Erythropoietin และการฝึกระดับความสูง

ภาคที่สี่

Erythropoietin (EPO) ปัจจัยที่เกิดจาก "ภาวะขาดออกซิเจน (HIF) และ hyperventilation

EPO ได้รับการยอมรับว่าเป็นตัวควบคุมทางสรีรวิทยาของการผลิตเซลล์เม็ดเลือดแดงมานานแล้ว โดยหลัก ๆ ผลิตขึ้นในไตเพื่อตอบสนองต่อภาวะขาดออกซิเจนและโคบอลต์คลอไรด์
เซลล์ส่วนใหญ่ที่สัมผัสกับภาวะขาดออกซิเจนทำให้ตัวเองอยู่ในสภาวะสงบซึ่งลดการสังเคราะห์ mRNA ได้ประมาณ 50-70% ยีนบางตัว เช่น ปัจจัยที่เกิดจากการขาดออกซิเจนจะถูกกระตุ้นแทน
HIF เป็นโปรตีนที่มีอยู่ในนิวเคลียสของเซลล์ที่มีบทบาทสำคัญในการถอดรหัสยีนเพื่อตอบสนองต่อ "ภาวะขาดออกซิเจน อันที่จริงแล้วเป็นปัจจัยการถอดรหัสที่กำหนดรหัสสำหรับโปรตีนที่เกี่ยวข้องกับการตอบสนองของการขาดออกซิเจนและเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการสังเคราะห์อีริโทรพอยอิติน"

ในสภาวะขาดออกซิเจน ทางเดินของเซ็นเซอร์ออกซิเจน (สำหรับเซลล์จำนวนมาก ไซโตโครม aa แทนด้วย) จะถูกบล็อก ดังนั้น HIF จะเพิ่มขึ้น เหตุการณ์ที่เกิดขึ้นที่ปลายน้ำของเซ็นเซอร์เพื่อกระตุ้นการแสดงออกของยีน EPO จำเป็นต้องมีการสังเคราะห์โปรตีนใหม่และการผลิตปัจจัยการถอดรหัสเฉพาะ ในนิวเคลียส การถอดรหัสยีน EPO บนโครโมโซมเริ่มต้นขึ้น

ระดับ EPO ภายใต้สภาวะขาดออกซิเจนเพิ่มขึ้นอย่างมากถึง 3000 เมตรหลังจาก 114 นาที และถึง 4000 เมตรหลังจาก 84 นาที ค่าเฉลี่ยไปจาก 16.0 ถึง 22.5 mU / ml (3,000 m) และจาก 16.7 ถึง 28.0 mU / ml (4,000 m) ในตอนท้ายของการกระตุ้นการขาดออกซิเจน ระดับ EPO ยังคงเพิ่มขึ้นต่อไปประมาณ 1.5 ชั่วโมงและ 3 ชั่วโมง จากนั้นลดลงด้วยครึ่งชีวิตเฉลี่ยประมาณ 5.2 ชั่วโมง
Hyperventilation เกิดขึ้นขณะหยุดนิ่งโดยเริ่มจากประมาณ 3400 ม. (ตามสัดส่วนของระดับความสูงที่ไปถึง) ภาวะขาดออกซิเจนเฉียบพลันจะกระตุ้นตัวรับเคมี (โดยเฉพาะ carotid glomas) ซึ่งไวต่อการลดลงของ PO2 ในเลือดแดง ซึ่งอาจทำให้การระบายอากาศเพิ่มขึ้นได้ถึง ประมาณ 65%
หลังจากพักอยู่บนที่สูงได้สองสามวัน สิ่งที่เรียกว่า "การเคยชินกับการช่วยหายใจ" ได้ถูกสร้างขึ้น โดยมีลักษณะเด่นคือการเพิ่มขึ้นของการระบายอากาศในปอดในขณะพัก
การออกกำลังกายทั้งในภาวะขาดออกซิเจนเฉียบพลันและเรื้อรังทำให้เกิดภาวะหายใจเกิน (hyperventilation) สูงกว่าที่ระดับน้ำทะเลมาก สาเหตุจะพบได้ในการเพิ่มการทำงานของตัวรับเคมีและศูนย์ทางเดินหายใจที่เกิดจากความดันบางส่วนของ O2 ที่ลดลง
สุดท้ายนี้ควรสังเกตว่าค่าใช้จ่ายด้านพลังงานของการช่วยหายใจในปอดเพิ่มขึ้นในระดับความสูงอันเนื่องมาจากภาวะหายใจเกิน ในความเป็นจริงตามรายงานในการศึกษาที่ดำเนินการโดย Mognoni และ La Fortuna ในปี 1985 ที่ระดับความสูงแปรผันระหว่าง 2300 ถึง 3500 ม. พลังงาน พบว่าค่าใช้จ่ายสำหรับการช่วยหายใจในปอดสูงกว่าระดับน้ำทะเล 2.4 ถึง 4.5 เท่า (ด้วยความพยายามเดียวกัน)
ค่า pH เฉลี่ยของเลือดภายใต้สภาวะปกติคือ 7.4 hyperventilation ที่ปรากฏในการเสด็จขึ้นสู่ที่สูง นอกจากจะมีผลในการเพิ่มปริมาณออกซิเจนที่มีอยู่ในเนื้อเยื่อแล้ว ยังทำให้การกำจัดก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์เพิ่มขึ้นด้วยการหายใจออกการลดลงของความเข้มข้นของ CO2 ในเลือดที่ตามมาจะเป็นตัวกำหนดการเปลี่ยนแปลงของค่า pH ของเลือดไปสู่ความเป็นด่าง เพิ่มขึ้นถึงค่า 7.6 (อัลคาไลในทางเดินหายใจ)

