Characterisation of hypobaric hypoxia at 2240 metres above sea level

Main Article Content

Luis Efrén Santos-Martínez https://orcid.org/0000-0002-2866-3047
Jessica Paola Durán-Vidauri https://orcid.org/0009-0006-2856-2007
José Viennue Ávila-Gómez https://orcid.org/0009-0003-5612-490X
Adriana Ordoñez-Reyna https://orcid.org/0000-0002-9787-4032
Javier Quevedo-Paredes https://orcid.org/0000-0002-4864-3481
Luis Antonio Moreno-Ruiz https://orcid.org/0000-0001-5339-3504

Keywords

Altitude, Blood gas analysis, Oxygenation, Hypoxia, Pulse oximetry

Abstract

Background: Hypobaric hypoxia is little known in healthy subjects at 2240 meters above sea level.


Objective: To characterize hypobaric hypoxia in healthy subjects at 2240 meters above sea level.


Material and methods: Healthy subjects residing in Mexico City were studied using an analytical cross-sectional design. Their demographic and oxygenation variables were analyzed by gender using the t test for independent variables and p < 0.05. Oxygenation indices were characterized using Pearson's correlation coefficient, intraclass correlation coefficient, and coefficient of determination.


Results: A total of 244 healthy subjects residing in Mexico City, aged 49 ± 9, 122 (50%) males, were studied; body mass index in men: 22.92 ± 1.63 versus 22.87 ± 1.43 in women, p = 0.792. Total PaO2 was 69.88 ± 4.46; total SpO2 was 93.93 ± 1.90; PaO2/FiO2 ratio was 333 ± 21 and adjusted for barometric pressure was 256 ± 16; SpOFI/FiO2 was 447 ± 9 and adjusted for barometric pressure was 344 ± 7. The PaO2/FiO2 - SpOFI/FiO2 correlations were r = 0.631, p =  0.0001, and adjusted r = 0.629, p = 0.0001, concordance by intraclass correlation coefficient of 0.624 (substantial) and an adjusted of 0.543 (moderate). The coefficient of determination 39.8%, adjusted for barometric pressure 39.5%.


Conclusions: At 2,240 meters above sea level, oxygenation variables indicate the presence of hypobaric hypoxia. The oxygenation indices correlate with moderate to substantial concordance.

Abstract 22 | PDF (Spanish) Downloads 9

References

1. Murillo JC, Salinas SC, López MJJ, Villena CM. Función ventricular derecha en residentes nativos a gran altura. J Health Med Sci. 2020;6(2):113-22.

2. Santos-Martínez LE, Gómez-Tejada RA, Murillo-Jauregui CX, Hoyos-Paladines RA, Poyares-Jardim CV, Orozco-Levi M. Exposición crónica a la altura. Características clínicas y diagnóstico. Arch Cardiol Mex. 2021;91(4):500 - 07. Doi:10.24875/ACM.20000447.

3. Santos-Martínez LE, Arias-Jiménez A , Quevedo-Paredes J, Gómez-López L, Ordoñez-Reyna A, Moreno-Ruiz LA. Caracterización de los parámetros del intercambio gaseoso en la ciudad de México. Rev Med Inst Mex Seguro Soc. 2021;59(6):473-81.

4. Pérez-Padilla R. Adaptation to moderate altitude hypoxemia: The example of the valley of Mexico. Rev Invest Clin. 2022;74(1):4-15. doi:10.24875/RIC.21000159.

5. Cid-Juárez S, Téllez-Navarrete NA, Bautista-Bernal A, Leon-Gomez P, Salas-Escamilla I, Gochicoa-Rangel L, et al. Arterial blood gases in normal subjects at 2240 meters above sea level: Impact of age, gender, and body mass index. Rev Invest Clin. 2023;75(1):29-36. Doi: 10.24875/RIC.22000281.

6. Vélez-Páez JL, Castro-Bustamante C, Avellanas-Chavala ML. Gasometría y altitud: investigaciónde los rangos de normalidad en Quito, Ecuador (2.850 m sobre el nivel del mar). Med Intensiva. 2025; 49(6): 502140. Doi: 10.1016/j.medin.2025.502140.

7. Vázquez-García JC, Pérez-Padilla R. Valores gasométricos estimados para las principales poblaciones y sitios a mayor altitud en México. Rev Inst Nal Enf Resp Mex. 2000; 13(1): 06 - 13.

8. Zhang SF, Lin SX, Gao W, Liu HP, Liu Y, Zhang DH, et al. Report of the consensus conference on diagnostic criteria of ALI/ARDS at high altitudes in Western China. Intensive Care Med. 2001;27:1539-46. Doi:10.1007/s001340101052.

9. Pérez-Padilla R. Population distribution residing at different altitudes: Implications for hypoxemia. Archives of Medical Research 2002; 33(2) :162-6. Doi:10.1016/s0188-4409(01)00377-0.

10. Vazquez-García JC, Hernández-Centeno RJ, Arroyo-Hernández M, Elizondo-Ríos A, Casillas-Suarez C, Cortés-Tellez A, et al. Guía de practica clínica mexicana de EPOC 2025. Neumol Cir Tórax. 2025;84(Supl.1):S8-S108. Doi: 10.35366/119442.

