Erytropoetin a výškový výcvik

Čtvrtý díl

Erytropoetin (EPO), faktor vyvolaný „hypoxií (HIF) a hyperventilací

EPO je již dlouho uznáván jako fyziologický regulátor produkce červených krvinek. Vyrábí se především v ledvinách v reakci na hypoxii a chlorid kobaltu.
Většina buněk vystavených hypoxii se dostala do stavu klidu, což snižuje syntézu mRNA asi o 50-70%. Místo toho jsou stimulovány některé geny, jako je faktor indukovaný hypoxií.
HIF je protein obsažený v buněčném jádru, který hraje zásadní roli v genové transkripci v reakci na „hypoxii. Ve skutečnosti je to transkripční faktor, který kóduje proteiny zapojené do hypoxické reakce a je nezbytný pro syntézu erytropoetinu“.

V hypoxických podmínkách je cesta kyslíkového senzoru (pro mnoho buněk je reprezentována cytochromem aa3) blokována, takže se zvyšuje HIF. Události, ke kterým dochází za senzorem za účelem aktivace exprese genu EPO, vyžadují novou syntézu proteinů a produkci specifických transkripčních faktorů. V jádru začíná transkripce genu EPO na chromozomu.

Hladiny EPO za hypoxických podmínek se výrazně zvýší na 3000 m po 114 minutách a na 4000 m po 84 minutách. Průměrné hodnoty se pohybují od 16,0 do 22,5 mU / ml (3 000 m) a od 16,7 do 28,0 mU / ml (4 000 m). Na konci hypoxického stimulu hladiny EPO nadále rostou přibližně 1,5 hodiny a 3 hodiny a poté klesají s průměrným poločasem asi 5,2 hodiny.
K hyperventilaci dochází v klidu již od přibližně 3 400 m (v poměru k dosažené nadmořské výšce). Akutní hypoxie stimuluje chemoreceptory (zejména karotidové glomy), citlivé na snižování PO2 v arteriální krvi, což může způsobit zvýšení ventilace až na asi 65%.
Po několika dnech pobytu ve vysokých nadmořských výškách je zavedena takzvaná „ventilační aklimatizace“, charakterizovaná evidentním zvýšením plicní ventilace v klidu.
Fyzické cvičení, jak v akutní, tak v chronické hypoxii, způsobuje hyperventilaci mnohem vyšší než na úrovni hladiny moře; příčinu lze nalézt ve zvýšení aktivity chemoreceptorů a respiračních center způsobené sníženým parciálním tlakem O2.
Nakonec je třeba poznamenat, že náklady na energii plicní ventilace se v důsledku hyperventilace zvyšují ve výšce. Ve skutečnosti podle toho, co bylo hlášeno ve studiích provedených Mognonim a La Fortunou v roce 1985, v různých nadmořských výškách mezi 2300 a 3500 m, energie byly zjištěny náklady na plicní ventilaci 2,4 až 4,5krát vyšší než na úrovni hladiny moře (se stejným úsilím).
Průměrná hodnota pH krve za normoxických podmínek je 7,4. Hyperventilace, která se objevuje ve vysokohorském vzestupu, kromě toho, že má účinek na zvýšení množství kyslíku dostupného pro tkáně, způsobuje zvýšení eliminace oxidu uhličitého s výdechem.Následné snížení koncentrace CO2 v krvi určuje posun pH krve směrem k zásaditosti, zvyšující se až na hodnoty 7,6 (respirační alkalóza).

PH krve je ovlivněno koncentrací bikarbonátových iontů v krvi [HCO3-], které představují alkalickou rezervu těla. Aby se kompenzovala respirační alkalóza, tělo během aklimatizace zvyšuje vylučování iontů hydrogenuhličitanu močí, čímž přináší hodnoty pH krve Zpět na normální úroveň. Tento mechanismus kompenzace respirační alkalózy, ke kterému dochází u dokonale aklimatizovaného subjektu, má za následek snížení alkalické rezervy, tedy pufrovací síly krve, například vůči produkci kyseliny mléčné při fyzickém cvičení. Ve skutečnosti je známo, že u aklimatizovaného dochází k výraznému snížení „kapacity laktacidů“.
Asi po 15 dnech pobytu ve výšce dochází k postupnému zvyšování koncentrace červených krvinek v cirkulující krvi (polyglobulia), čím výraznější, tím vyšší nadmořská výška, maximálních hodnot dosahuje zhruba po 6 týdnech. Tento jev představuje další pokus organismu kompenzovat negativní účinky hypoxie. Snížený parciální tlak kyslíku v arteriální krvi ve skutečnosti způsobuje „zvýšenou sekreci hormonu erytropoetinu, který stimuluje kostní dřeň ke zvýšení počtu červených krvinek, což umožňuje hemoglobinu v nich obsaženém transportovat větší množství O2 do tkanin. Kromě toho se spolu s červenými krvinkami zvyšuje také koncentrace hemoglobinu [Hb] a hodnota hematokritu (Hct), tj. Procentní objem krvinek vzhledem k jeho tekuté části (plazmě) .Zvýšení koncentrací hemoglobinu [Hb], je proti snižování PO2 a při dlouhodobém pobytu ve vysokých nadmořských výškách se může zvýšit o 30–40%.