ค่า pH ของเลือดจะขึ้นอยู่กับความเข้มข้นของเลือดของไบคาร์บอเนตไอออน [HCO3-] ซึ่งแสดงถึงปริมาณสำรองของร่างกายที่เป็นด่าง เพื่อชดเชย alkalosis ทางเดินหายใจ ในระหว่างที่ร่างกายเคยชินกับสภาพร่างกายจะเพิ่มการขับถ่ายของไอออนไบคาร์บอเนตกับปัสสาวะ ทำให้ค่า pH ในเลือด กลับสู่ระดับปกติ กลไกการชดเชยภาวะ alkalosis ทางเดินหายใจที่เกิดขึ้นในตัวแบบที่เคยปรับตัวให้ชินกับสภาพปกติแล้วมีผลให้ปริมาณสำรองอัลคาไลน์ลดลง ดังนั้น พลังบัฟเฟอร์ของเลือดที่มีต่อ เช่น กรดแลคติคที่ผลิต ระหว่างการออกกำลังกาย เป็นที่ทราบกันดีอยู่แล้วว่าในสภาพที่เคยชินกับสภาพแล้วจะมี "ความจุแลคตาซิด" ที่ลดลงอย่างเห็นได้ชัด
หลังจากอยู่ที่ระดับความสูงประมาณ 15 วัน ความเข้มข้นของเซลล์เม็ดเลือดแดงในเลือดหมุนเวียนจะเพิ่มขึ้นเรื่อย ๆ (polyglobulia) ยิ่งทำเครื่องหมายว่าระดับความสูงสูงขึ้นเท่าใดก็จะถึงค่าสูงสุดหลังจากผ่านไปประมาณ 6 สัปดาห์ ปรากฏการณ์นี้แสดงถึงความพยายามเพิ่มเติมของสิ่งมีชีวิตเพื่อชดเชยผลกระทบด้านลบของการขาดออกซิเจน ในความเป็นจริง ความดันบางส่วนของออกซิเจนในเลือดลดลงทำให้เกิด "การหลั่งฮอร์โมน erythropoietin ที่เพิ่มขึ้น ซึ่งกระตุ้นไขกระดูกให้เพิ่มจำนวนเซลล์เม็ดเลือดแดง เพื่อให้ฮีโมโกลบินที่มีอยู่ในนั้นขนส่งปริมาณได้มากขึ้น ของ O2 ต่อผ้า นอกจากนี้เมื่อรวมกับเซลล์เม็ดเลือดแดงความเข้มข้นของฮีโมโกลบิน [Hb] และค่าของฮีมาโตคริต (Hct) ก็เพิ่มขึ้นเช่นกัน ซึ่งก็คือปริมาณเปอร์เซ็นต์ของเซลล์เม็ดเลือดที่สัมพันธ์กับส่วนของเหลว (พลาสมา) ของมันด้วย การเพิ่มขึ้นของความเข้มข้นของฮีโมโกลบิน [ Hb] ต่อต้านการลด PO2 และในระหว่างการเข้าพักระยะยาวที่ระดับความสูงสูง สามารถเพิ่มขึ้นได้ 30-40%

