1 Катедра по отоларингология - хирургия на главата и шията, Университет Медениет в Истанбул, Медицински факултет, 34100 Истанбул, Турция

съня

2 Катедра по отоларингология - хирургия на главата и шията, Университет Acibadem, Медицински факултет, 34742 Истанбул, Турция

3 Катедра по отоларингология - хирургия на главата и шията, Университет Османгази, Медицински факултет, 26020 Ескишехир, Турция

4 Катедра по отоларингология - хирургия на главата и шията, Университет Celal Bayar, Медицински факултет, 45010 Маниса, Турция

5 Катедра по отоларингология - хирургия на главата и шията, Университет Думлупинар, Медицински факултет, 43100 Кутахя, Турция

6 Учебна и изследователска болница Sisli Etfal, отделение по отоларингология - хирургия на главата и шията, 34371 Истанбул, Турция

Резюме

1. Въведение

Съвременните съоръжения за пътуване и планински обиколки сега позволяват достъп до високи планини, посещавани преди това рядко от издръжливи алпинисти. Пътуването до височини над 2500 метра може да доведе до признаци и симптоми на болест на НА [1]. Ефектите от височината (HA) зависят от няколко фактора, включително скоростта на изкачване до височина, крайната достигната височина, надморската височина, на която човек спи, и индивидуалната физиология [2–4].

При пристигането си в ХА низините ще бъдат неспособни да имат толкова физическо натоварване, колкото са били на морското равнище. Освен това те може да не се чувстват добре и да имат нарушена ментация. Тези ефекти в крайна сметка се дължат на хипоксия. За щастие човешкото тяло има серия от физиологични корекции за компенсиране на тази хипоксия, включително увеличаване на вентилацията, хемодинамични и хематологични промени и метаболитни промени, които обикновено се наричат ​​аклиматизация [2, 3].

Времето, необходимо за тези адаптации, варира в зависимост от индивидуалната физиология, с издигната надморска височина и със скоростта на изкачване [4]. Тази статия прави преглед на ефектите от HA, както и адаптациите към промените, свързани с HA.

2. Кислород при НА

HA, който отразява пониженото количество газове, включително O2 в атмосферата, се определя като [5]: (i) междинна надморска височина: 1500–2500 m; (ii) HA: 2500–3500 m; (iii) много HA: 3500–5800 m; (iv) екстремна надморска височина: над 5800 m.

Въздухът е смес от газове, а основните газове са O2 и азот, чиито сумирани парциални налягания са равни на барометричното налягане (BP). Концентрациите им по същество са постоянни спрямо земните височини на земята [3]. По този начин количеството O2 в атмосферата, 20,93 процента, остава постоянно на всяка дадена височина. Въпреки това, повърхността на земните океани, която ние наричаме морско ниво, е и дъното на океан от въздух и въздухът, за разлика от водата, е сгъстим.

Парциалното налягане на O2 (PaO2) в атмосферата пада с падането на BP. Следователно промяната в BP при HA е основната причина за намаляване на количеството O2, водещо до хипобарна хипоксия (HH) [6, 7]. Атмосферното налягане и PaO2 намаляват при увеличаване на надморската височина по логаритмичен начин. Атмосферният PaO2 е 159 mm Hg на морското равнище и 53 mm Hg на върха на връх Еверест [8, 9]. Въпреки че основният определящ фактор на PaO2 е BP, PaO2 също се понижава към полюсите на земята на всяка дадена височина. Трябва също да се отбележи, че BP е известно, че варира с променящите се метеорологични системи [2].

3. Ефекти от HA

Когато алпинистите са изложени на HH, те изпитват различни реакции към въздействието на височината. Основата на патофизиологичните промени е HH на тъканите. Колкото по-голям е хипоксичният стрес, толкова по-малко време на тялото трябва да се адаптира към него и толкова по-големи са неблагоприятните ефекти на HA.

4. Максимална консумация на кислород (

е максималният капацитет на тялото на индивида да транспортира и използва О2 по време на тренировка, което отразява физическата годност на индивида. Точката, в която платото за консумация на O2 определя максималния аеробен капацитет на индивида. Този капацитет варира сред отделните хора и може да бъде подобрен до ниво с обучение. Генетиката играе основна роля за човека и наследствеността може да представлява до 25-50% от разликата, наблюдавана между индивидите [6].

започва да намалява значително над надморска височина от 1600 m. На всеки 1000 m над това спада с приблизително 8-11%. На върха на Еверест средното морско ниво от 62 mL/kg/min може да спадне до 15 mL/kg/min. Всеки с по-ниско от 50 ml/kg/min би се борил да оцелее на върха на Еверест без допълнителен O2 [7].

Тъй като на височина преносът на O2 към активните мускули е намален, особено по време на упражнения за цялото тяло, умората се появява при по-ниски темпове на работа [4, 8]. Намаленото при HA обикновено се дължи на намаляването на митохондриалния PO2, който пречи на функцията на електронната транспортна верига, отговорна за осигуряване на клетъчна енергия [3, 8]. Въпреки че съдържанието на O2 в артериите се увеличава до стойностите на морското равнище, способността за аклиматизация остава намалена [3, 9]. Причината беше предложена в непропорционално доставяне на O2 в тъканите; докато при условия на морското равнище O2 е по-насочен към свиване на мускулите по време на тренировка, при HA по-голям дял от O2 е насочен към неконтрактиращи тъкани по време на тренировка. По този начин изпълнението на упражненията се намалява. Има малко доказателства, че белодробната хипертония на НА ограничава [10].

