Еритропоетин та висотні тренування

Частина четверта

Еритропоетин (ЕПО), фактор, спричинений "гіпоксією (HIF) та гіпервентиляцією"

ЕПО давно визнано фізіологічним регулятором вироблення еритроцитів і виробляється переважно в нирках у відповідь на гіпоксію та хлорид кобальту.
Більшість клітин, що зазнали гіпоксії, перебувають у стані спокою, зменшуючи синтез мРНК приблизно на 50-70%.Натомість деякі гени, такі як фактор, індукований гіпоксією, замість цього стимулюються.
HIF - це білок, що міститься в клітинному ядрі, який відіграє фундаментальну роль у транскрипції генів у відповідь на "гіпоксію. Це насправді фактор транскрипції, який кодує білки, що беруть участь у гіпоксичній реакції, і має важливе значення для синтезу еритропоетину".

В умовах гіпоксії шлях датчика кисню (для багатьох клітин він представлений цитохромом aa3) блокується, тому HIF збільшується. Події, що відбуваються після датчика для активації експресії гена ЕРО, вимагають нового синтезу білка та продукування специфічних факторів транскрипції. У ядрі починається транскрипція гена ЕРО на хромосомі.

Рівень ЕРО в умовах гіпоксії значно зростає до 3000 м через 114 хвилин і до 4000 м через 84 хвилини. Середні значення коливаються від 16,0 до 22,5 мОд / мл (3000 м) та від 16,7 до 28,0 мОд / мл (4000 м). Після закінчення гіпоксичного подразника рівень ЕРО продовжує зростати протягом приблизно 1,5 год та 3 год, а потім зменшується із середнім періодом напіввиведення приблизно 5,2 год.
Гіпервентиляція відбувається в спокої вже починаючи приблизно з 3400 м (пропорційно досягнутій висоті). Гостра гіпоксія стимулює хеморецептори (зокрема сонні гломи), чутливі до зниження РО2 в артеріальній крові, що може спричинити збільшення вентиляції до близько 65%.
Після кількох днів перебування на великій висоті встановлюється так звана «вентиляційна акліматизація», що характеризується очевидним збільшенням легеневої вентиляції в спокої.
Фізичні навантаження, як при гострій, так і при хронічній гіпоксії, спричиняють гіпервентиляцію набагато вище, ніж на рівні моря; причина була б у підвищенні активності хеморецепторів та дихальних центрів, спричиненому зниженням парціального тиску O2.
Нарешті, слід зазначити, що витрати енергії на легеневу вентиляцію зростають на висоті через гіпервентиляцію. Насправді, згідно з повідомленнями в дослідженнях, проведених Моньоні та Ла Фортуною у 1985 році, на змінних висотах між 2300 та 3500 м, енергія Встановлено, що вартість легеневої вентиляції в 2,4 - 4,5 рази вище, ніж на рівні моря (з тими ж зусиллями).
Середнє значення рН крові за нормоксичних умов становить 7,4. Гіпервентиляція, що з’являється при сходженні на великій висоті, крім того, що вона збільшує кількість кисню, доступного для тканин, викликає збільшення виведення вуглекислого газу з видихом. Послідовне зниження концентрації CO2 в крові викликає зміна рН крові до лужності, збільшуючись до значень 7,6 (дихальний алкалоз).

На рН крові впливає концентрація в крові іонів бікарбонату [HCO3-], які представляють лужний резерв організму. Щоб компенсувати респіраторний алкалоз, під час акліматизації організм збільшує виведення бікарбонатних іонів з сечею, приводячи значення рН крові Цей механізм компенсації респіраторного алкалозу, що виникає у ідеально акліматизованого суб’єкта, має як наслідок зменшення лужного запасу, а отже, буферної сили крові щодо, наприклад, виробленої молочної кислоти під час фізичних навантажень. Фактично відомо, що в акліматизованому спостерігається помітне зниження "лактацидної здатності".
Приблизно через 15 днів перебування на висоті спостерігається прогресуюче збільшення концентрації еритроцитів у циркулюючій крові (поліглобулії), чим сильніше, тим вище висота, досягаючи максимальних значень приблизно через 6 тижнів. Це явище являє собою подальшу спробу організму компенсувати негативні наслідки гіпоксії. Насправді, знижений парціальний тиск кисню в артеріальній крові викликає "підвищену секрецію гормону еритропоетину, який стимулює кістковий мозок збільшувати кількість еритроцитів, щоб дозволити гемоглобіну, що міститься в них, транспортувати більшу кількість вмісту О2 у тканинах. Крім того, разом з еритроцитами також зростає концентрація гемоглобіну [Hb] та значення гематокриту (Hct), тобто відсоткового об’єму клітин крові щодо його рідкої частини (плазми). Зростання концентрації гемоглобіну [Hb], виступає проти зниження PO2 і, під час тривалого перебування на великих висотах, може збільшитися на 30-40%.

