Buenos Aires - Argentina
Apuntes médicos para entrenadores
La
Eritropoyetina (EPO)
Introducción
La Eritropoyetina (EPO) es una hormona glucoproteica cuya función
principal, que no única, es la regulación de la producción de glóbulos
rojos de la sangre y con ello todos los procesos relacionados con la
formación de energía por vía aeróbica. Esta función tan importante
para el mantenimiento de la vida y del bienestar, es lo que ha dado lugar
a un gran desarrollo en el conocimiento de la eritropoyetina_EPO y a que
desde hace tiempo se haya conseguido sintetizarla mediante técnicas
recombinantes.
Aun así, todos los esfuerzos realizados para conocer en profundidad
los procesos de síntesis y regulación, así como los efectos de la
Erythropoietina (EPO) no han tenido en todos sus casos resultados
definitivos. Todavía existen lagunas de conocimiento cuando nos referimos
a esta hormona, y en los últimos tiempos hemos conocido importantes
avances en su regulación a través del Factor Inducible por la Hipoxia
(HIF), y en sus funciones aparte de la estimulación de la formación
de eritrocitos.
Su principal función es por tanto el mantenimiento de la capacidad de
transporte de oxígeno, pero últimamente también se ha visto que actúa
a otros niveles. Se han encontrado receptores de EPO en tejidos no
hematopoyéticos. Así el efecto de EPO a nivel de Sistema Nervioso
Central (SNC) tiene un efecto neurotrófico y neuroprotector, previniendo
la muerte de las neuronas ante el estímulo hipóxico o del glutamato;
este efecto neuroprotectivo ha sido confirmado en investigación clínica,
en pacientes con infarto cerebral agudo. Con respecto a la acción de la
Eritropoyetina (EPO) sobre los vasos sanguíneos, estimula la
angiogénesis y la producción de endotelina y otros mediadores
vasoactivos. Igualmente existen receptores de EPO en los cardiomiocitos y
uno de los focos de investigación es su papel protector del miocardio.
Ritmo Circadiano
A pesar de que en ocasiones podamos ver algún trabajo que llega a
conclusiones diferentes, podemos decir que los valores normales de
Eritropoyetina_EPO presentan una cierta variabilidad a lo largo del tiempo
y tiene un ritmo circadiano (ciclo biológico que presenta oscilaciones a
lo largo de las 24 horas del día y se repite diariamente) con valores
máximos entre las 4 de la tarde y 10 de la noche, junto con valores
mínimos en las primeras horas de la mañana, como puede observarse en el
gráfico superior.
Regulación
La regulación de la producción de Eritropoyetina (EPO) se realiza en
base a los cambios que las variaciones del oxígeno producen en el llamado
Factor Inducible por la Hipoxia (HIF).
La hormona es muy sensible a los cambios en la disponibilidad de
oxígeno en los tejidos y sus niveles están finamente mantenidos por los
cambios en el nivel de oxigenación mediante el clásico feedback:
· Un aumento en la
oxigenación de los tejidos, lo que está en relación con unos
niveles altos de hemoglobina en sangre, junto con una concentración de
oxígeno en el aire ambiente normal, va a dar lugar a una inhibición en
la síntesis de Eritropoyetina (EPO) y a una disminución de sus valores
en sangre. Es lo que sucede tras una estancia prolongada en altitud, o
tras la utilización de EPO recombinante, donde se objetiva una
disminución en los niveles de eritropoyetina circulante y de la
eritropoyesis.
· La disminución en la
oxigenación de los tejidos, que viene dada por la hipoxia (natural
por la altitud, o artificial mediante diferentes aparatos productores de
hipoxia, como los Hypoxicator de Go2Altitude o Altipower)
o por un estado anémico o una hemorragia en el que se produce una
disminución del contenido de hemoglobina, da lugar a la estimulación
en la síntesis de EPO. El aumento en la concentración de
Eritropoyetina (EPO) va a ser tanto más rápido cuanto mayor sea el
grado de hipoxia, o lo que es lo mismo, cuanto mayor sea la altitud,
bien sea real o simulada.