11. Orozco-González BN, Rodriguez-Plascencia N, Palma-Zapata JA, Llamas-Domínguez AE, Rodríguez-González JS, Diaz JM, et al. Obesity hypoventilation syndrome, literature review. Sleep Adv. 2024;5(1):zpae033. Doi: 10.1093. sleepadvances/zpae033.

12. Jone PN, Ivy DD, Hauck A, Karamlou T, Truong U, Coleman RD, et al. Pulmonary hypertension in congenital heart disease: A scientific statement from the American Heart Association. Circ Heart Fail. 2023;16(7): e00080. Doi: 101161/HHF.0000000000000080.

13. Avila-Hilari A, Tinoco-Solórzano A, Vélez-Páez J, Molano Franco D, Montelongo FJ, Avellanas-Chavala ML. Síndrome de distrés respiratorio agudo en la altitud: consideraciones sobre el diagnóstico y tratamiento. Med Intensiva. 2024;48:546 - 54. Doi:10.1016/j.medin.2024.04.006.

14. Viruez-Soto JA, Jiménez-Torres F, Sirpa-Choquehuanca V, Casas-Mamani R, Medina-Vera M, Vera-Carrasco O. Gasometría arterial en residentes a gran altura, El Alto - Bolivia 2020. Revista Cuadernos. 2020; 61(1):38-43.

15. Vera-Carrasco O. Ajuste de la relación o cociente PaO2 / FiO2 a la presión barométrica en la ciudad de la Paz 3600 MSNM. Revista Cuadernos. 2022; 63(2):62-7.

16. Matthay MA, Arabi Y, Arroliga AC, Bernard G, Bersten AD, Brochard LJ, et al. A New global definition of acute respiratory distress syndrome. Am J Respir Crit Care Med. 2024; 209 (1), 37- 47. Doi:10.1164/rccm.202303-0558WS.

17. Pérez-Padilla JR. La fisiología de Daniel Vergara Lope Escobar. Reinterpretación de algunos de sus datos. Gac Méd Méx. 2004; 140(4): 417-21.

18. Santos-Martínez LE. Consideraciones sobre la hipoxia y la altitud. Rev Med Inst Mex Seguro Soc. 2025;63(5):e6725. Doi: 10.5281/zenodo.16748358.

19. Rodríguez-Roisin R, SEPAR. Normativa sobre la gasometría arterial. Arch Bronconeumol 1998;34(3): 142 - 53. Doi: 10.1016/S0300-2896(15)30471-3.

20. Santos-Martínez LE, Gómez-López L, Arias-Jiménez A, Quevedo-Paredes J. Deterioro del intercambio gaseoso en sujetos con incremento del indice de masa corporal a una altitud de 2240 metros sobre el nivel del mar. Arch Cardiol Mex. 2021;91(1):7-16. Doi: 10.24875/ACM.20000407.

21. Allen EV. Thromboangeitis obliterans: Methods of diagnosis of chronic occlusive arterial lesions distal to the wrist with illustrative cases. Am J Med Sci. 1929;178:237- 44.

22. Dukić L, Kopčinović LM, Dorotić A, Baršić I. Blood gas testing and related measurements: National recommendations on behalf of the Croatian Society of Medical Biochemistry and Laboratory Medicine. Biochem Med (Zagreb). 2016;26(3):318-336. doi: 10.11613/BM.2016.036.

23. Santos-Martínez LE, Ureña-Plascencia MV, Quevedo-Paredes J, Colín-Chávez NI, Durán-Vidauri JP, Soto-Márquez P. Diferencias en la saturación parcial de oxígeno obtenido de 3 oxímetros de pulso. Rev Med Inst Mex Seguro Soc. 2020;58(4):385-93. Doi: 10.24875/RMIMSS.M19000062.

24. López-Fermín J, Escarramán-Martínez D, Sánchez Díaz JS, Pérez Nieto OR. Ratio de oxígeno como determinante de severidad en neumonía COVID-19. Rev Chil Anest. 2023; 52 (7): 678-82. Doi:10.25237/revchilanestv52n7-08.

25. Kramer MS, Feinstein AR. Clinical biostatistics LIV. The biostatistics of concordance. Clin Pharmacol Ther. 1981;29(1):111-23.

26. Casado A, Prieta L, Lamarca R. La evaluación de la fiabilidad en las observaciones clínicas: el coeficiente de correlación intra-clase. Med Clin (Barc). 1998;110: 145-55.

27. Tinoco-Solorsano A, Avila-Hilari A, Avellanas-Chavala ML, Montelongo FJ, Vélez-Páez J, Nieto-Estrada V, et al. Definiciones y recomendaciones de consenso sobre la medicina critica en la altitud del comité expertos de medicina crítica en la altitud de la Federación Panamericana e Ibérica de Medicina Crítica y Terapia Intensiva. Med Intensiva. 2025: Doi:10.1016/j.medin.2025.502256.

28. Tinoco-Solórzano A, Román-Santamaría A, Charri-Victorio J. Gasometría arterial en diferentes niveles de altitud en residentes adultos sanos en el Perú. Horiz Med 2017; 17(3): 6-10. Doi: 10.24265/horizmed.2017.v17n3.02.