Навіть насичення гемоглобіну О2 зазнає змін з висотою, починаючи від насичення приблизно 95% на рівні моря до 85% на висоті 5000-5500 м. Ця ситуація створює серйозні проблеми з транспортуванням кисню до тканин., Особливо під час робота м’язів.
Під стимулом гострої гіпоксії частота серцевих скорочень збільшується, щоб компенсувати більшою кількістю ударів за хвилину, меншою доступністю кисню, а систолічний інсульт зменшується (тобто зменшується кількість крові, яку серце перекачує з кожним ударом). При хронічній гіпоксії частота серцевих скорочень повертається до нормальних значень.

Внаслідок гострої гіпоксії максимальна частота серцевих скорочень під час фізичних навантажень зазнає обмеженого зниження і на них майже не впливає висота. Однак у акліматизованого суб’єкта максимальна частота серцевих скорочень від фізичних навантажень дуже зменшується пропорційно досягнутій висоті.

Наприклад: MAX F.C. від зусиль на рівні моря: 180 ударів за хвилину
MAX F.C. від зусиль до 5000 м: 130-160 ударів за хвилину

Системний артеріальний тиск показує тимчасове збільшення гострої гіпоксії, тоді як у акліматизованого суб’єкта значення подібні до тих, що реєструються на рівні моря.
Схоже, що гіпоксія надає пряму дію на м’язи легеневих артерій, викликаючи звуження судин і спричиняючи значне підвищення артеріального тиску в легеневій зоні.
Наслідки висоти на метаболізм та працездатність неможливо легко підсумувати, насправді існує кілька змінних, які слід враховувати, пов’язані з індивідуальними особливостями (наприклад, вік, стан здоров’я, тривалість перебування, умови тренувань та висотні звички, вид спортивної діяльності) та екологічні умови (наприклад, висота регіону, де виконується вистава, кліматичні умови).

