Erytropoetyna i trening wysokościowy

Czwarta część

Erytropoetyna (EPO), czynnik indukowany przez „hipoksję (HIF) i hiperwentylację

EPO od dawna uznawana jest za fizjologiczny regulator produkcji krwinek czerwonych, produkowana jest głównie w nerkach w odpowiedzi na hipoksję i chlorek kobaltu.
Większość komórek wystawionych na hipoksję przechodzi w stan spoczynku, zmniejszając syntezę mRNA o około 50-70%, a niektóre geny, takie jak czynnik indukowany hipoksją, są zamiast tego stymulowane.
HIF jest białkiem zawartym w jądrze komórkowym, które odgrywa fundamentalną rolę w transkrypcji genów w odpowiedzi na „niedotlenienie. W rzeczywistości jest to czynnik transkrypcyjny, który koduje białka zaangażowane w odpowiedź niedotlenienia i jest niezbędny do syntezy erytropoetyny”.

W warunkach niedotlenienia droga czujnika tlenu (dla wielu komórek jest reprezentowana przez cytochrom aa3) jest zablokowana, więc HIF wzrasta. Zdarzenia, które zachodzą za czujnikiem, aby aktywować ekspresję genu EPO, wymagają nowej syntezy białka i produkcji specyficznych czynników transkrypcyjnych. W jądrze rozpoczyna się transkrypcja genu EPO na chromosomie.

Poziomy EPO w warunkach hipoksji znacznie wzrastają do 3000 m po 114 minutach i do 4000 m po 84 minutach. Średnie wartości wahają się od 16,0 do 22,5 mU/ml (3 000 m) i od 16,7 do 28,0 mU/ml (4 000 m). Pod koniec bodźca hipoksji poziomy EPO nadal rosną przez około 1,5 godziny i 3 godziny, a następnie spadają ze średnim okresem półtrwania wynoszącym około 5,2 godziny.
Hiperwentylacja występuje w spoczynku już od ok. 3400 m (proporcjonalnie do osiągniętej wysokości) Ostra hipoksja stymuluje chemoreceptory (w szczególności kłębki szyjne), wrażliwe na obniżenie PO2 we krwi tętniczej, co może powodować zwiększenie wentylacji do około 65%.
Po kilku dniach przebywania na dużej wysokości ustala się tzw. „aklimatyzacja wentylacyjna”, charakteryzująca się wyraźnym wzrostem wentylacji płucnej w spoczynku.
Wysiłek fizyczny, zarówno w ostrej, jak i przewlekłej hipoksji, powoduje hiperwentylację znacznie wyższą niż na poziomie morza, a przyczyną może być wzmożona aktywność chemoreceptorów i ośrodków oddechowych wywołana obniżonym ciśnieniem parcjalnym O2.
Na koniec należy zauważyć, że koszt energii wentylacji płucnej wzrasta na wysokości z powodu hiperwentylacji.W rzeczywistości, zgodnie z badaniami przeprowadzonymi przez Mognoni i La Fortuna w 1985 roku, na różnych wysokościach między 2300 a 3500 m, energia koszt wentylacji płucnej był 2,4-4,5 razy wyższy niż na poziomie morza (przy takim samym wysiłku).
Średnia wartość pH krwi w warunkach normoksycznych wynosi 7,4. Hiperwentylacja, która pojawia się podczas wznoszenia na dużych wysokościach, oprócz tego, że powoduje zwiększenie ilości tlenu dostępnego tkankom, powoduje zwiększenie eliminacji dwutlenku węgla wraz z wydechem.W konsekwencji spadek stężenia CO2 we krwi powoduje przesunięcie pH krwi w kierunku zasadowości, wzrastające do wartości 7,6 (zasadowica oddechowa).