Dokonce i saturace hemoglobinu O2 podléhá změnám s nadmořskou výškou, a to od nasycení asi 95% na hladině moře do 85% v nadmořské výšce 5 000 až 5 500 m. Tato situace vytváří vážné problémy s transportem kyslíku do tkání. svalová práce.
Pod stimulem akutní hypoxie se srdeční frekvence zvyšuje, aby byla kompenzována vyšším počtem úderů za minutu, nižší dostupností kyslíku, zatímco systolický zdvih klesá (tj. Klesá množství krve, které srdce pumpuje každým úderem). Při chronické hypoxii se srdeční frekvence vrací k normálním hodnotám.

V důsledku akutní hypoxie dochází k omezené redukci maximální srdeční frekvence ze cvičení a je jen málo ovlivněna nadmořskou výškou. U aklimatizovaného subjektu je však maximální srdeční frekvence ze cvičení velmi snížena v poměru k dosažené nadmořské výšce.

Např .: MAX F.C. ze snahy na hladině moře: 180 úderů za minutu
MAX F.C. z námahy na 5 000 m: 130–160 úderů za minutu

Systémový arteriální tlak vykazuje přechodné zvýšení akutní hypoxie, zatímco u aklimatizovaného subjektu jsou hodnoty podobné hodnotám zaznamenaným na hladině moře.
Zdá se, že hypoxie působí přímo na svaly plicních tepen, způsobuje vazokonstrikci a způsobuje významné zvýšení arteriálního tlaku v plicní oblasti.
Důsledky nadmořské výšky na metabolismus a výkonnostní schopnosti nelze jednoduše shrnout, ve skutečnosti je třeba vzít v úvahu několik proměnných spojených s individuálními charakteristikami (např. Věk, zdravotní stav, délka pobytu, podmínky tréninku a výškové návyky, druh sportovní aktivity) a podmínky prostředí (např. nadmořská výška oblasti, kde se výkon provádí, klimatické podmínky).

