Erütropoetiin ja kõrguskoolitus

Neljas osa

ERÜTROPOIETIIN (EPO), HÜPOSIA (HIF) JA HIPERTENTILATSIOONI ESITATUD TEGURI

EPO on juba ammu tunnistatud punaste vereliblede tootmise füsioloogiliseks regulaatoriks. Seda toodetakse peamiselt neerudes vastusena hüpoksiale ja koobaltkloriidile.

Enamus hüpoksiaga kokku puutunud rakke on ootamatus, vähendades mRNA sünteesi umbes 50-70%. Selle asemel stimuleeritakse mõningaid geene, nagu hüpoksia põhjustatud tegurit.

HIF on raku tuumas sisalduv valk, mis mängib olulist rolli geeni transkriptsioonis vastuseks hüpoksiale. Tegelikult on transkriptsioonifaktor, mis kodeerib hüpoksilise vastusega seotud valke ja on erütropoetiini sünteesi jaoks oluline.

Hüpoksilistes tingimustes blokeeritakse hapnikuanduri rada (paljude rakkude puhul tsütokroom aa3), mistõttu HIF suureneb. Sündmused, mis toimuvad andurist allavoolu EPO geeni ekspressiooni aktiveerimiseks, nõuavad uut valgu sünteesi ja spetsiifiliste transkriptsioonifaktorite tootmist. EPO geeni transkriptsioon kromosoomil algab tuumas.

EPO tase hüpoksilistes tingimustes suureneb märkimisväärselt 3000 m pärast 114 minutit ja 4000 m pärast 84 minutit. Keskmine väärtus ulatub 16, 0 kuni 22, 5 mU / ml (3 000 m) ja 16, 7 kuni 28, 0 mU / ml (4 000 m). Hüpoksilise stiimuli lõpus suurenevad EPO tasemed umbes 1, 5 tundi ja 3 tundi ning seejärel vähenevad keskmise poolväärtusajaga umbes 5, 2 tundi.

Hüperventilatsioon esineb puhkusel juba umbes 3400 m kõrgusel (proportsionaalselt saavutatud kõrgusega). Äge hüpoksia stimuleerib kemoretseptoreid (eriti unearteri), mis on tundlikud PO2 vähenemise suhtes arteriaalses veres, mis võib suurendada ventilatsiooni umbes 65% -ni.

Mõne päeva pärast suurel kõrgusel luuakse nn ventileeriv aklimatiseerumine, mida iseloomustab kopsude ventilatsiooni ilmne suurenemine puhkeasendis.

Kehaline treening nii ägeda kui ka kroonilise hüpoksia korral määrab hüperventilatsiooni palju kõrgemaks kui merepinnal; põhjuseks on kemoretseptorite ja hingamisteede keskuste aktiivsuse suurenemine, mis on põhjustatud O2 vähendatud osalisest rõhust.

Lõpuks tuleb märkida, et hüperventilatsiooni tõttu suureneb kopsuventilatsiooni energiahind kõrgusel. Tegelikult, nagu Mognoni ja La Fortuna poolt 1985. aastal 2300–3500 m kõrgusel asuvatel uuringutel tehtud, leiti, et kopsuventilatsiooni energiahind oli 2, 4–4, 5 korda kõrgem kui merepinnal (samadel pingutustel). ).

Vere pH keskmine väärtus normoksilistes tingimustes on 7, 4. Hüperventilatsioon, mis ilmneb ülestõusmises kõrgel kõrgusel, lisaks sellele, et see suurendab kudedele kättesaadava hapniku kogust, suureneb süsinikdioksiidi kõrvaldamine koos aegumisega. Sellest tulenev CO2 verekontsentratsiooni langus viib vere pH muutuseni leelisuse suunas, suurendades väärtusi 7, 6 (hingamisteede alkaloos).