แม้แต่ความอิ่มตัวของ O2 ของเฮโมโกลบินก็เปลี่ยนแปลงไปตามระดับความสูงตั้งแต่ความอิ่มตัวของออกซิเจนถึง 95% ที่ระดับน้ำทะเลถึง 85% ที่ระดับความสูง 5,000 ถึง 5500 ม. สถานการณ์นี้สร้างปัญหาร้ายแรงในการขนส่งออกซิเจนไปยังเนื้อเยื่อ โดยเฉพาะในช่วง การทำงานของกล้ามเนื้อ
ภายใต้การกระตุ้นของภาวะขาดออกซิเจนเฉียบพลัน อัตราการเต้นของหัวใจจะเพิ่มขึ้น เพื่อชดเชยด้วยจำนวนครั้งต่อนาทีที่มากขึ้น ความพร้อมใช้งานของออกซิเจนที่ลดลง ในขณะที่จังหวะซิสโตลิกลดลง (กล่าวคือ ปริมาณเลือดที่หัวใจสูบฉีดในแต่ละจังหวะจะลดลง) ในภาวะขาดออกซิเจนเรื้อรัง อัตราการเต้นของหัวใจจะกลับสู่ค่าปกติ

อันเป็นผลมาจากภาวะขาดออกซิเจนเฉียบพลัน อัตราการเต้นของหัวใจสูงสุดจากการออกกำลังกายจึงลดลงอย่างจำกัดและแทบไม่ได้รับอิทธิพลจากความสูง อย่างไรก็ตาม ในตัวแบบที่เคยปรับสภาพแล้ว อัตราการเต้นของหัวใจสูงสุดจากการออกกำลังกายจะลดลงอย่างมากตามสัดส่วนของระดับความสูงที่ถึง

เช่น: MAX F.C. จากความพยายามที่ระดับน้ำทะเล: 180 ครั้งต่อนาที
แม็กซ์ เอฟซี จากความพยายามถึง 5,000 เมตร: 130-160 ครั้งต่อนาที

ความดันเลือดแดงในระบบแสดงให้เห็นถึงภาวะขาดออกซิเจนเฉียบพลันที่เพิ่มขึ้นชั่วคราวในขณะที่ในเรื่องที่เคยชินกับสภาพแล้วค่าจะคล้ายกับค่าที่บันทึกไว้ที่ระดับน้ำทะเล
ภาวะขาดออกซิเจนดูเหมือนว่าจะออกแรงโดยตรงต่อกล้ามเนื้อของหลอดเลือดแดงในปอด ทำให้เกิดการหดตัวของหลอดเลือดและทำให้ความดันเลือดแดงเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญในเขตปอด
ผลที่ตามมาของระดับความสูงที่มีต่อการเผาผลาญและความสามารถในการทำงานไม่สามารถสรุปได้ง่าย อันที่จริงมีหลายตัวแปรที่ต้องพิจารณา ซึ่งเชื่อมโยงกับลักษณะเฉพาะของแต่ละบุคคล (เช่น อายุ สภาวะสุขภาพ ระยะเวลาพัก สภาพการฝึกและนิสัยในระดับความสูง ประเภทของกิจกรรมกีฬา) และ สภาพแวดล้อม (เช่น ระดับความสูงของภูมิภาคที่มีการแสดง สภาพภูมิอากาศ)

