¿Está relacionado el flujo sanguíneo a través de IPAVA y PFO con la hipertensión pulmonar inducida por apnea y buceo?

La hipertensión arterial pulmonar (aumento de la presión arterial pulmonar) es una enfermedad multifactorial sin cura. La investigación de formas reversibles de hipertensión pulmonar inducida en condiciones extremas, como la apnea prolongada y/o el buceo, puede ayudar a comprender mejor por qué algunas personas desarrollan esta devastadora enfermedad y otras no.

La presión arterial pulmonar es típicamente muy baja en humanos sanos. Los niveles bajos de oxígeno (hipoxia) provocan una constricción de los vasos sanguíneos pulmonares que dan como resultado diámetros más pequeños, pero el flujo sanguíneo pulmonar permanece constante o aumenta. Tener un flujo constante con diámetros de vasos más pequeños hace que aumente la presión arterial pulmonar, pero volverá a la normalidad una vez que se restablezcan los niveles normales de oxígeno. Además, existe una asociación con el foramen oval permeable (PFO, pequeño orificio entre las aurículas en el corazón) y presiones arteriales pulmonares excesivas en condiciones de bajo oxígeno. Sin embargo, se desconocen los motivos del aumento exacerbado de la presión arterial pulmonar en estos sujetos con FOP (PFO+), pero puede deberse a una respuesta de constricción exagerada a la falta de oxígeno.

Durante una contención de la respiración, el oxígeno en los pulmones disminuye y en los buceadores de élite en apnea, disminuye a niveles muy bajos. En comparación con los sujetos sin PFO (PFO-), el oxígeno puede disminuir aún más en los sujetos con PFO+ porque la sangre desoxigenada viaja a través del pequeño orificio para mezclarse con la sangre oxigenada, lo que exacerba el nivel al que disminuye el oxígeno en la sangre. Por lo tanto, el uso de un modelo de hipoxia pulmonar conteniendo la respiración es un enfoque para examinar un aumento inducido por la hipoxia en la presión arterial pulmonar, un método que depende críticamente de la capacidad del buceador de apnea de élite para contener la respiración durante períodos significativos.

Las anastomosis arteriovenosas intrapulmonares (IPAVA) son vasos dentro del pulmón que evitan los capilares. El grupo de investigadores ha investigado los posibles roles que estos vasos únicos pueden tener en condiciones fisiológicas y fisiopatológicas. Los investigadores han descubierto que el flujo sanguíneo de IPAVA se produce cuando los sujetos sanos respiran gas con poco oxígeno. Los investigadores también han descubierto que el flujo sanguíneo de IPAVA está inversamente relacionado con la presión arterial pulmonar. Específicamente, las personas con presiones arteriales pulmonares altas tienen un flujo sanguíneo IPAVA bajo y viceversa.

El ventrículo derecho del corazón bombea sangre a través de la arteria pulmonar hacia los pulmones. En condiciones de reposo, el corazón derecho realiza una cantidad mínima de trabajo porque la presión en los vasos sanguíneos de los pulmones es baja. Cuando aumenta la presión arterial pulmonar, el trabajo del lado derecho del corazón tiene que aumentar sustancialmente para mantener el bombeo de sangre a través del pulmón. Por lo tanto, las presiones arteriales pulmonares altas aumentarán el trabajo del corazón derecho y pueden provocar una disfunción del corazón derecho, lo que limitará la cantidad de sangre que el corazón puede bombear. Si la presión es lo suficientemente alta como para limitar la cantidad de sangre que fluye a través del pulmón, esto puede detectarse por una reducción en el flujo sanguíneo pulmonar y/o cambios en la función del corazón durante la contracción (sístole) y la relajación (diástole). En consecuencia, una intervención que reduzca las presiones arteriales pulmonares durante una contención de la respiración puede tener un efecto beneficioso sobre la función del corazón derecho.

