Respostas endócrinas, inflamatórias e imunológicas e diferenças individuais na hipóxia hipobárica aguda em terras baixas

Scientific Reports volume 13, Artigo número: 12659 (2023) Citar este artigo

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Quando as pessoas das terras baixas são expostas a ambientes que induzem hipóxia hipobárica (HH), como altas montanhas, ocorrem alterações hemodinâmicas para manter os níveis de oxigênio no corpo. No entanto, as alterações em outras funções fisiológicas sob tais condições ainda não foram esclarecidas. Este estudo investigou mudanças nos parâmetros endócrinos, inflamatórios e imunológicos e diferenças individuais durante a exposição aguda ao HH usando uma câmara climática (75 min de exposição a condições que imitam 3.500 m) em habitantes de terras baixas saudáveis. A aldosterona e o cortisol diminuíram significativamente e as contagens de interleucina (IL) -6, IL-8 e glóbulos brancos (leucócitos) aumentaram significativamente após a HM. A menor saturação periférica de oxigênio (SpO2) foi associada a maiores contagens de IL-6 e leucócitos, e maior IL-8 foi associada a maior cortisol. Esses achados sugerem que respostas endócrinas, inflamatórias e imunológicas são evocadas mesmo com uma exposição curta de 75 minutos ao HH e indivíduos com SpO2 mais baixa parecem apresentar respostas mais pronunciadas. Nossos resultados fornecem dados básicos para a compreensão das respostas fisiológicas e interações dos sistemas homeostáticos durante a HM aguda.

Em ambientes de grande altitude, a diminuição da pressão barométrica e a consequente queda da pressão parcial de oxigênio nos alvéolos evocam uma condição denominada “hipóxia hipobárica” (HH). As populações tibetanas e andinas são bem conhecidas por mostrarem adaptação ao ambiente de grande altitude e foram identificadas diferenças étnicas nestas adaptações1,2,3,4,5. Normalmente, as populações tibetanas apresentam concentrações mais baixas de hemoglobina e alto fluxo sanguíneo2,4,6, enquanto as populações andinas apresentam concentrações mais elevadas de hemoglobina e características ventilatórias mais elevadas, como tórax em barril2,7. Cada fenótipo contribui para manter os níveis de oxigênio sob HM. Por outro lado, habitantes de terras baixas expostos à HH aguda ou subaguda apresentam diversas alterações hemodinâmicas (aumento da frequência cardíaca, ventilação, frequência respiratória, débito cardíaco e concentração de hemoglobina) para manter os níveis de oxigênio8,9,10. No entanto, outras respostas fisiológicas à HM permanecem pouco compreendidas.

Entre as pessoas das terras baixas, o mal agudo das montanhas (AMS) ocorre frequentemente em altitudes superiores a 3.000 m11,12, e a saturação periférica de oxigênio (SpO2) foi identificada como um preditor de AMS13,14,15. No entanto, outras alterações fisiológicas ocorrem no corpo humano. Notavelmente, a HH leva a forte natriurese e diurese através da redução da aldosterona16,17, e a AMS está frequentemente associada à retenção de líquidos17,18. Muitos estudos também relataram aumentos no cortisol em resposta ao HH19,20,21, embora alguns estudos não tenham encontrado tais alterações21,22,23. As respostas de adrenalina e noradrenalina na HH são mais controversas. A noradrenalina parece aumentar com a exposição crônica ao HH23,24, mas com exposição inferior a cerca de 1 semana, nenhuma alteração é observada em nenhum deles24. Além disso, sabe-se que a hipóxia e as respostas inflamatórias estão relacionadas nos níveis molecular, celular e clínico25,26,27,28, e citocinas inflamatórias como interleucina (IL)-6, IL-1β e fator de necrose tumoral (TNF) -α aumento durante o HH8,29,30. Paralelamente, alguns estudos relataram aumentos na contagem de leucócitos (leucócitos) durante a HM31,32. Tais achados sugerem que não apenas a hemodinâmica, mas também as respostas endócrinas, inflamatórias e imunológicas interagem durante a HM para manter a homeostase humana.

Muitos estudos relataram dados importantes de pesquisas de campo, mas fatores como frio, cargas físicas, cargas de exercícios e outros fatores ambientais durante a escalada de montanhas podem afetar as respostas fisiológicas. Além disso, diferenças individuais são observadas nas respostas fisiológicas à HM, incluindo o risco de SMA9,11,28, mas tais diferenças não foram totalmente consideradas em estudos anteriores. Sabe-se que a HH evoca diversas respostas fisiológicas, não apenas hemodinâmicas, mas também endócrinas, inflamatórias e imunológicas. Nossa hipótese era que indivíduos que apresentassem respostas mais pronunciadas nesses valores apresentariam menor SpO2 durante a exposição ao HH, refletindo menor oxigenação sanguínea no corpo. Este estudo, portanto, teve como objetivo investigar as respostas endócrinas, inflamatórias e imunológicas e as diferenças individuais durante a HH aguda em habitantes de terras baixas saudáveis, usando a câmara climática para reduzir ao máximo os fatores de confusão (Fig. 1), para compreender melhor os efeitos básicos da HH no ser humano. corpo e interações com sistemas homeostáticos humanos.