ผู้ที่ไปภูเขาจะต้องพิจารณาร่วมกับปัญหาที่เชื่อมโยงกับระดับความสูงการเปลี่ยนแปลงของอุตุนิยมวิทยาที่เป็นไปได้ (และโดยเฉพาะอุณหภูมิ) รับผิดชอบในการเน้นความผิดปกติที่เกิดจากการขาดออกซิเจน Hypoxia ทำให้เกิดความผิดปกติในการทำงานต่างๆในเนื้อเยื่อประสาท ได้แก่ การเปลี่ยนแปลงทางจิตและพฤติกรรมค่อนข้างบ่อยในหมู่ผู้ที่ออกกำลังกายบนภูเขาแม้ในระดับความสูงที่พอเหมาะ การรบกวนดังกล่าวสามารถระบุได้ทั้งจากความอิ่มเอิบและภาวะซึมเศร้าของอารมณ์ที่เกี่ยวข้องกับความไม่แยแสและอาการอ่อนเปลี้ยเพลียแรง จากข้อมูลของ Zchislaw Ryn การเปลี่ยนแปลงทางอารมณ์เหล่านี้เริ่มปรากฏขึ้นที่ระดับความสูงที่ค่อนข้างต่ำ (1500-2500 เมตรจากระดับน้ำทะเล) ตั้งแต่วันแรกที่เข้าพัก บนภูเขา ให้คงอยู่สักสองสามชั่วโมงหรือสองสามวัน และหายไปเองตามธรรมชาติ รินเองเชื่อว่าในบางกรณีความผิดปกติเหล่านี้สามารถเกิดขึ้นได้ถาวร
ผลกระทบต่อการเผาผลาญพลังงานอาจกล่าวได้ว่าการขาดออกซิเจนทำให้เกิดข้อ จำกัด ทั้งในระดับของกระบวนการแอโรบิกและไม่ใช้ออกซิเจน เป็นที่ทราบกันดีอยู่แล้วว่าทั้งภาวะขาดออกซิเจนเฉียบพลันและเรื้อรังกำลังแอโรบิกสูงสุด (VO2max ) ลดลงตามสัดส่วนที่เพิ่มขึ้น ระดับความสูง อย่างไรก็ตาม ระดับความสูงที่สูงถึงประมาณ 2500 ม. การแสดงกีฬาบางประเภท เช่น วิ่ง 100 ม. และ 200 ม. หรือการแข่งขันขว้างหรือกระโดด (ซึ่งไม่กระทบต่อกระบวนการแอโรบิก) ดีขึ้นเล็กน้อย ปรากฏการณ์นี้เชื่อมโยงกับการลดลงของอากาศ ความหนาแน่นซึ่งช่วยให้ประหยัดพลังงานเล็กน้อย
ความจุของแลคตาซิดหลังจากใช้ความพยายามสูงสุดในภาวะขาดออกซิเจนเฉียบพลันจะไม่เปลี่ยนแปลงตามระดับน้ำทะเล ในทางกลับกัน หลังจากเคยชินกับสภาพแล้ว มันได้รับการลดลงอย่างเห็นได้ชัด อาจเป็นเพราะการลดลงของความสามารถในการบัฟเฟอร์ของสิ่งมีชีวิตในภาวะขาดออกซิเจนเรื้อรัง ในความเป็นจริง ในสภาวะเหล่านี้ การสะสมของกรดแลคติกที่เกิดจากการออกกำลังกายสูงสุดจะนำไปสู่การเป็นกรดในร่างกายมากเกินไป ซึ่งไม่สามารถบัฟเฟอร์ได้ด้วยปริมาณสำรองอัลคาไลน์ที่ลดลงเนื่องจากการเคยชินกับสภาพ
โดยทั่วไป การทัศนศึกษาที่ระดับความสูงไม่เกิน 2,000 ม. ไม่จำเป็นต้องมีข้อควรระวังเป็นพิเศษสำหรับผู้ที่มีสุขภาพที่ดีและมีสภาพการฝึกฝน ในกรณีของการทัศนศึกษาที่มีความต้องการเป็นพิเศษ แนะนำให้ไปถึงระดับความสูงในวันก่อน เพื่อให้ร่างกายมีการปรับตัวให้เข้ากับระดับความสูงน้อยที่สุด (ซึ่งอาจทำให้หัวใจเต้นเร็วปานกลางและอิศวรได้) เพื่อให้ออกกำลังกายได้โดยไม่ ความเหนื่อยล้ามากเกินไป