En conjunto, durante una inmersión de élite en apnea, donde el nivel de oxígeno disminuye, los investigadores esperan que las presiones arteriales pulmonares aumenten a medida que disminuyen los niveles de oxígeno pulmonar, y que la reducción de oxígeno puede ser incluso menor en sujetos con PFO+. Además, a medida que disminuyen los niveles de oxígeno en la sangre, el flujo sanguíneo de IPAVA aumentará en algunos sujetos con PFO, lo que mantendrá bajas las presiones arteriales pulmonares en esos individuos. Por el contrario, se esperaría que los sujetos con FOP+ y aquellos sujetos con FOP- con niveles bajos de flujo sanguíneo IPAVA tuvieran las mayores presiones pulmonares. Se desconoce si esto es cierto o no. Por lo tanto, el Objetivo n.º 1 cuantificará la presión arterial pulmonar y la función del corazón derecho e investigará sus relaciones con el FOP y el flujo sanguíneo IPAVA en buceadores de élite que aguantan la respiración mientras respiran concentraciones de oxígeno y dióxido de carbono que simulan la hipoxia inducida por la apnea [NOTA: no es posible obtener imágenes del corazón durante una contención de la respiración porque el pulmón completamente inflado obstruye la visualización del corazón por ultrasonido]. El objetivo n.º 2 utilizará sildenafilo, un fármaco que aumenta la biodisponibilidad del óxido nítrico para dilatar los vasos sanguíneos pulmonares y disminuir la presión arterial pulmonar mientras se respiran concentraciones de oxígeno y dióxido de carbono que imitan la hipoxia inducida por la apnea. Los investigadores cuantificarán el efecto del sildenafil sobre la presión arterial pulmonar y la función del corazón derecho y determinarán si altera la relación con el IPAVA y el flujo sanguíneo del PFO. Como se mencionó anteriormente, debido a que los sujetos con PFO+ pueden tener una respuesta vasoconstrictora pulmonar exagerada a la hipoxia, el sildenafil puede ser menos eficaz o ineficaz para reducir la presión arterial pulmonar en estos sujetos. El objetivo n.º 3 comparará los datos del estudio del buceador de élite en apnea con los datos obtenidos en sujetos emparejados por edad, sexo y FOP que no tienen mucha experiencia en apnea. Para hacer esto, los sujetos de control se someterán a los mismos procedimientos en los Objetivos #1 y 2 anteriores. Estos estudios también permitirán a los investigadores determinar si existen diferencias en las respuestas vasculares pulmonares a la hipoxia entre aquellos con y sin experiencia de buceo en apnea.

Además de las alteraciones cardíacas y pulmonares que se producen en los buceadores en apnea descritas anteriormente, también se sabe que la presión arterial pulmonar aumenta después del buceo SCUBA, pero vuelve a la normalidad en unas pocas horas. Los mecanismos responsables del aumento de la presión arterial pulmonar son desconocidos, pero son independientes de la hipoxia. Por lo tanto, investigar la relación entre IPAVA, PFO y los aumentos inducidos por el buceo en las presiones arteriales pulmonares ofrece una vía adicional para comprender la susceptibilidad a la hipertensión arterial pulmonar. Aunque se desconoce por qué la presión arterial pulmonar aumenta con el buceo SCUBA, se sabe que la hipertensión pulmonar puede contribuir a la disfunción del corazón derecho y al edema pulmonar (acumulación de agua en los pulmones) que puede ocurrir en sujetos que nadan y/o bucean. La prevención del aumento de la presión arterial pulmonar durante y/o después de una inmersión puede ayudar a prevenir la disfunción excesiva del corazón derecho y el edema pulmonar. Por lo tanto, el Objetivo n.° 4 cuantificará la presión arterial pulmonar y la función del corazón derecho e investigará sus relaciones con el PFO y el flujo sanguíneo IPAVA, antes y después del buceo con escafandra autónoma. El objetivo n.º 5 cuantificará el efecto del sildenafilo (posterior al buceo) sobre la presión arterial pulmonar y la función del corazón derecho y determinará si altera la relación con el IPAVA y el flujo sanguíneo del PFO, antes y después del buceo SCUBA.

En resumen, los investigadores proponen estudiar a los buceadores croatas de élite en apnea y SCUBA. Los investigadores cuantificarán la hipertensión pulmonar y la función del corazón derecho inducidas por la hipoxia por apnea y el buceo SCUBA para investigar las relaciones entre el PFO y el flujo sanguíneo IPAVA. Los investigadores utilizarán una intervención controlada con placebo (sildenafil) para reducir la presión arterial pulmonar en estos sujetos para examinar el impacto del cambio en la presión (o ausencia de cambio) en las relaciones determinadas anteriormente.