Vere pH-d mõjutab bikarbonaadi ioonide [HCO3-] kontsentratsioon veres, mis esindab organismi leeliselist varu. Hingamisteede alkaloosi kompenseerimiseks suurendab keha aklimatiseerumise ajal bikarbonaadi iooni eritumist uriiniga, viies vere pH väärtused tagasi. Sellel hingamisteede alkaloosi kompenseerimise mehhanismil, mis esineb täiuslikult aklimatiseerunud subjektil, on tagajärjeks leeliselise reservi vähenemine, seega ka vere puhverdusvõime vähenemine näiteks treeningu ajal toodetud piimhappe suhtes. Tegelikult on teada, et aklimatiseerumisel väheneb märgatavalt "piimhappejõud".

Umbes 15 päeva pärast kõrget kõrgust suureneb järk-järgult punaste vereliblede kontsentratsioon vereringes (poliglobulia), seda suurem on kõrgus kõrgusest, saavutades maksimaalse väärtuse umbes 6 nädala pärast. See nähtus kujutab endast organismi täiendavat katset hüpoksia negatiivsete mõjude kompenseerimiseks. Tegelikult põhjustab arteriaalse veres oleva hapniku vähendatud osaline rõhk erütropoetiini hormooni suurenenud sekretsiooni, mis stimuleerib luuüdi suurendama punaste vereliblede arvu, et võimaldada neis sisalduvat hemoglobiini sisaldada suuremat kogust. O2 kangale. Lisaks suurenevad koos punaste verelibledega ka hemoglobiini kontsentratsioon [Hb] ja hematokriti (Hct) väärtus, st vererakkude protsentuaalne osa vedeliku (plasma) suhtes. Hemoglobiinikontsentratsiooni suurenemine [Hb] on PO2 vähenemise vastu ja pikkade viibimiste ajal suurtel kõrgustel võib see suureneda 30-40%.

Isegi hemoglobiini O2 küllastumine muutub kõrgusel, ulatudes umbes 95% küllastumisest merepinnast 85% -ni vahemikus 5000 kuni 5500 m kõrgusel. Selline olukord tekitab tõsiseid probleeme hapniku transportimisel kudedesse, eriti lihaste ajal.

Ägeda hüpoksia stimuleerimisel suureneb südame löögisagedus, kompenseerides suurema hulga lööki minutis, madalamat hapniku kättesaadavust, samal ajal kui süstoolne vahemik väheneb (st vereväärtus, mida südamepump iga võidu ajal väheneb). Kroonilise hüpoksia korral taastub südame löögisagedus normaalväärtusteni.

Maksimaalne südame löögisagedus toimub akuutse hüpoksia tõttu piiratud redutseerimisel ja see ei mõjuta vaevalt kõrgust. Seevastu aklimatiseeritud subjektil on maksimaalne pingutus südame löögisagedus väga madal võrreldes kõrgusega.

Näide: MAX püügikoormus merepinnal: 180 lööki minutis

MAX FC pingutus 5000 m: 130-160 lööki minutis

Süsteemne vererõhk näitab mööduvat ägeda hüpoksia tõusu, samas kui aklimatiseeritud subjektil on väärtused sarnased merepinnal registreeritud väärtustega.

Hüpoksia näib avaldavat otsest toimet kopsuarteri lihastele, põhjustades vasokonstriktsiooni ja põhjustades olulist arteriaalse rõhu suurenemist kopsupiirkonnas.

Kõrguse mõju ainevahetusele ja jõudlusvõimele ei saa kergesti skemaatiliselt piiritleda, tegelikult on mitmeid kaalutavaid muutujaid, mis on seotud individuaalsete omadustega (nt vanus, tervislikud tingimused, elamisaeg, treeningutingimused ja kõrgus harjumus, sporditegevuse liik) ja keskkonnale (nt selle piirkonna kõrgus, kus teenust osutatakse, kliimatingimused).