Ті, хто їде в гори, повинні разом з проблемами, пов'язаними з висотою, враховувати можливі метеорологічні коливання (і, зокрема, температуру), відповідальні за загострення порушень, спричинених гіпоксією. Гіпоксія викликає різні функціональні аномалії нервової тканини, в тому числі психічні та поведінкові зміни досить часті серед тих, хто здійснює фізичні навантаження в горах, навіть на невеликих висотах. Такі порушення можуть характеризуватися як ейфорією, так і пригніченням настрою, пов'язаним з апатією та астенією.За словами Зіслава Рина, ці зміни настрою починають проявлятися на відносно невеликих висотах (1500-2500 метрів над рівнем моря), починаючи з перших днів перебування у горах зберігаються протягом кількох годин або кількох днів і зникають спонтанно. Сам Рін вважає, що в деяких випадках ці розлади можуть бути постійними.
Щодо впливу на енергетичний обмін, можна сказати, що гіпоксія спричиняє обмеження як на рівні аеробних, так і анаеробних процесів. Відомо, що як при гострій, так і при хронічній гіпоксії максимальна аеробна сила (VO2max) зменшується пропорційно із збільшенням Однак на висоті приблизно до 2500 м дещо покращуються спортивні результати у деяких спортивних змаганнях, таких як біги на 100 м та 200 м, або змагання з метання чи стрибків (на яких не впливають аеробні процеси). Це явище пов'язане зі зменшенням повітря щільність, що дозволяє незначно заощадити енергію.
Лактацидна здатність після максимальних зусиль при гострій гіпоксії не змінюється щодо рівня моря. З іншого боку, після акліматизації він зазнає очевидного зменшення, ймовірно, через зменшення буферної здатності організму при хронічній гіпоксії. Фактично, в цих умовах накопичення молочної кислоти, викликане максимальними фізичними навантаженнями, призвело б до надмірного підкислення організму, яке не могло бути буферовано зменшеним лужним запасом через акліматизацію.
Як правило, екскурсії на висоту до 2000 м не вимагають особливих запобіжних заходів для суб’єктів із хорошим здоров’ям та умовами навчання. У разі особливо складних екскурсій, бажано досягти висоти напередодні, щоб дозволити організму мінімально адаптуватися до висоти (що може викликати помірну тахікардію та тахіпное), щоб дозволити фізичну активність без надмірна втома.
Якщо ви маєте намір досягти висот від 2000 до 2700 м, запобіжні заходи, які слід дотримуватися, не сильно відрізняються від попередніх, рекомендується лише трохи довший період адаптації до висоти (2 дні) перед початком екскурсії або альтернатива, щоб поступово потрапити до місцевості, можливо, за допомогою власних фізичних ресурсів, починаючи екскурсію з висоти, близької до тієї, на якій ви зазвичай перебуваєте.
Якщо ви здійснюєте складні багатоденні походи на висотах від 2700 до 3200 метрів над рівнем моря, підйоми потрібно розділити на кілька днів, плануючи підйом на максимальну висоту з подальшим поверненням на менші висоти.
Темп ходьби під час екскурсій повинен бути постійним і з низькою інтенсивністю, щоб уникнути ранніх проявів втоми через накопичення молочної кислоти.
Потрібно також завжди мати на увазі, що вже на висотах понад 2300 м практично неможливо витримати тренування з такою ж інтенсивністю, як і на рівні моря, а зі збільшенням висоти інтенсивність вправ пропорційно зменшується. Наприклад, на висотах близько 4000 м, лижники для бігових лиж витримують тренувальні навантаження близько 40% від VO2 max порівняно з тими на рівні моря, які складають близько 78% від VO2 max. Висота понад 3200 м - це вимогливі екскурсії протягом декількох днів, які рекомендують перебувати на висотах нижче 3000 м протягом періоду часу від кількох днів до 1 тижня, час для акліматизації, корисний для уникнення або принаймні зменшення фізичних проблем, спричинених гіпоксією.
Необхідно підготуватися до екскурсії з відповідною підготовкою щодо інтенсивності та труднощів екскурсії, щоб не ризикувати загрозою для власної безпеки та безпеки тих, хто нас супроводжує, а також для будь -яких рятувальників.
Гора - це надзвичайне середовище, в якому можна відчути багато аспектів, відмовившись від унікальних та особистих переживань, таких як інтимне задоволення від того, що власними засобами перетнули та досягли чарівних місць, насолоджуючись прекрасним природним середовищем, далеким від хаосу та деякі міста.
Наприкінці "вимогливої екскурсії" почуття благополуччя і спокою, які супроводжують нас, змушують нас забути про труднощі, незручності та небезпеки, з якими ми іноді стикалися.
Потрібно завжди мати на увазі, що ризики в горах можна помножити на особливі та екстремальні характеристики самого середовища (висота, клімат, геоморфологічні характеристики), тому прості прогулянки лісом або вимогливі походи завжди потрібно відповідно планувати та пропорційно фізичним умовам та технічній підготовці кожного учасника, відповідально організовуючи та залишаючи осторонь непотрібні змагання.
В цілому, дослідження показують, що після акліматизації спостерігається значне збільшення гемоглобіну (Hb) та гематокриту (Hct), двох найпростіших і найбільш вивчених параметрів. використовуваних протоколів та через наявність "заплутаних" факторів. Відомо, наприклад, що акліматизація до гіпоксії спричиняє зменшення об’єму плазми (PV) і, відповідно, відносне збільшення значень Hct. Цей процес може бути обумовлений втратою білків плазми, збільшенням проникності капілярів, зневодненням або збільшенням діурезидиурезу. Крім того, під час фізичних вправ відбувається перерозподіл ВП, який проходить від судинного русла до м’язового інтерстицію внаслідок збільшення осмотичного тиску тканин та більшого капілярного гідростатичного тиску. Ці два механізми свідчать про те, що у спортсменів, які вже акліматизувалися до "Велика висота, об'єм плазми може значно зменшитися під час важких вправ, що проводяться при гіпоксії.
Тому гіпоксичний стимул (природний або штучний) достатньої тривалості викликає реальне збільшення маси еритроцитів, хоча і з певною індивідуальною мінливістю. Однак, для підвищення продуктивності, ймовірно, будуть втручатися інші периферійні адаптації, такі як збільшення здатності м'язової тканини витягувати та використовувати кисень. Це твердження справедливо як для малорухливих предметів, так і для спортсменів, якщо останні здатні тренуватися з навантаженнями належної інтенсивності, щоб залишатися конкурентоспроможними.
На закінчення можна стверджувати, що вплив кліматичних умов, відмінних від звичайних, є стресовою подією для організму; велика висота становить виклик не тільки для альпініста, але і для фізіолога та лікаря.