Respuesta Individual
Existen
muchos estudios realizados en los que se relaciona la hipoxia o la altitud
con la estimulación de la Eritropoyetina (EPO), tanto en animales como
con humanos. Si tomamos como referencia las diferentes publicaciones en
las que se relaciona la exposición aguda a la hipoxia y la evolución de
la eritropoyetina endógena en hombres, vemos una gran diversidad
de resultados, que en gran parte podrían estar relacionados con la
respuesta individual a la hipoxia. En el gráfico adjunto basado en el
trabajo Determinants of erythropoietin release in response to
short-term hypobaric hypoxia, realizado con una muestra de 48
personas, se ve que en una exposición a 2454 metros durante 24 horas la
evolución media de los niveles de eritropoyetina (EPO) es ascendente a lo
largo del tiempo, pero a título individual existe una gran variabilidad
hasta el punto de que hay incluso quien presenta a las 24 horas de
estancia en una cámara de descompresión con altitud simulada de 2454
metros unos valores de eritropoyetina más bajos que antes de la
exposición a la hipoxia.
Igualmente podemos observar grandes variaciones individuales en otros
muchos trabajos, como en Control of erythropoiesis in humans during
prolonged exposure to the altitude of 6542 m en el que al cabo de 1
semana de exposición a 6542 metros haya individuos que aumenten en 3
veces sus niveles iniciales de EPO y otros lleguen a aumentar en 134 veces
sus valores basales. O que ante el mismo estímulo hipóxico haya personas
que aumentan la producción de Eritropoyetina y otras personas no sufran
prácticamente variaciones significativas. No hay duda alguna que al
incluir a todas las personas en un grupo de trabajo y con unas
características de respuesta tan diferenciada, podemos encontrarnos y de
hecho nos encontramos con diferentes trabajos que con el mismo
planteamiento pueden obtener resultados totalmente diferenciados.
Así, últimamente en relación a la hipoxia y a su estimulación, se
está empezando a hablar de respondedores y no-respondedores como es el
caso del trabajo Individual variation in response to altitude training
en el que está basado el gráfico adjunto. En el gráfico se observa la
gran variación en la respuesta de la eritropoyetina a la misma altitud de
2500 metros durante 28 días, en el caso de los respondedores (n=17) y
no-respondedores (n=15). Sabidas las grandes variaciones individuales en
la respuesta a la altitud, el problema está en cómo identificar el tipo
de respuesta que va a tener cada persona.
Tiempo Mínimo de Estimulación
La estimulación de la
producción de Eritropoyetina está en relación con la Carga Hipóxica,
que podríamos denominar así al conjunto de la intensidad de la hipoxia
junto con la duración del estímulo hipóxico. Entre los diferentes
estudios publicados al respecto, podemos ver por ejemplo, cómo a los 84
minutos de exposición a una altitud de 4000 metros se objetiva un aumento
significativo en los niveles de EPO en sangre. Lógicamente al bajar esa
altitud a 3000 metros, se necesita un mayor tiempo de exposición para
alcanzar la misma Carga Hipóxica y obtener aumentos significativos
de EPO, y en este caso son 114 minutos los necesarios para producir
una estimulación suficiente. En la misma línea, vemos que 6 horas de
exposición a una altitud simulada de 1780 metros dan lugar a un aumento
significativo (en torno al 30 %) de los niveles de Eritropoyetina. Con
todos estos datos obtenidos de diferentes estudios de investigación
publicados en la literatura científica, podemos obtener un gráfico en el
que relacionamos el nivel de altitud (hipoxia) con el tiempo necesario
para producir un estímulo suficiente como para generar un aumento
significativo de EPO.

Pico Máximo de Eritropoyetina
Igualmente en función de la Carga
Hipóxica (relación entre el tiempo de la exposición a la altitud y
del grado de hipoxia), vemos que para alcanzar el pico máximo de
eritropoyetina se precisa cada vez más tiempo. Es decir una Carga
Hipóxica pequeña pero suficiente como para producir una
estimulación de la producción de Eritropoyetina, va a dar lugar a un
pico máximo de EPO en poco tiempo, mientras que una gran Carga
Hipóxica va a dar lugar a que el pico máximo de EPO tarde más
tiempo en producirse. Es lo que vemos en el gráfico adjunto basado en el
trabajo Rate of erythropoietin formation in humans in response to acute
hypobaric hypoxia en el que se ve cómo a mayor altitud (4000 m) se
consiguen valores más altos de eritropoyetina, y que la meseta se
consigue más tarde en el tiempo si lo comparamos con la estancia a 3000
m. Igualmente se ve que en el caso de los participantes en el estudio a
4000 metros a los que se continuó estudiando la evolución de la
eritropoyetina, los valores de EPO continuan aumentando después del fin
de la hipoxia, alcanzando el pico máximo prácticamente 3 horas después
del fin de la exposición a la altitud.