Need, kes lähevad mägedesse, peavad koos kõrgusega seotud probleemidega, võimalike meteoroloogiliste variatsioonidega (ja eriti temperatuuriga) arvestama hüpoksia põhjustatud häirete rõhutamisega. Hüpoksia põhjustab närvikoele mitmeid funktsionaalseid anomaaliaid, mille hulgas on psüühilised ja käitumuslikud muutused üsna sagedased nende seas, kes tegelevad mägedes kehalise aktiivsusega isegi tagasihoidlikes kõrgustes. Neid häireid võib iseloomustada nii eufooria kui ka apaatia ja asteeniaga seotud meeleolu depressioon. Zchislaw Ryn'i sõnul hakkavad need meeleolu muutused juba suhteliselt madalatel kõrgustel (1500-2500 m) asuma, kuna nad on mägedes viibimise esimestest päevadest paar tundi või päeva ja kaovad iseenesest. Ryn ise usub, et mõnel juhul võivad need häired olla püsivad.

Mis puudutab mõju energia ainevahetusele, võib öelda, et hüpoksia põhjustab piiranguid nii aeroobsetel kui ka anaeroobsetel protsessidel. Tegelikult on teada, et nii ägeda kui ka kroonilise hüpoksia korral väheneb maksimaalne aeroobne võimsus (VO2max) proportsionaalselt suureneva kõrgusega. Kuid kuni umbes 2500 m kõrgusel, mõnede spordivõistluste sportlik jõudlus, näiteks 100 m jooksmine ja 200 m jooksmine, või käivitamis- või hüppekonkursid (kus aeroobsed protsessid ei mõjuta), paranevad veidi. See nähtus on seotud õhutiheduse vähenemisega, mis võimaldab väikest energiasäästu.

Piimhappe maht pärast maksimaalset pingutust ägeda hüpoksia puhul ei muutu merepinna suhtes. Selle asemel väheneb aklimatiseerumine ilmselt organismi puhverdusvõime vähenemise tõttu kroonilises hüpoksiaga. Nendes tingimustes põhjustaks maksimaalse füüsilise koormuse tõttu piimhappe kogunemine organismi ülemäärast hapestumist, mida aklimatiseerumise tõttu ei saanud vähendada leeliselise reservi vähenemise tõttu.

Üldiselt ei nõua ekskursioonid kuni 2000 m kõrgusel merepinnast erilisi ettevaatusabinõusid inimeste jaoks, kellel on hea tervis ja koolitus. Eriti nõudlike ekskursioonide puhul on kasulik jõuda kõrgemale päevale, et kehal oleks minimaalne kohanemine kõrgusega (mis võib põhjustada tahhükardiat ja mõõdukat tahhüpnea), et võimaldada füüsilist aktiivsust ilma liigse väsimiseta.

Kui inimene kavatseb jõuda kõrguseni 2000 kuni 2700 m, siis ettevaatusabinõud ei erine oluliselt varasematest, soovitatav on enne ekskursiooni alustamist ainult kõrguseni kohanemine veidi kauem (2 päeva) või alternatiivselt jõuad saidi juurde järk-järgult, võimaluse korral oma füüsiliste ressurssidega, alustades matkast kõrgusest, mis on lähedane neile, kus te tavaliselt viibite.

Kui teete väljakutsuvaid ekskursioone mitu päeva 2700 kuni 3200 m kõrgusel, tuleb tõusud jagada mitmeks päevaks, programmeerides tõusust maksimaalsele kõrgusele, millele järgneb uuesti sissepääs madalamatel kõrgustel.

Ekskursioonide käimise kiirus peab olema pidev ja madala intensiivsusega, et vältida piimhappe akumulatsioonist tingitud väsimuse varajast ilmnemist.

