La ventilación pulmonar

Es un conjunto de procesos que hacen fluir el aire entre la atmósfera y los alvéolos pulmonares a través de los actos alternantes de la inspiración y la espiración. Para ello, se cuenta con las vías aéreas internas, el diafragma, la cavidad torácica formada por la columna vertebral, el esternón y las costillas, así como la musculatura asociada. Los músculos cambian el volumen de la cavidad torácica, y al hacerlo crean presiones negativas y positivas que mueven el aire adentro y afuera de los pulmones.

Durante la ventilación normal (16 por minuto), en reposo, la inspiración es activa, mientras que la espiración es pasiva.

En la inspiración el diafragma al momento de contraerse se desplaza hacia abajo agrandando la caja torácica, empujando el contenido abdominal hacia abajo y adelante, de forma que la dimensión vertical del tórax aumenta; este incremento en el volumen torácico crea una presión negativa (depresión o presión menor que la atmosférica) en el tórax. Ya que el es una cámara cerrada y la única comunicación con el exterior es el sistema pulmonar a través de los bronquios y la tráquea; la presión negativa torácica causa que el aire entre a los pulmones. Los alvéolos de los pulmones por sí mismos son pasivos y se expanden solamente por la diferencia de presión de aire en los pulmones, la cual es menor que la presión en el exterior de los pulmones.

Otros músculos accesorios para la inspiración son el escaleno, que eleva las dos primeras costillas, el esternocleidomastoideo, que eleva el esternón. Durante la ventilación en reposo, estos músculos presentan poca actividad, pero durante el ejercicio pueden contraerse vigorosamente, para facilitar la ventilación. Otros músculos que juegan papeles menores son los alae nasi ( que producen aleteo de los orificios nasales).

La espiración en reposo es un proceso pasivo; se produce la relajación de los músculos inspiratorios, mientras que los pulmones y la caja torácica son estructuras elásticas que tienden a volver a su posición de equilibrio tras la expansión producida en la inspiración.

En la espiración forzada un grupo de músculos abdominales empujan el diafragma hacia arriba muy intensamente. Estos músculos también se contraen de manera forzada durante la tos, el vómito y la defecación. Al final de la espiración, sea forzada o pasiva, la presión intraalveolar se iguala con la presión atmosférica.

La presión atmosférica es la fuerza que ejerce el aire que forma la atmósfera sobre la superficie terrestre; el valor de la presión atmosférica sobre el nivel del mar es de 101 325 Pascales. 

Descartes fue quien en carta escrita en 1638, doce años antes del experimento de Torricelli, afirmaba ya que: el aire es pesado, se lo puede comparar a un vasto manto de lana que envuelve a la tierra, hasta más allá de las nubes; el peso de esta lana comprime la superficie del mercurio en la cuba, impidiendo que descienda la columna mercurial

El aire que respiramos es constante a cualquier altitud y está compuesto por 79% de nitrogeno, 21 % de
oxigeno (O2) y 1% de otros gases (vapor de agua, CO2, gases nobles, etc) A pesar de ello, al aumentar la altutud disminuye la presión atmosférica, cuando respiramos, la presión del aire en el interior de los pulmones y la presión parcial de oxígeno de este aire son menores y por tanto, el oxígeno difunde en menor medida a la sangre y puede llegar en menor cantidad a los tejidos. Entre los diversos factores de la altitud que afectan al organismo (presión de los gases, temperatura, radiación, humedad, viento, gravedad, etc), la disminución de la presión parcial del oxígeno (hipoxia de la altitud) es uno de los principales.

Para atletas, la gran altitud produce dos efectos contradictorios en el rendimiento. Para eventos explosivos (carreras de hasta 400 metros, salto largo, salto triple, salto alto) la reducción de la presión atmosférica significa que hay menos resistencia del aire y el desempeño del atleta generalmente será mejor a gran altitud. Para eventos de resistencia (carreras de 5000 metros o más) el efecto predominante es la reducción del oxígeno, lo que generalmente reduce el rendimiento del atleta. Las organizaciones deportivas reconocen el efecto de la altitud en el desempeño.

La máscara de hipoxia ¿Mito o realidad?

Los que ofrecen este producto comúnmente argumentan que los supuestos beneficios que se obtienen al entrenar con la máscara son los siguientes:

-Mejora la resistencia pulmonar, -incrementa la capacidad pulmonar (VO2Max), -aumenta la superficie y elasticidad de los alvéolos, -fortalece el diafragma, -eleva el umbral anaeróbico, -genera mejoras cardio-vasculares.

La hipoxia es, básicamente, la falta de oxígeno en el organismo; sin embargo, la razón fundamental por
la cual el cuerpo responde fisiológicamente al entrenamiento en altura, es por la disminución de la presión atmosférica, lo que provoca una baja en la presión del aire inspirado, reduciendo así su densidad y la cantidad total de moléculas del aire respirado; esto significa que ingresa una menor cantidad de moléculas de oxígeno al torrente sanguíneo. También podemos decir, que la hipoxia es la señal fisiológica necesaria para aumentar los niveles de eritopoyetina, que es la hormona encargada de incrementar la tasa de producción de glóbulos rojos (eritrocitos o hematíes)

La máscara claramente no modifica la presión parcial del oxígeno, puesto que la presión del aire entrante es idéntica a la presión atmosférica de la latitud y altitud en la que se encuentra el deportista. Y aunque generara hipoxia (lo que no ocurre) varios autores concuerdan que la exposición a la hipoxia, sólo durante las sesiones de entrenamiento no es suficiente para generar cambios en los parámetros hematológicos (Vogt, M., & Hoppeler, H. (2010). Is hypoxia training good for muscles and exercise performance?. Progress in cardiovascular diseases, 52(6), 525-533.)

En esta investigación no se encontraron diferencias significativas en la función pulmonar o hematológica. Es por ello que los autores concluyeron que el uso de la máscara de hipoxia no parece actuar como un simulador de altitud, sino más bien como un dispositivo de entrenamiento de los músculos respiratorios. Esta adaptación no es del todo conveniente, pues pueden ser más los perjuicios que se producen sobre otras adaptaciones que podrían desarrollarse sin su utilización, que los beneficios que aporta.