Rompiendo barreras fisiológicas: de Edmund Hillary a Kilian Jornet

En 1900 se pensaba que alcanzar la cima del Everest era misión imposible. En 1953 Edmund Hillary y Tenzing Norgay lo hicieron por primera vez. En 2017 Kilian Jornet ascendió dos veces en menos de una semana. Todas estas gestas nacieron de las mentes de fisiólogos que se preguntaron si era posible hacerlo. Este artículo es un homenaje a ellos.
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El 27 de mayo de 2017 Kilian Jornet hizo añicos la historia con su doble ascensión en solitario a la montaña más alta del mundo en menos de una semana. Una historia que comenzó casi 100 años antes. El reloj de las ascensiones a la cima del Everest parece que se puso en macha el 29 de mayo de 1953, cuando Edmund Hillary y Tenzing Norgay alcanzaron la cima del Everest, pero esta gesta fue la culminación de los muchos intentos que hubo de coronar el punto más alto del planeta. Cuando alguien derriba un límite fisiológico, algo que durante muchos años ha sido una barrera que se creía imposible cruzar, los ojos siempre recaen en los protagonistas de la proeza. Casi nunca nos preguntamos quién describió esos límites y dijo que quizá fuera posible alcanzarlos. En 1920, Alexander Kellas, químico y montañero escocés famoso por sus estudios sobre fisiología en altitud extrema, predijo en un artículo titulado “Una consideración de la posibilidad de ascender el Monte Everest” que el Everest podría ser escalado sin ayuda de oxígeno por un “hombre con excelentes capacidades físicas y mentales con un entrenamiento de primer nivel” (1). Seguramente, esa fue una de las primeras piedras sobre las que se apoyó el éxito de 1953.

Figura 1. Alexander M. Kellas (1868-1921), estudió la fisiología de la altitud extrema y predijo que se podría escalar el Everest sin oxígeno.

Griffith Pugh, el héroe desconocido

Volviendo a la Expedición Británica que coronó el Everest en 1953, una de las razones que permitió su éxito fue el trabajo llevado a cabo por el fisiólogo británico Griffith Pugh un año antes durante una expedición al Cho Oyu (8.153 metros). Con el fin de dilucidar algunos de los factores fisiológicos que acontecen en altitud extrema, el Dr. Pugh estudió los efectos de la suplementación con oxígeno, la nutrición o la hidratación a más de 8.000 metros. La expedición al Cho Oyu no logró alcanzar la cumbre. Sin embargo, desde el punto de vista de la fisiología, fue sumamente fructífera (3).

Ese mismo año, en la primavera de 1952, una expedición suiza estuvo muy cerca de alcanzar la cima del Everest, se quedó a tan solo 300 metros, pero falló principalmente por 2 razones. La primera de ellas fue que el equipamiento del oxígeno, diseñado a partir de equipos para el rescate de minas, no era el adecuado. Los montañeros solo podían inhalar el oxígeno cuando descansaban, pero no mientras ascendían debido a la boquilla rígida y a la alta resistencia a la respiración que ofrecía el equipo de oxígeno (Figura 2) (4). El segundo fue que los escaladores sufrieron una deshidratación severa ya que desconocían la importancia de mantenerse hidratados a esa altura (2).

Figura 2. Equipamiento de oxígeno usado en la expedición suiza en 1952.

Después de las siete grandes expediciones británicas al Everest que comenzaron con el primer reconocimiento en 1921, las dos expediciones suizas de 1952, y la expedición de entrenamiento/estudio al Cho Oyu en 1952, se preparó el escenario para el primer ascenso exitoso en 1953. Con un equipo liderado por Sir John Hunt, esta expedición utilizó un mejor equipo de oxígeno, ropa más preparada para el frío, y una ruta basada en la experiencia de los suizos. Además de los montañeros que hicieron cima, entre ellos Sir Edmund Hillary y el sherpa Tenzing Norgay, que casi lo había logrado con los suizos en 1952, en el equipo también estuvo el Dr. Griffith Pugh (Figura 3). El éxito de esta expedición no se entiende sin él. Para aquellos que quieran leer un poco más, Sir John Hunt escribió un libro titulado, “La ascensión del Everest”, que relata muy bien cómo se organizó y qué labor desempeñó el Dr. Pugh. 

Figura 3. El Dr. Griffith Pugh (izquierda) y Sir Edmund Hillary (centro) hablando durante la Expedición Británica al Everest en 1953.

La Expedición Silver Hut

Después de esta primera ascensión al Everest, Pugh y Hillary, mientras estaban en una expedición en la Antártida en 1956, discutieron sobre cómo obtener más información acerca de las respuestas fisiológicas en altitud extrema. El resultado fue una expedición conocida como Silver Hut (1960-1961). En otoño de 1960 se construyó una cabaña a 5.800 metros de altitud y durante el invierno, un grupo de siete científicos estudió las respuestas fisiológicas que ocurren en personas que viven “a nivel del mar” cuando se exponen a más de 5.000 metros durante varios meses.

Figura 4. La Silver Hut a una altura de 5.800 metros.