Na pH krwi ma wpływ stężenie we krwi jonów wodorowęglanowych [HCO3-], które stanowią rezerwę alkaliczną organizmu Aby zrekompensować zasadowicę oddechową, podczas aklimatyzacji organizm zwiększa wydalanie jonów wodorowęglanowych z moczem, podnosząc wartości pH krwi powrót do normalnego poziomu Ten mechanizm kompensacji zasadowicy oddechowej, który występuje u doskonale zaaklimatyzowanego podmiotu, skutkuje w konsekwencji zmniejszeniem rezerwy alkalicznej, a tym samym zdolności buforowania krwi w kierunku np. wytwarzanego kwasu mlekowego. podczas ćwiczeń fizycznych. Wiadomo bowiem, że w aklimatyzowanym następuje wyraźne zmniejszenie „pojemności kwasu mlekowego”.
Po około 15 dniach pobytu na wysokości następuje postępujący wzrost stężenia krwinek czerwonych we krwi krążącej (poliglobulia), im bardziej zaznaczony im wyższa wysokość, osiągając maksymalne wartości po około 6 tygodniach. Zjawisko to stanowi kolejną próbę zrekompensowania przez organizm negatywnych skutków niedotlenienia. W rzeczywistości obniżone ciśnienie parcjalne tlenu we krwi tętniczej powoduje „zwiększone wydzielanie hormonu erytropoetyny, który stymuluje szpik kostny do zwiększenia liczby czerwonych krwinek, aby umożliwić zawartej w nich hemoglobinie transport większej ilości O2 do tkanin. Ponadto wraz z krwinkami czerwonymi wzrasta również stężenie hemoglobiny [Hb] oraz wartość hematokrytu (Hct), czyli procentowa objętość krwinek w stosunku do jej części płynnej (osocza). [Hb], sprzeciwia się redukcji PO2 i podczas długich pobytów na dużych wysokościach może wzrosnąć o 30-40%.

Nawet nasycenie hemoglobiny tlenem zmienia się wraz z wysokością, od około 95% nasycenia na poziomie morza do 85% między 5000 a 5500 m npm Sytuacja ta stwarza poważne problemy w transporcie tlenu do tkanek. praca mięśni.
Pod wpływem bodźca ostrego niedotlenienia częstość akcji serca wzrasta, aby z większą liczbą uderzeń na minutę zrekompensować mniejszą dostępność tlenu, podczas gdy skurcz skurczowy maleje (czyli zmniejsza się ilość krwi, którą serce pompuje z każdym uderzeniem). W przewlekłej hipoksji częstość akcji serca powraca do normalnych wartości.

W wyniku ostrej hipoksji maksymalne tętno z ćwiczeń ulega ograniczonej redukcji i nie ma na nią wpływu wysokość.Jednak u osoby aklimatyzowanej maksymalne tętno z ćwiczeń jest bardzo zmniejszone proporcjonalnie do osiągniętej wysokości.

Np.: MAX F.C. od wysiłku na poziomie morza: 180 uderzeń na minutę
MAX FC od wysiłku do 5000 m: 130-160 uderzeń na minutę

Systemowe ciśnienie tętnicze wykazuje przejściowy wzrost ostrej hipoksji, natomiast u osoby aklimatyzowanej wartości są zbliżone do tych rejestrowanych na poziomie morza.
Wydaje się, że hipoksja wywiera bezpośredni wpływ na mięśnie tętnic płucnych, powodując skurcz naczyń i powodując znaczny wzrost ciśnienia tętniczego w okolicy płucnej.
Konsekwencje wysokości dla metabolizmu i zdolności wyczynowych nie mogą być łatwo podsumowane, w rzeczywistości należy wziąć pod uwagę kilka zmiennych, powiązanych z indywidualnymi cechami (np. wiek, stan zdrowia, długość pobytu, warunki treningowe i nawyki wysokościowe, rodzaj aktywności sportowej) oraz warunki środowiskowe (np. wysokość regionu, w którym odbywa się przedstawienie, warunki klimatyczne).