5. Скелетни мускули и телесно тегло

Постоянното излагане на тежка хипоксия има вредни ефекти върху мускулната структура. Хроничната надморска височина води до значително намаляване на плътността на мускулните влакна [4, 11]. По същия начин се наблюдава намаляване на обема на митохондриите с до 30% [12]. Промените в обема на митохондриите са придружени от значително намаляване на активността на ензимите, отговорни за аеробния окислителен метаболизъм и окислителния капацитет на мускулите и се установява, че са умерено намалени при излагане на надморска височина. За разлика от тях, протеините, участващи в клетъчния транспорт на бикарбонат, протони и лактати, се увеличават както в скелетните мускули, така и в червените кръвни клетки (RBC) [13, 14]. Продължителното излагане на HH, което причинява намаляване на максималната скорост на поглъщане на O2, беше предложено като основна причина за намаляване на площта на напречното сечение на мускулите и на окислителната активност на мускулите [12]. Тези промени корелират с телесното тегло и общия спад на мускулната маса при HA.

По време на периода на проучване на проекта „Операция Everest (OE) -II“ беше установено, че теглото е намалено със 7,44 кг, което представлява общо 8,9% спад в телесното тегло [4, 24]. В същото проучване, при 6 субекта, общата мускулна площ на бедрото и горната част на ръцете е изчислена чрез CT сканиране и резултатите показват намаляване с 13% и 15%, съответно. Теглото е намалено средно с 5 kg при участниците в проучването по време на периода на проучване на OE-III, който оценява дългосрочния ефект на HH върху апетита с помощта на хипобарна камера и симулира изкачването на Еверест през 31-дневен период [ 25]. Те стигнаха до заключението, че излагането на HH изглежда е свързано с промяна в отношението към храненето и с намален апетит и прием на храна.

6. Психично представяне (MP)

HA на повече от 3000 m предизвикват физиологични разстройства и неблагоприятни промени в настроенията и когнитивните/двигателните показатели на неклиматизираните индивиди [3]. Известно е, че излагането на HA може да доведе до неблагоприятни ефекти върху двигателните умения, умствената ефективност и състоянията на настроението, включително безпокойство в зависимост от достигнатото ниво на височина, скоростта на изкачването и времето, прекарано в HA [26, 27]. Повечето хора, работещи на надморска височина от 4000 м, изпитват увеличен брой аритметични грешки, намалено внимание и повишена умствена умора. Зрителната и слухова чувствителност и краткосрочната памет се влияят негативно от излагането на височина от близо 2500 m.

Молекулярните и клетъчните механизми, отговорни за нарушената МП по време на хипоксия, са слабо разбрани. Мозъкът обикновено представлява приблизително 20% от общото потребление на O2 в организма и O2 се използва почти изцяло за окисляване на глюкозата. Предложените механизми за увреждане на функцията на нервните клетки по време на хипоксия включват променена йонна хомеостаза, промени в метаболизма на калция, промени в метаболизма на невротрансмитерите и увреждане на функцията на синапсите [3, 26, 27]. Сърдечно-съдовите и дихателните функции също влияят на МП и могат да причинят състояние като органичен мозъчен синдром по време на изкачване до HA [28]. Факторите на околната среда, климатичното състояние, упражненията и индивидуалните разлики по време на изкачване на височина също могат да имат някои отрицателни ефекти върху MP [3, 28].

7. Сън

8. Аклиматизация

8.1. Транспорт на кислород

O2 трябва непрекъснато да се транспортира от въздуха до митохондриите в достатъчни количества, за да отговори на изискванията на тъканите. Тъй като количеството O2 пада последователно и прогресивно, транспортът може да се разглежда като поредица от стъпки в каскада от алвеола до митохондриите на клетките [9].

Тъй като атмосферният PaO2 е по-нисък при HA, градиентът, задвижващ транспорта на O2 в тази по-висока точка, е значително по-малък, отколкото на морското равнище. Очевидно е да се има предвид, че падането на PaO2 при всяка последователна стъпка в транспортната каскада на O2 е по-малко при HA, отколкото на морското равнище. Всъщност повечето хора имат голям капацитет за физиологични корекции, за да компенсират този намален градиент на налягането.

8.2. Белодробна вентилация

Хипервентилацията увеличава парциалното налягане на алвеоларния (PPA) и PaO2 и намалява PPA и артериалния CO2. В проучване на West et al. [7], белодробният газов обмен е проучен на членове на Американската експедиция за медицински изследвания до Еверест на надморска височина съответно 8 050 м, 8 400 м и 8 848 м. Техните резултати показват, че PPA на CO2 е намален до 7 до 8 mm Hg, около една пета от нормалната му стойност на морското равнище от 40 mm Hg. След това алвеоларният PaO2 се поддържа близо до 35 mm Hg и артериалното рН е 7,7 на върха. Въпреки че някои членове на експедицията са имали много HVR до хипоксия на тези екстремни височини, отколкото други, е имало приблизително петкратно увеличение на честотата на вентилация в сравнение с нивата на почивка.

При първоначално излагане на HAs жизненият капацитет и остатъчният белодробен обем се намаляват, но след около 4 седмици пребиваване стойностите се поддържат до ниво, което е сравнима с тези, измерени на ниска надморска височина [3, 37]. В скорошно проучване Sonmez et al. [40] измерва жизнената вместимост на различни височини и резултатите показват, че няма статистически значима разлика в стойностите на жизнената мощност след измерванията на 1520 m, 3200 m и 4200 m по време на едноседмично изкачване до планината Арарат (5138 м). Белодробният дифузен капацитет на O2 остава непроменен при HAs в сравнение с капацитета, постигнат на морското равнище [41].

9. Хематологични адаптации

10. Метаболитна компенсация

11. Сърдечен изход (COP)

Препратки