini mai mari, ei vor experimenta probabil o reducere proporțională a susceptibilității de a dezvolta AMS și, de asemenea, vor atenua scăderea indusă de hipoxie a performanțelor fizice de muncă. Pentru persoanele care locuiesc la o altitudine mai mică de 900 până la 1 500 m, un anumit grad de aclimatizare la altitudine va fi indus prin expuneri frecvente la altitudini mari în săptămânile premergătoare plecării într-o călătorie la altitudini mari. Este bine stabilit faptul că un anumit grad de aclimatizare ventilatorie se va dezvolta în decurs de 1 până la 2 zile de ședere continuă la altitudini moderate (>1500 m) sau înalte (>2400 m) și cu expuneri zilnice de 1,5 până la 4 ore la >4000 m. Există dovezi că 5 sau mai multe zile la peste 3000 m în ultimele 2 luni înainte de o ascensiune la altitudine înaltă vor reduce semnificativ AMS. În general, gradul de aclimatizare la altitudine dezvoltat este proporțional cu altitudinea atinsă și cu durata expunerii. Cu cât amploarea aclimatizării la altitudine este mai mare, cu atât mai mult timp va persista o aclimatizare utilă din punct de vedere funcțional la coborâre. Cu toate acestea, în absența unor dovezi definitive, ascensiunea la altitudine mare trebuie programată cât mai curând posibil după ultima preexpunere la altitudine.

Dezvăluiri

Autorii nu au conflicte de interese sau legături financiare de raportat. Aprobat pentru difuzare publică; distribuția este nelimitată. Punctele de vedere, opiniile și/sau constatările conținute în această publicație aparțin autorilor și nu trebuie interpretate ca fiind o poziție, o politică sau o decizie oficială a Departamentului Armatei, cu excepția cazului în care sunt desemnate astfel prin alte documente. Orice citare a organizațiilor comerciale și a denumirilor comerciale din acest raport nu constituie o susținere sau o aprobare oficială a Departamentului Armatei a produselor sau serviciilor organizațiilor respective.

.