Gasometrias no Everest

Grocott et al. · N Engl J Med 2009;360:140–9

ORIGINAL ARTICLE · NEJM · 08/01/2009

Gasometrias arteriais em alpinistas no Monte Everest

Arterial Blood Gases and Oxygen Content in Climbers on Mount Everest — Grocott, Martin, Levett, McMorrow, Windsor & Montgomery, for the UK MF Everest 2007 Team.

Primeira medição direta de sangue arterial em humanos respirando ar ambiente a 8.400 m. O "teto da tolerância humana": PaO2 média de 24,6 mmHg — com cognição preservada.

First direct arterial blood measurement in humans breathing ambient air at 8,400 m. The "ceiling of human tolerance": mean PaO2 of 24.6 mmHg — with preserved cognition.

PaO2 A 8.400 m

24,6mmHg

var. 19,1–29,5 · ar ambiente

pH / PaCO2

7,53/ 13,3

alcalose respiratória extrema

CONTEÚDO DE O2 (CaO2)

−26% @8400

preservado até 7.100 m pela ↑ Hb

DIFERENÇA A-a

5,4mmHg

↑ → EAP subclínico? limite de difusão?

Pb = pressão barométrica PiO2 = O2 inspirado PAO2 = alveolar PaO2 = arterial SaO2 = saturacão CaO2 = conteúdo arterial O2 A-a = gradiente alv-arterial DPAH/HAPE = edema pulmonar de altitude
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Desenho do estudo — como se coleta gasometria a 8.400 m

10 alpinistas saudáveis (9 homens, 1 mulher; 22–48 anos), bem aclimatizados, na face sudeste do Everest pela expedição médica Caudwell Xtreme Everest 2007 (aprovada pelo comitê de ética da University College London; consentimento escrito).

10 healthy climbers (9 men, 1 woman; 22–48 years), well acclimatized, ascending Everest's southeast ridge as part of the Caudwell Xtreme Everest 2007 medical research expedition (UCL ethics approval; written informed consent).

Amostragem arterial

Sangue arterial femoral (>5.300 m) por punção digital com agulha 21G, seringa de vidro heparinizada 2 mL, enchimento pulsátil confirmando intra-arterial. 10/10 primeiros acertos, sem complicações. Em Londres e no Base Camp: cânulas radiais de protocolo prévio.

Femoral arterial blood (>5,300 m) by digital palpation, 21-gauge needle, heparinized 2-mL glass syringe, pulsatile flow confirming intra-arterial placement. 10/10 first-attempt success, no complications. In London and at Base Camp: pre-existing radial arterial cannulae.

Logística de gelo

Seringas vedadas → bolsa plástica → slurry de água e gelo em flask vácuo → transporte rápido ao laboratório do Camp 2 (Western Cwm). Intervalo coleta→análise < 2 h em todas as amostras. Pressão barométrica medida no local (barômetro digital portátil).

Sealed syringes → plastic bag → ice-water slurry inside an insulated vacuum flask → rapid transport to the Camp 2 laboratory (Western Cwm). Sampling-to-analysis interval < 2 h for every sample. Barometric pressure measured on-site (handheld digital barometer).

Laboratório de altitude

Analisador RapidLab 348 (Siemens) adaptado: barômetro interno burlado com resistor fixo lendo 450 mmHg constante (senão o mecanismo de proteção travava a máquina). Lactato no Lactate Scout. Sem co-oxímetro: SaO2 calculada por algoritmos CLSI. Hb em HemoCue.

RapidLab 348 (Siemens) modified: internal barometer bypassed with a fixed resistor reading a constant 450 mmHg (otherwise its built-in safety mechanism locked the analyzer). Lactate on Lactate Scout. No co-oximeter: SaO2 calculated via CLSI algorithms. Hemoglobin via HemoCue.

Os 5 pontos de coleta

LocalAltitudeAmostrasObservações (verbatim do artigo)
Londres75 m10repouso; cânulas radiais; análise imediata
Everest Base Camp5.300 m91 não doou: mal-estar
Camp 26.400 m91 coagulou no analisador; 1 mal-estar
Camp 37.100 m6≥4 h sem O2 suplementar antes da coleta
The Balcony8.400 m (Pb 272 mmHg)4durante a DESCIDA do cume (clima impediu coleta na subida); 20 min de washout de O2; abrigo montado no local

O2 suplementar foi permitido ≥Camp 3 (2–3 L/min escalando; 0,5 L/min dormindo) — por segurança. Cume alcançado em 23/05/2007, após 60 dias acima de 2.500 m.

