Monitoreo Fisiológico Continuo de la Exposición Combinada a la Hipoxia y Alta Carga Cognitiva en Personal Militar
Autores: Temme, Leonard A.; Wittels, Harrison L.; Wishon, Michael J.; St. Onge, Paul; McDonald, Samantha M.; Hecocks, Dustin; Wittels, S. Howard
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
Categoría
Ciencias Naturales y Subdisciplinas
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
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Citaciones: Sin citaciones
Los aviadores militares soportan altas cargas cognitivas y entornos hipóxicos durante las operaciones de vuelo, lo que impacta el sistema nervioso autónomo (SNA). Sin embargo, los efectos sinérgicos de estas exposiciones en el SNA son menos claros. Este estudio investigó los efectos simultáneos de la hipoxia leve y la alta carga cognitiva en el SNA en personal militar. Este estudio empleó un diseño experimental de dos factores. Veinticuatro participantes sanos de entre 19 y 45 años fueron expuestos a hipoxia leve (14.0% O), normoxia (21.0% O) e hiperoxia (33.0% O). Durante cada época (n = 5), los participantes realizaron continuamente una serie de tareas simuladas en vuelo de 15 minutos y otra de 10 minutos, separadas por 1 minuto de descanso. Las secuencias de exposición (hipoxia-normoxia y normoxia-hiperoxia) se separaron por un descanso de 60 minutos. La frecuencia cardíaca (FC), la variabilidad de la frecuencia cardíaca (VFC) y la saturación de O (SpO) se midieron continuamente a través de un monitor de brazalete (Warfighter Monitor, Tiger Tech Solutions, Inc., Miami, FL, EE. UU.). Se utilizaron pruebas t pareadas e independientes para evaluar las diferencias en FC, VFC y SpO dentro y entre las secuencias de exposición. Se realizaron análisis de supervivencia para evaluar el momento y la magnitud de las respuestas del SNA. La actividad del sistema nervioso simpático (SNS) durante la hipoxia fue más alta en la época 1 (FC: +6.9 lpm, p = 0.002; rMSSD: -9.7 ms, p = 0.003; SDNN: -11.3 ms, p = 0.003; SpO: -8.4%, p < 0.0000) y pareció disminuir ligeramente con aumentos no significativos en la VFC. Durante la normoxia, la actividad del SNS se incrementó, aunque de manera no significativa, en la época 1, con una FC más alta (68.5 lpm frente a 73.0 lpm, p = 0.06), menor VFC (rMSSD: 45.1 ms frente a 38.7 ms, p = 0.09 y SDNN: 52.5 ms frente a 45.1 ms, p = 0.08), y menor SpO (-0.7%, p = 0.05). En las épocas 2-4, la FC, la VFC y el SpO tendieron hacia valores basales. Se observaron diferencias significativas entre grupos en FC, VFC y saturación de O. La hipoxia provocó FC significativamente mayores (+5.0, p = 0.03), menor rMSSD (-7.1, p = 0.03), menor SDNN (-8.2, p = 0.03) y menor SpO (-1.4%, p = 0.002) en comparación con la normoxia. La hiperoxia pareció aumentar la reactivación parasimpática reflejada por una FC significativamente más baja, además de una mayor VFC y SpO en comparación con la normoxia. La hipoxia indujo una mayor respuesta del SNA en el personal militar durante la exposición simultánea a una alta carga cognitiva. Las respuestas significativas y diferenciales del SNA a los diferentes niveles de O y a la alta carga cognitiva observadas destacan la importancia de monitorear continuamente múltiples parámetros fisiológicos durante las operaciones de vuelo.
Descripción
Los aviadores militares soportan altas cargas cognitivas y entornos hipóxicos durante las operaciones de vuelo, lo que impacta el sistema nervioso autónomo (SNA). Sin embargo, los efectos sinérgicos de estas exposiciones en el SNA son menos claros. Este estudio investigó los efectos simultáneos de la hipoxia leve y la alta carga cognitiva en el SNA en personal militar. Este estudio empleó un diseño experimental de dos factores. Veinticuatro participantes sanos de entre 19 y 45 años fueron expuestos a hipoxia leve (14.0% O), normoxia (21.0% O) e hiperoxia (33.0% O). Durante cada época (n = 5), los participantes realizaron continuamente una serie de tareas simuladas en vuelo de 15 minutos y otra de 10 minutos, separadas por 1 minuto de descanso. Las secuencias de exposición (hipoxia-normoxia y normoxia-hiperoxia) se separaron por un descanso de 60 minutos. La frecuencia cardíaca (FC), la variabilidad de la frecuencia cardíaca (VFC) y la saturación de O (SpO) se midieron continuamente a través de un monitor de brazalete (Warfighter Monitor, Tiger Tech Solutions, Inc., Miami, FL, EE. UU.). Se utilizaron pruebas t pareadas e independientes para evaluar las diferencias en FC, VFC y SpO dentro y entre las secuencias de exposición. Se realizaron análisis de supervivencia para evaluar el momento y la magnitud de las respuestas del SNA. La actividad del sistema nervioso simpático (SNS) durante la hipoxia fue más alta en la época 1 (FC: +6.9 lpm, p = 0.002; rMSSD: -9.7 ms, p = 0.003; SDNN: -11.3 ms, p = 0.003; SpO: -8.4%, p < 0.0000) y pareció disminuir ligeramente con aumentos no significativos en la VFC. Durante la normoxia, la actividad del SNS se incrementó, aunque de manera no significativa, en la época 1, con una FC más alta (68.5 lpm frente a 73.0 lpm, p = 0.06), menor VFC (rMSSD: 45.1 ms frente a 38.7 ms, p = 0.09 y SDNN: 52.5 ms frente a 45.1 ms, p = 0.08), y menor SpO (-0.7%, p = 0.05). En las épocas 2-4, la FC, la VFC y el SpO tendieron hacia valores basales. Se observaron diferencias significativas entre grupos en FC, VFC y saturación de O. La hipoxia provocó FC significativamente mayores (+5.0, p = 0.03), menor rMSSD (-7.1, p = 0.03), menor SDNN (-8.2, p = 0.03) y menor SpO (-1.4%, p = 0.002) en comparación con la normoxia. La hiperoxia pareció aumentar la reactivación parasimpática reflejada por una FC significativamente más baja, además de una mayor VFC y SpO en comparación con la normoxia. La hipoxia indujo una mayor respuesta del SNA en el personal militar durante la exposición simultánea a una alta carga cognitiva. Las respuestas significativas y diferenciales del SNA a los diferentes niveles de O y a la alta carga cognitiva observadas destacan la importancia de monitorear continuamente múltiples parámetros fisiológicos durante las operaciones de vuelo.