Me peame alati meeles pidama ka seda, et isegi kõrgustel üle 2300 m on praktiliselt võimatu toetada sama intensiivset koolitust kui merepinna tasemel, ja kõrgeneva kõrgusega on harjutuste intensiivsus proportsionaalselt vähenenud. Umbes 4000 m kõrgusel, näiteks murdmaasuusatajad suudavad taluda koolituskoormust umbes 40% VO2 max-st võrreldes merepinna tasemega, mis on umbes 78% VO2 maks. Üle 3200 meetri, mitu päeva kestvad keerulised matkad soovitavad viibida vähem kui 3000 m kõrgusel mõne päeva kuni 1 nädala jooksul, aklimatiseerumise aeg, et vältida või vähemalt vähendada füüsilisi probleeme. hüpoksia.

Ekskursiooni jaoks on vaja ette valmistada ekskursiooni intensiivsusele ja raskusele vastav koolitus, et mitte ohustada oma ja meie kaasas olevate inimeste ohutust ning päästjate ohutust.

Mägi on erakordne keskkond, kus on võimalik kogeda paljusid aspekte, loobudes ainulaadsetest ja isiklikest kogemustest, nagu intiimne rahulolu oma vahenditega, mis on ületanud ja jõudnud maagilistesse kohtadesse, nautides suurepäraseid looduskeskkondi, kaugel kaosest ja reostusest. linnadest.

Nõudliku ekskursiooni lõpus panevad meid kaasnevad heaolu ja rahulikkuse tunded meid unustama raskusi, ebamugavusi ja ohte, millega me mõnikord kokku puutume.

Peab alati meeles pidama, et mägedes esinevaid riske saab korrutada keskkonna iseärasuste ja äärmuslike omadustega (kõrgus, kliima, geomorfoloogilised omadused), nii et lihtsad jalutuskäigud metsas või nõudlikud matkad peavad alati olema planeeritud vastavalt proportsionaalsele ja proportsionaalsele tasemele. iga osaleja füüsilised tingimused ja tehniline ettevalmistus, korraldades vastutustundlikult ja jättes kõrvale mittevajalikud võistlused.

Kokkuvõttes näitavad uuringud, et pärast aklimatiseerumist suureneb oluliselt hemoglobiin (Hb) ja hematokrit (Hct), mis on kaks kõige lihtsamat ja kõige uuritavat parameetrit. Üksikasjadesse sisenedes mõistame siiski, et tulemused ei ole kaugeltki ühemõttelised, nii erinevate kasutatud protokollide kui ka segavate tegurite tõttu. Näiteks on teada, et aklimatiseerumine hüpoksiale põhjustab plasma mahu (VP) vähenemist ja seega ka Hct väärtuste suhtelist suurenemist. See protsess võib olla tingitud plasmavalkude kadumisest, kapillaarse läbilaskvuse suurenemisest, dehüdratsioonist või diureidiuuride suurenemisest. Peale selle toimub füüsilise treeningu ajal VP ümberjaotus, mis läbib vaskulaarsest lihasest lihasesisene interstitsium, kuna see suureneb kudede osmootse rõhu ja suurema kapillaarhüdrostaatilise rõhu tõttu. Need kaks mehhanismi viitavad sellele, et sportlastel, kes on juba kõrgele kõrgusele tõusnud, võib hüpoksiaga läbiviidavate pingeliste harjutuste ajal oluliselt vähendada plasma mahtu.

Piisava kestusega hüpoksiline stiimul (loomulik või kunstlik) põhjustab seega punaste rakkude massi tõelist suurenemist, kuigi teatud individuaalse varieeruvusega. Tulemuslikkuse parandamiseks on siiski tõenäoline, et tekivad teised perifeersed kohandused, nagu näiteks lihaskoe suurem osa võime eraldada ja kasutada hapnikku. See väide kehtib nii istuvates kui ka sportlastes, kui neil õnnestub koolitada piisava intensiivsusega töökoormust, et jääda konkurentsivõimeliseks.

Kokkuvõttes võib öelda, et tavapärastest ilmastikutingimustest erinev kokkupuude kujutab endast organismi stressirohket sündmust; suur kõrgus on väljakutse mitte ainult mägironijale, vaid ka füsioloogile ja arstile.