La composición del aire (por fracción) se mantiene casi igual con la altura: el oxígeno representa aproximadamente el 20,9% del aire seco tanto al nivel del mar como a 6.000 m. Lo que cambia es la presión barométrica,por lo que la cantidad de moléculas de oxígeno por respiración disminuye a medida que asciendes. La cantidad útil, la presión parcial de oxígeno (PO₂), cae aproximadamente en proporción a la presión barométrica; por ello, respirar a 4.000 m o 6.000 m entrega muchas menos moléculas de oxígeno por litro de aire que al nivel del mar.
Por esta razón, desde el nivel del mar hasta los 6.000 m,el porcentaje en volumen de O₂, N₂, CO₂, etc., se mantiene prácticamente igual en el “aire seco” (más allá de cambios en el vapor de agua). Lo que sí cambia es el número total de moléculas por litro de aire (porque la presión y la densidad disminuyen con la altitud). Esto significa que la cantidad absoluta de moléculas de O₂ baja aunque la fracción siga siendo ~21%. Por eso el oxígeno disponible para el cuerpo se reduce en altura pese a que la composición sigue siendo “21% O₂”.
Cómo responde el cuerpo
- Minutos, horas: La primera respuesta es la hiperventilación (respirar más rápido y profundo) para aumentar el oxígeno alveolar; esto disminuye el CO₂ y produce una alcalosis respiratoria. La frecuencia cardíaca aumenta para mantener la entrega de oxígeno. Estos cambios rápidos compensan parcialmente la baja PO₂ pero no restauran completamente la oxigenación del nivel del mar.
- Horas, días: Los riñones comienzan a excretar bicarbonato para contrarrestar la alcalosis respiratoria (compensación renal), lo que permite mantener una ventilación elevada sin una alcalosis extrema. La saturación de oxígeno (SaO₂) disminuye con la altitud en personas no aclimatadas; la PO₂ arterial suele caer alrededor de 1,5–1,6 kPa por cada 1.000 m ascendidos.
- Días, semanas: El cuerpo aumenta la producción de eritropoyetina en los riñones, generando más glóbulos rojos (policitemia), lo que incrementa la capacidad de transporte de oxígeno en la sangre. Cambios microvasculares y musculares (crecimiento capilar, ajustes mitocondriales) también mejoran la extracción de oxígeno en los tejidos con el tiempo.
- Cambios circulatorios locales: El oxígeno bajo desencadena vasoconstricción pulmonar hipóxica (mayor presión en la arteria pulmonar) y en personas susceptibles puede progresar hacia edema pulmonar de gran altitud; algunas personas desarrollan mal agudo de montaña (AMS) o, raramente, edema cerebral o pulmonar de altura sin una aclimatación gradual. La prevención es un ascenso lento y, cuando corresponde, medicación y monitoreo.
Dado que el desafío de la altura se basa fundamentalmente en el menor volumen de aire —y por lo tanto en menos moléculas de oxígeno— que entra en los pulmones con cada respiración,una respiración efectiva se vuelve una herramienta importante para senderistas y montañistas. Técnicas como la respiración nasal constante, inhalaciones profundas controladas, ritmo equilibrado y ventilación consciente ayudan a maximizar el oxígeno que se puede extraer del aire más delgado.