Supplemental O2 was permitted at/above Camp 3 (2–3 L/min climbing; 0.5 L/min sleeping) — for safety. Summit reached 23 May 2007, after 60 days above 2,500 m.

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Figuras originais do artigo

Clique para ampliar (lightbox). Imagens reproduzidas do NEJM — Figura original do artigo.

Figura 1 — Pressão barométrica e PiO2 vs altitude
Figura original do artigo
Figura 1 (Grocott 2009). Pressão barométrica (Pb) e pressão parcial de oxigênio inspirado (PiO2) decaindo com a altitude nos pontos de coleta: Londres (75 m) → Base Camp (5.300 m) → Camp 2 (6.400 m) → Camp 3 (7.100 m) → Balcony (8.400 m; Pb 272 mmHg = 36,3 kPa). Fonte: NEJM 360:140–9, © 2009 Massachusetts Medical Society.
Figura 2 — PaO2, SaO2, hemoglobina e CaO2 vs altitude
Figura original do artigo
Figura 2 (Grocott 2009). Valores médios por altitude: PaO2 cai progressivamente; SaO2 cai menos (curva de dissociação + hiperventilação); Hb sobe (policitemia de aclimatização); e o CaO2 se mantém ≥ nível do mar até 7.100 m, caindo só a 8.400 m (−26% vs 7.100 m). N de sujeitos: 10/9/9/6/4. Fonte: NEJM 360:140–9, © 2009 Massachusetts Medical Society.
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A escada hipóxica: PaCO2 & pH vs altitude

Hiperventilação hipoxic-driven sustentada pela aclimatização: PaCO2 despenca de 36,6 → 13,3 mmHg com alkalose respiratória crônica compensada renalmente (HCO3− ~10,8 mEq/L; BE −6,9 a 8.400 m). É esse "custo ventilatório" que preserva o PaO2 alveolar o quanto pode.

Sustained hypoxia-driven hyperventilation: PaCO2 falls from 36.6 → 13.3 mmHg with chronic respiratory alkalosis renally compensated (HCO3− ~10.8 mEq/L; BE −6.9 at 8,400 m). This "ventilatory cost" is what preserves alveolar PaO2 as much as possible.

Dados verbatim do artigo (Resultados): PaCO2 36,6 / 20,4 / 18,2 / 16,7 / 13,3 mmHg e pH 7,40 / 7,46 / 7,51 / 7,53 / 7,53 em 75 / 5.300 / 6.400 / 7.100 / 8.400 m. CaO2 informado pontualmente: 197,1 mL/L @7.100 m e 145,8 mL/L @8.400 m.

PiO2 @8400 m

47,0

mmHg (Pb 272)

PAO2 @8400 m

30,0

mmHg · alveolar calculada

SaO2 @8400 m

54,0%

var. 34,4–69,7% (calculada)

Hb @8400 m

19,3 g/dL

policitemia de aclimatização

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Tabela 2 — os quatro sujeitos a 8.400 m

O dado bruto mais extremo já publicado em humanos acordados e conscientes: nota a variabilidade interindividual (PaO2 19,1 a 29,5 mmHg) — dirigida por diferenças de resposta ventilatória hipóxica.

The most extreme raw data ever published in awake, conscious humans: note the inter-individual variability (PaO2 19.1 to 29.5 mmHg) — driven by differences in hypoxic ventilatory response.

VariávelSuj. 1Suj. 2Suj. 3Suj. 4Média
pH7,557,457,527,607,53
PaO2 (mmHg)29,519,121,028,724,6
PaCO2 (mmHg)12,315,715,010,313,3
Bicarbonato (mmol/L)10,510,6711,979,8710,8
Base excess−6,3−9,16−6,39−5,71−6,9
Lactato (mmol/L)2,02,02,91,82,2
SaO2 (%)68,134,443,769,754,0
Hemoglobina (g/dL)20,218,718,819,419,3
Rer (7.950 m, repouso)0,810,74*0,720,700,74
PAO2 (mmHg)32,426,927,433,230,0
Diferença A-a (mmHg)2,897,816,444,515,41

* derivado da média dos outros três sujeitos. Hb = média da coleta no Base Camp (9 dias antes e 8 dias depois da amostra do Balcony). Conversão p/ kPa: ×0,1333. Reproduzida verbatim da Tabela 2 · NEJM 2009.