Al final del invierno, la expedición se trasladó al Makalu, la quinta montaña más alta del mundo (8.481 metros), intentando escalarla sin usar oxígeno. De hecho, si la ascensión hubiera tenido éxito, éste habría sido el pico más alto alcanzado sin oxígeno hasta la fecha. Sin embargo, uno de los escaladores se derrumbó cerca de la cumbre, y la ascensión se canceló para evacuarlo con seguridad (2). No obstante, sí consiguieron medir algunos parámetros muy importantes, como por ejemplo el consumo máximo de oxígeno o muestras de gas alveolar a gran altitud (7.400-8.000 metros). Las mediciones del consumo máximo de oxígeno fueron extremadamente interesantes debido a que la extrapolación de los datos de consumo de oxígeno con la altitud planteó una serie de preguntas acerca de si el Everest podría ser escalado sin el uso de oxígeno suplementario (Figura 5).

Figura 5. Consumo máximo de oxígeno en función de la presión barométrica en sujetos aclimatados. El dato rodeado con círculo rojo se obtuvo en el Makalu a una altura de 7.440 metros (3).

17 años después, Reinhold Messner y Peter Habeler sorprendieron a todos al llegar a la cumbre del Everest sin oxígeno en 1978. La hazaña de Messner y Habeler provocó mucha especulación sobre cómo el cuerpo humano podría ejercitarse a esa extraordinaria altitud, lo que impulsó la American Medical Research Expedition to Everest que tuvo lugar 3 años más tarde. Uno de sus principales objetivos científicos fue estudiar los hitos fisiológicos que permiten a los seres humanos alcanzar el punto más alto de la tierra. Se establecieron dos importantes laboratorios, uno en el Campo Base (5.400 metros) y el otro en el Cwm Occidental a una altitud de 6.300 metros. El objetivo principal era tratar de obtener datos en la cumbre y la expedición fue todo un éxito. Cinco miembros alcanzaron la cumbre y se realizaron varias mediciones, incluyendo la primera medición directa de presión barométrica. Además, se recogieron muestras de gases alveolares en la cumbre, a una altitud de 8.400 metros.

Las muestras de gases alveolares mostraron la importancia crítica de la hiperventilación extrema en estas altitudes. Por ejemplo, en la cumbre, el Dr. Christopher Pizzo, que recogió las muestras de gas alveolar, tenía una presión parcial de CO(PCO2) de 7-8 mmHg (3). Dado que el valor normal a nivel del mar es 40 mmHg, esto significa que había aumentado su ventilación alrededor de cinco veces. Nuestro sistema respiratorio, muy eficaz en la eliminación de CO2, aumenta la frecuencia ventilatoria para incrementar la captación de oxígeno, lo que también provoca un descenso del CO2Como se observa en la gráfica, nuestro organismo tiene una “zona de defensa” donde se atenúa la caída de los niveles de oxígeno cuando desciende de forma dramática la presión parcial de oxígeno. El PO2 desciende hasta una altitud cercana a los 7.000 metros, pero después se estabiliza a un valor de aproximadamente 35 mmHg (en los escaladores más cualificados) para preservar el oxígeno en el organismo (Figura 6). Esto ocurre aumentando enormemente la ventilación alveolar, lo que hace que se elimine mucho CO2, llevando la PCO2 a menos de 10 mmHg (2).

Figura 6. PO2 y PCO2 alveolar en escaladores desde el nivel del mar (arriba a la derecha) hasta la cima del Monte Everest (abajo a la izquierda). Es reseñable que a una determinada altitud (sobre los 7.000 metros), la PO2 alveolar se “defiende” a un valor de 35 mmHg con una extrema hiperventilación (3).

Un dato esclarecedor del límite al que llega el ser humano a esa altura es la escasa capacidad que tiene de utilizar oxígeno para producir energía. Uno de los logros durante esta expedición científica fue que se logró medir el consumo de oxígeno en la cumbre. El resultado fue de ~1 L/min, el equivalente a caminar muy lento si estamos a nivel del mar. A más de 8.000 metros de altitud, donde los requerimientos energéticos tras largas jornadas de ascensión son elevados y el aspecto cognitivo es primordial, la máxima cantidad de oxígeno que nuestro cuerpo puede utilizar para generar energía es mínima. Intentar responder a cómo Kilian Jornet pudo ascender en una sola jornada el Everest sin oxígeno hace que se tambaleen los pilares de la fisiología humana. 

Estos estudios pioneros son la base sobre la que se apoyaron extraterrestres de la talla de Hillary, Messner o el mismísimo Kilian Jornet para estirar los límites de nuestra fisiología. Las preguntas que se hicieron investigadores como Alexander Kellas o Griffith Pugh han permitido que el ser humano pueda llegar a lugares que hace siglos se creía que eran terreno de dioses. Este es un pequeño tributo a esos científicos que han contribuido a que el ser humano llegue más lejos y se acerque a la frontera de lo que nuestra naturaleza dicta.


Referencias:

1.        Kellas AM. A Consideration of the Possibility of Ascending Mount Everest. High Alt Med Biol. 2001 Sep 1;2(3):431–61. 

2.        West JB. Everest Physiology Pre-2008. In: Advances in experimental medicine and biology. 2016. p. 457–63. 

3.        West JB. High life: a history of high-altitude physiology and medicine. New York: Springer; 1998. 

4.        West JB. Failure on Everest: the oxygen equipment of the spring 1952 Swiss expedition. High Alt Med Biol. 2003;4(1):39–43.

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