Incluso en función del nivel de hipoxia y del tiempo de exposición
podemos encontrarnos con que la evolución positiva de la EPO
endógena continue a pesar del fin de la hipoxia. Así se ve en el
gráfico adjunto basado en el trabajo Erythropoietin acute reaction and
haematological adaptations to short, intermittent hypobaric hypoxia;
en el que un estímulo hipóxico de 90 minutos da lugar a un pico máximo
de EPO que se alcanza prácticamente 3 horas después de haber vuelto
a condiciones de normoxia.
Evolución de la Respuesta
Cuando en lugar de una
exposición aguda a la hipoxia, realizamos exposiciones más largas o
incluso crónicas, la evolución de la respuesta responde al mismo
patrón, que puede variar ligeramente en cuanto a tiempo o intensidad en
función del grado de Hipoxia. El patrón es un aumento rápido de los
niveles de EPO circulantes, que al cabo de unas horas o días van
disminuyendo hasta volver a los niveles iniciales, independientemente de
la altitud real o simulada a la que nos encontremos, como vemos en el
gráfico adjunto basado en la evolución de la EPO a 2500 metros.
Lógicamente una exposición a 2000 metros va a dar lugar a una respuesta
aguda menor y una vuelta a los niveles iniciales más rápidos que una
exposición a 4000 metros, y de forma proporcional sucede lo mismo a 6000
metros,...
En el gráfico superior vemos la
evolución de la EPO durante 10 días a 4300 metros reales, y en relación
al anterior gráfico de evolución a 2700 metros, se observan las
siguientes diferencias:
· un Aumento mucho más
pronunciado de la concentración de EPO.
· el Pico Máximo se alcanza
pasadas prácticamente 48 horas desde el comienzo del estímulo.
· un Mantenimiento de los
valores más alto a lo largo de los mismos días, y más Prolongado en
el tiempo.
De todas formas en ambos gráficos se ve que hacia el final del
estímulo (7 días en el caso de 2500 metros y 10 días en el caso de 4300
metros) los valores son ligeramente superiores a los basales, pero ya
cerca de ellos. Si se hubiera mantenido la estancia en altitud y el
control analítico, llegaríamos a ver una vuelta de la concentración de
Eritropoyetina (EPO) a los niveles iniciales en ambos casos.
Una alternativa a la estabilización en la estimulación de la EPO
endógena sería el ir aumentando la hipoxia de forma progresiva, de
manera que una vez que se vaya a llegar a un nivel de estabilización, se
aumente el grado de hipoxia. De esta forma se podría conseguir un
mantenimiento elevado de los niveles de EPO circulante durante más
tiempo. No hay por el momento protocolos específicos de este tipo de
trabajo, y dada la variabilidad en la respuesta individual a la hipoxia
que hemos citado con anterioridad, no será fácil llegar a conclusiones
definitivas.
Alternativas al Modelo de Respuesta
Sería la hipoxia intermitente
una forma de evitar esa estabilización y vuelta a la normalidad de los
niveles de EPO endógena que vemos que se produce en una hipoxia o altitud
mantenida? Hay quienes postulan que una gran parte del efecto de la
hipoxia viene dado por las respuestas que genera en el organismo la
alternancia entre hipoxia y normoxia, más que por un mantenimiento de la
hipoxia. Ello podría estar en la base de una respuesta mantenida de la
Eritropoyetina.
Y se podría tener una mejora añadida en este sentido de estimulación
de la EPO endógena si fuéramos capaces de combinar la intermitencia de
la hipoxia, junto con un grado de hipoxia progresiva en el tiempo? Sería
una forma de combinar los dos apartados anteriores, progresividad en la
hipoxia e intermitencia.
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