Su trabajo más importante se relacionó con la fisiología de la respiración en grandes alturas. Colaboró con John Scott Haldane y participó en la expedición de Pikes Peak en 1911, donde estudió cómo el cuerpo humano responde a la baja disponibilidad de oxígeno. FitzGerald realizó mediciones en comunidades de montaña y observó cambios en la hemoglobina, el dióxido de carbono y la respiración, mostrando que el organismo se adapta a la hipoxia crónica mediante ajustes en la sangre y la ventilación. Sus resultados fueron importantes para comprender la aclimatación a la altitud.
A pesar de sus aportes, su reconocimiento fue tardío. Fue una de las primeras mujeres vinculadas a sociedades fisiológicas y la segunda mujer miembro de la American Physiological Society en 1913. Durante la Primera Guerra Mundial trabajó como patóloga clínica en Edimburgo, pero luego quedó parcialmente apartada de la comunidad científica. En 1972, cuando tenía 100 años, Oxford le concedió un grado honorífico, décadas después de haberle negado una titulación formal por ser mujer. Murió en 1973. Su legado permanece en la historia de la fisiología respiratoria y del estudio moderno de la adaptación humana a la falta de oxígeno.
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