Kdo jede do hor, musí spolu s problémy spojenými s nadmořskou výškou zvážit možné meteorologické odchylky (a zejména teplotu), které jsou zodpovědné za zvýraznění poruch způsobených hypoxií. Hypoxie způsobuje různé funkční anomálie nervové tkáně, včetně psychické a behaviorální změny jsou poměrně časté u těch, kteří vykonávají fyzickou aktivitu v horách, dokonce i ve skromných nadmořských výškách. Takové poruchy lze charakterizovat jak euforií, tak depresí nálady spojené s apatií a astenií.Podle Zchislawa Ryna se tyto změny nálady začínají projevovat v relativně nízkých nadmořských výškách (1 500-2 500 metrů nad mořem), a to již od prvních dnů pobytu. v horách vydržet několik hodin nebo několik dní a spontánně zmizet. Sám Ryn věří, že v některých případech mohou být tyto poruchy trvalé.
Pokud jde o účinky na energetický metabolismus, lze říci, že hypoxie způsobuje omezení jak na úrovni aerobních, tak anaerobních procesů.Je známo, že jak u akutní, tak u chronické hypoxie klesá maximální aerobní výkon (VO2max) úměrně s rostoucím nadmořská výška. Nicméně až do nadmořské výšky 2500 m se atletický výkon při některých sportovních výkonech, jako jsou běhy na 100 m a 200 m nebo závody v hodu nebo ve skoku (ve kterých nejsou ovlivněny aerobní procesy), mírně zlepšuje. Tento jev je spojen se snížením vzduchu hustota, která umožňuje mírnou úsporu energie.
Kapacita laktacidů po maximálním úsilí při akutní hypoxii se s ohledem na hladinu moře nemění. Po aklimatizaci naopak prochází evidentní redukcí, pravděpodobně v důsledku snížení pufrační kapacity organismu při chronické hypoxii. Ve skutečnosti by za těchto podmínek akumulace kyseliny mléčné způsobená maximálním fyzickým cvičením vedla k nadměrnému okyselení organismu, které nemohlo být tlumeno sníženou alkalickou rezervou v důsledku aklimatizace.
Výlety do nadmořské výšky 2000 m obecně nevyžadují zvláštní opatření pro subjekty s dobrým zdravotním stavem a tréninkovými podmínkami. V případě obzvláště náročných výletů je vhodné dosáhnout nadmořské výšky den předem, aby se tělo dokázalo minimálně přizpůsobit nadmořské výšce (což může způsobit mírnou tachykardii a tachypnoe), aby byla umožněna fyzická aktivita bez nadměrná únava.
Pokud hodláte dosáhnout nadmořských výšek mezi 2 000 a 2 700 m, preventivní opatření, která je třeba dodržovat, se příliš neliší od těch předchozích, je vhodné pouze mírně delší dobu přizpůsobení se nadmořské výšce (2 dny) před zahájením exkurze, nebo v alternativa k postupnému dosažení lokality postupně, případně s vlastními fyzickými prostředky, začněte výlet z nadmořské výšky, která je blízká výškám, ve kterých se obvykle zdržujete.
Pokud provádíte náročné vícedenní túry v nadmořských výškách od 2 700 do 3 200 m n. M., Musí být výstupy rozděleny na několik dní a naplánovat si výstup do maximální výšky s následným návratem do nižších nadmořských výšek.
Tempo chůze během výletů musí být konstantní a nízké intenzity, aby se zabránilo časným nástupům únavy způsobené akumulací kyseliny mléčné.
Vždy je také třeba mít na paměti, že již ve výškách nad 2300 m je udržení tréninku ve stejné intenzitě jako na hladině moře prakticky nemožné a s nárůstem nadmořské výšky se intenzita cvičení úměrně snižuje. Například ve výškách kolem 4000 m vydrží běžkaři tréninkové zátěže kolem 40% VO2 max. Ve srovnání s těmi na hladině moře, které se pohybují kolem 78% VO2 max. Nad 3200 m náročných několikadenních výletů doporučujeme pobyt v nadmořských výškách pod 3000 m po dobu v rozmezí od několika dnů do 1 týdne, což je doba aklimatizace užitečná k zabránění nebo alespoň snížení fyzických problémů způsobených hypoxií.
Na exkurzi je nutné se připravit s adekvátním školením na intenzitu a obtíže exkurze, aby neriskovalo ohrožení vlastní bezpečnosti a bezpečnosti těch, kteří nás provázejí, stejně jako případných záchranářů.
Hora je mimořádným prostředím, ve kterém je možné zažít mnoho aspektů, oddat se jedinečným a osobním zkušenostem, jako je intimní uspokojení z překonání a dosažení magických míst vlastními prostředky, užívání nádherného přírodního prostředí, daleko od chaosu a znečištění Některá města.
Na konci „náročné exkurze nás pocity pohody a vyrovnanosti, které nás doprovázejí, nutí zapomenout na těžkosti, nepohodlí a nebezpečí, kterým jsme někdy čelili.
Vždy je třeba mít na paměti, že rizika v horách mohou být znásobena konkrétními a extrémními charakteristikami samotného prostředí (nadmořská výška, podnebí, geomorfologické charakteristiky), takže jednoduché procházky lesem nebo náročné túry musí být vždy odpovídajícím způsobem naplánovány a přiměřené fyzickým podmínkám a technické přípravě každého účastníka, zodpovědné organizování a ponechání stranou zbytečných soutěží.
Celkově tedy studie naznačují, že po aklimatizaci dochází k významnému nárůstu hemoglobinu (Hb) a hematokritu (Hct), dvou nejjednodušších a nejvíce studovaných parametrů. Uvědomuje si, že výsledky nejsou nic jiného než jednoznačné, a to z důvodu odlišných používané protokoly a kvůli přítomnosti „matoucích“ faktorů. Je například známo, že aklimatizace na hypoxii způsobuje snížení objemu plazmy (PV) a následně relativní zvýšení hodnot Hct. Tento proces může být způsoben ztrátou plazmatických proteinů, zvýšením kapilární propustnosti, dehydratací nebo zvýšením diurézy. Kromě toho během cvičení dochází k redistribuci VP, která přechází z cévního řečiště do intersticia svalu, v důsledku zvýšení osmotického tlaku tkáně a většího kapilárního hydrostatického tlaku.Tyto dva mechanismy naznačují, že u sportovců již aklimatizovaných na „Vysoká nadmořská výška, objem plazmy se může výrazně snížit během namáhavých cvičení prováděných v hypoxii.
Hypoxický stimul (přirozený nebo umělý) přiměřené doby trvání proto způsobuje skutečné zvýšení hmotnosti erytrocytů, i když s určitou individuální variabilitou. Za účelem zlepšení výkonu však pravděpodobně zasáhnou další periferní adaptace, například zvýšená schopnost svalové tkáně extrahovat a využívat kyslík. Toto tvrzení platí jak u sedavých subjektů, tak u sportovců, pokud jsou tito schopni trénovat s vytížením přiměřené intenzity, aby zůstali konkurenceschopní.
Závěrem lze potvrdit, že expozice klimatickým podmínkám odlišným od obvyklých představuje pro organismus stresovou událost; vysoká nadmořská výška představuje výzvu nejen pro horolezce, ale také pro fyziologa a lékaře.