Ci, którzy wybierają się w góry, muszą wziąć pod uwagę, wraz z problemami związanymi z wysokością, możliwe zmiany meteorologiczne (w szczególności temperaturę), odpowiedzialne za nasilenie zaburzeń spowodowanych niedotlenieniem.Niedotlenienie powoduje różne anomalie funkcjonalne w tkance nerwowej, w tym Zmiany psychiczne i behawioralne są dość częste wśród osób prowadzących aktywność fizyczną w górach, nawet na niewielkich wysokościach. Takie zaburzenia mogą charakteryzować się zarówno euforią, jak i obniżeniem nastroju związanym z apatią i astenia.Według Zchisława Ryna te wahania nastroju zaczynają objawiać się na stosunkowo niskich wysokościach (1500-2500 m n.p.m.), już od pierwszych dni pobytu w górach utrzymują się przez kilka godzin lub kilka dni i znikają samoistnie. Sam Ryn uważa, że w niektórych przypadkach zaburzenia te mogą być trwałe.
W odniesieniu do wpływu na metabolizm energetyczny można stwierdzić, że hipoksja powoduje ograniczenie zarówno na poziomie procesów tlenowych, jak i beztlenowych.Wiadomo, że zarówno w hipoksji ostrej, jak i przewlekłej, maksymalna moc tlenowa (VO2max ) zmniejsza się proporcjonalnie ze wzrostem Jednak do wysokości ok. 2500 m osiągi lekkoatletyczne w niektórych wyczynach sportowych, takich jak biegi na 100 m i 200 m, rzuty lub skoki (w których procesy aerobowe nie są zaburzone) nieznacznie się poprawiają, co wiąże się z redukcją powietrza gęstość, która pozwala na niewielką oszczędność energii.
Pojemność kwasu mlekowego po maksymalnym wysiłku w ostrej hipoksji nie zmienia się w zależności od poziomu morza. Natomiast po aklimatyzacji ulega wyraźnej redukcji, prawdopodobnie ze względu na zmniejszenie pojemności buforowej organizmu w przewlekłym niedotlenieniu. W rzeczywistości w takich warunkach nagromadzenie kwasu mlekowego spowodowane maksymalnym wysiłkiem fizycznym prowadziłoby do nadmiernego zakwaszenia organizmu, które nie mogłoby być zbuforowane zmniejszoną rezerwą zasadową spowodowaną aklimatyzacją.
Generalnie wycieczki do 2000 m n.p.m. nie wymagają szczególnych środków ostrożności dla osób w dobrym stanie zdrowia i treningu. W przypadku szczególnie wymagających wycieczek wskazane jest osiągnięcie wysokości dzień wcześniej, aby umożliwić organizmowi jak najmniej przystosowanie się do wysokości (co może powodować umiarkowany tachykardia i tachypnoe), tak aby umożliwić aktywność fizyczną bez nadmierne zmęczenie.
Jeżeli zamierzasz wspiąć się na wysokość pomiędzy 2000 a 2700 m, środki ostrożności, których należy przestrzegać nie różnią się zbytnio od poprzednich, zaleca się jedynie nieco dłuższy okres adaptacji do wysokości (2 dni) przed rozpoczęciem wycieczki lub Alternatywą jest dotarcie do miejscowości stopniowo, możliwie własnymi środkami fizycznymi, rozpoczynając wycieczkę z wysokości zbliżonej do tych, na których zwykle przebywasz.
W przypadku trudnych, kilkudniowych wędrówek na wysokościach od 2700 do 3200 m n.p.m., podejścia należy rozłożyć na kilka dni, planując wspinaczkę na maksymalną wysokość, a następnie powrót na niższe wysokości.
Tempo chodzenia podczas wycieczek musi być stałe io niskiej intensywności, aby uniknąć wczesnych objawów zmęczenia spowodowanego gromadzeniem się kwasu mlekowego.