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Simulador de altitude

Selecione uma altitude e veja os números reais medidos/calculados naquele ponto pelo estudo. Lacunas são lacunas: o artigo não reportou todos os parâmetros em todas as cotas.

Select an altitude and see the numbers actually measured/calculated by the study at that point. Gaps are gaps: the paper did not report every parameter at every elevation.

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Interpretação, limitações e controvérsias

Gradiente A-a alargado: edema subclínico ou difusão?

Diferença A-a média de 5,4 mmHg em hipóxia extrema — os autores levantam DPAH subclínico (todos tinham edema periférico) ou limitação funcional de difusão. Nenhum tinha DPAH clínico. Estresse capilar hipóxico → edema não-cardiogênico é a hipótese do grupo (revisitada pela equipe do CXE).

Mean A-a difference of 5.4 mmHg under extreme hypoxia — the authors raise subclinical pulmonary edema (all had peripheral edema) or a functional diffusion limitation. None had clinical HAPE. Hypoxic capillary stress → non-cardiogenic edema is the group's framing (revisited later by the CXE team).

Limitações assumidas pelos autores

  • Amostras de 8.400 m na DESCIDA (clima impediu a subida planejada) + 20 min de washout de O2 — a depressão ventilatória hipóxica (10–30 min) pode ter alterado os valores.
  • Armazenamento 2 h em gelo: PaO2 sobe ~0,75 mmHg → leve superestimação do PaO2 real.
  • O2 suplementar ≥Camp 3 pode ter confundido a aclimatização (quem sobe sem O2 pode ter ventilação mais aguda).
  • SaO2 e bicarbonato calculados (sem co-oxímetro no campo).

O achado cognitivamente perturbador

Com PaO2 ~24 mmHg, sujeitos não aclimatizados perdem a consciência em 2–3 min acima de 8.534 m em câmara. Aqui: cognição clara — rádio comunicando, 2 sujeitos coletando gasometria um do outro femoral. Lactato médio 2,2 mmol/L: sem metabolismo anaeróbio relevante em repouso. Evidência de limite de tolerância ≠ limite de dano (déficit cognitivo de longo prazo era conhecido por outras séries).

At PaO2 ~24 mmHg, unacclimatized subjects lose consciousness within 2–3 min above 8,534 m in chamber. Here: clear cognition — working radio links, two subjects drawing each other's femoral gases. Mean lactate 2.2 mmol/L: no significant anaerobic metabolism at rest. Tolerance limit ≠ damage limit (long-term cognitive deficit was documented in other series).

Por que CaO2 NÃO explica o desempenho

Conteúdo de O2 arterial preservado até 7.100 m — e ainda assim o consumo máximo cai 30–35% já a 5.300 m. Conclusão pedagógica: oferta sistêmica de O2 não é gargalo único — difusão, redistribuição de fluxo e metabolismo muscular entram antes. Analogia UTI: CaO2 normal não exclui falha de extracção (a lição da DO2/VO2).

Oxygen content preserved up to 7,100 m — yet VO2max falls 30–35% by 5,300 m already. Teaching point: systemic O2 delivery is not the single bottleneck — diffusion, flow redistribution and muscle metabolism fail earlier. ICU analogy: normal CaO2 does not rule out extraction failure (the DO2/VO2 lesson).

Conclusão do artigo (verbatim traduzida)

"A elevada diferença alveolar–arterial de oxigênio observada em sujeitos submetidos a hipóxia extrema pode representar um grau de edema pulmonar de altitude subclínico ou uma limitação funcional da difusão pulmonar."
"The elevated alveolar–arterial oxygen difference seen in subjects under conditions of extreme hypoxia may represent a degree of subclinical high-altitude pulmonary edema or a functional limitation in pulmonary diffusion."
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Referências

Verificadas no PubMed (PMIDs reais). Citações permanecem no idioma original (padrão editorial).