Należy też zawsze pamiętać, że już na wysokościach powyżej 2300 m utrzymanie treningu o takiej samej intensywności jak na poziomie morza jest praktycznie niemożliwe, a wraz ze wzrostem wysokości intensywność ćwiczeń proporcjonalnie maleje. Na przykład na wysokości około 4000 m narciarze biegowi mogą wytrzymać obciążenia treningowe około 40% VO2 max w porównaniu do tych na poziomie morza, które wynoszą około 78% VO2 max. Powyżej 3200 m wymagające wyprawy kilkudniowe, zalecają przebywanie na wysokości poniżej 3000 m przez okres od kilku dni do 1 tygodnia, czas na aklimatyzację przydatny w celu uniknięcia lub przynajmniej zmniejszenia fizycznych problemów spowodowanych niedotlenieniem.
Do wyprawy należy przygotować się z odpowiednim przeszkoleniem do intensywności i trudności wyprawy, aby nie narażać bezpieczeństwa własnego i osób nam towarzyszących oraz ratowników.
Góra to niezwykłe środowisko, w którym można doświadczyć wielu aspektów, oddając się wyjątkowym i osobistym przeżyciom, takim jak intymna satysfakcja z przebycia i dotarcia własnymi środkami do magicznych miejsc, cieszenia się wspaniałymi środowiskami naturalnymi, z dala od chaosu i zanieczyszczenia Niektóre miasta.
Pod koniec „wymagającej wyprawy” towarzyszące nam poczucie dobrego samopoczucia i spokoju sprawia, że zapominamy o trudach, niewygodzie i niebezpieczeństwach, z którymi czasami się spotykamy.
Należy zawsze pamiętać, że ryzyko w górach może być zwielokrotnione przez szczególne i ekstremalne cechy samego środowiska (wysokość, klimat, cechy geomorfologiczne), dlatego proste spacery po lesie lub wymagające wędrówki należy zawsze odpowiednio zaplanować i proporcjonalne do warunków fizycznych i przygotowania technicznego każdego uczestnika, odpowiedzialne organizowanie i pominięcie niepotrzebnych zawodów.
Ogólnie rzecz biorąc, badania wskazują zatem, że po aklimatyzacji następuje znaczny wzrost hemoglobiny (Hb) i hematokrytu (Hct), dwóch najprostszych i najczęściej badanych parametrów. Zdaje sobie sprawę, że wyniki nie są jednoznaczne, zarówno ze względu na różne stosowanych protokołów oraz ze względu na obecność czynników „mylących”. Wiadomo na przykład, że aklimatyzacja do hipoksji powoduje zmniejszenie objętości osocza (PV), a w konsekwencji względny wzrost wartości Hct. Proces ten może być spowodowany utratą białek osocza, wzrostem przepuszczalności naczyń włosowatych, odwodnieniem lub wzrostem diurezydiurezy. Ponadto podczas wysiłku dochodzi do redystrybucji VP, która przechodzi z łożyska naczyniowego do tkanki śródmiąższowej, z powodu wzrostu ciśnienia osmotycznego w tkankach i większego ciśnienia hydrostatycznego w kapilarach.Te dwa mechanizmy sugerują, że u sportowców już zaaklimatyzowanych " na dużej wysokości objętość osocza może znacznie się zmniejszyć podczas forsownych ćwiczeń prowadzonych w hipoksji.
Bodziec niedotlenienia (naturalny lub sztuczny) o odpowiednim czasie trwania powoduje zatem rzeczywisty wzrost masy erytrocytów, aczkolwiek z pewną zmiennością osobniczą. Jednak w celu poprawy wydajności prawdopodobnie będą interweniować inne adaptacje obwodowe, takie jak zwiększona zdolność tkanki mięśniowej do ekstrakcji i wykorzystywania tlenu. To stwierdzenie jest prawdziwe zarówno w przypadku osób prowadzących siedzący tryb życia, jak i sportowców, o ile ci ostatni są w stanie trenować z obciążeniem o odpowiedniej intensywności, aby zachować konkurencyjność.
Podsumowując, można stwierdzić, że narażenie na warunki klimatyczne inne niż zwykle stanowi stresujące wydarzenie dla organizmu; duża wysokość stanowi wyzwanie nie tylko dla alpinisty, ale także dla fizjologa i lekarza.