เมื่อคุณตั้งใจจะไปถึงระดับความสูงระหว่าง 2,000 ถึง 2700 ม. ข้อควรระวังที่ต้องปฏิบัติตามไม่แตกต่างจากก่อนหน้านี้มากนัก ขอแนะนำให้ปรับให้เข้ากับระดับความสูงอีกเล็กน้อย (2 วัน) ก่อนเริ่มการเดินทางหรือใน อีกทางเลือกหนึ่งคือค่อยๆ ไปถึงพื้นที่ อาจเป็นด้วยทรัพยากรทางกายภาพของคุณเอง เริ่มต้นการเดินทางจากระดับความสูงที่ใกล้เคียงกับที่คุณมักจะอยู่
หากคุณท้าทายการเดินป่าเป็นเวลาหลายวันที่ระดับความสูงตั้งแต่ 2700 ถึง 3200 ม. a.s.l. การขึ้นเขาจะต้องแยกกันเป็นเวลาหลายวัน โดยวางแผนปีนขึ้นไปที่ระดับความสูงสูงสุดตามด้วยการกลับสู่ระดับความสูงที่ต่ำกว่า
จังหวะการเดินในระหว่างการทัศนศึกษาต้องคงที่และมีความเข้มต่ำเพื่อหลีกเลี่ยงอาการเมื่อยล้าจากการสะสมของกรดแลคติกในระยะแรกเริ่ม
พึงระลึกไว้เสมอว่า ณ ระดับความสูงที่สูงกว่า 2300 ม. การฝึกอย่างต่อเนื่องในระดับความเข้มข้นเดียวกับระดับน้ำทะเลนั้นแทบจะเป็นไปไม่ได้เลย และด้วยระดับความสูงที่เพิ่มขึ้น ความเข้มข้นของการออกกำลังกายจะลดลงตามสัดส่วน ตัวอย่างเช่น ที่ระดับความสูงประมาณ 4000 ม. นักเล่นสกีแบบวิบากสามารถทนต่อภาระการฝึกได้ประมาณ 40% ของ VO2 max เมื่อเทียบกับระดับน้ำทะเลซึ่งอยู่ที่ประมาณ 78% ของ VO2 max สูงกว่า 3200 ม. ทัศนศึกษาที่เรียกร้องเป็นเวลาหลายวัน แนะนำให้อยู่ที่ระดับความสูงต่ำกว่า 3000 ม. เป็นระยะเวลาตั้งแต่สองสามวันถึง 1 สัปดาห์ เวลาสำหรับการปรับตัวให้ชินกับสภาพเดิมมีประโยชน์เพื่อหลีกเลี่ยงหรืออย่างน้อยก็ลดปัญหาทางกายภาพที่เกิดจากการขาดออกซิเจน
จำเป็นต้องเตรียมตัวสำหรับการเดินทางด้วยการฝึกอบรมที่เพียงพอสำหรับความรุนแรงและความยากลำบากในการทัศนศึกษา เพื่อไม่ให้เสี่ยงต่อความปลอดภัยของตนเองและผู้ที่มากับเราตลอดจนผู้ช่วยเหลือ
ภูเขาเป็นสภาพแวดล้อมที่ไม่ธรรมดาที่สามารถสัมผัสได้หลายแง่มุม ละทิ้งประสบการณ์ส่วนตัวที่ไม่เหมือนใคร เช่น ความพึงพอใจส่วนตัวที่ได้ข้ามและไปถึงสถานที่มหัศจรรย์ด้วยวิธีการของตนเอง เพลิดเพลินกับสภาพแวดล้อมทางธรรมชาติที่สวยงาม ห่างไกลจากความโกลาหลและ มลพิษ บางเมือง
ในตอนท้ายของ "การเดินทางท่องเที่ยวที่มีความต้องการ ความรู้สึกของความเป็นอยู่ที่ดีและความสงบสุขที่มาพร้อมกับเราทำให้เราลืมความยากลำบาก ความไม่สบาย และอันตรายที่เราเผชิญในบางครั้ง
ต้องระลึกไว้เสมอว่าความเสี่ยงในภูเขาสามารถคูณด้วยลักษณะเฉพาะและสุดขั้วของสภาพแวดล้อมได้ (ระดับความสูง ภูมิอากาศ ลักษณะทางธรณีวิทยา) ดังนั้นการเดินในป่าธรรมดาหรือการเดินป่าที่มีความต้องการสูงจึงต้องมีการวางแผนตามนั้นเสมอ และ ได้สัดส่วนกับสภาพร่างกายและการเตรียมเทคนิคของผู้เข้าแข่งขันแต่ละคน การจัดการอย่างมีความรับผิดชอบ และละทิ้งการแข่งขันที่ไม่จำเป็น
โดยรวมแล้วการศึกษาวิจัยจึงระบุว่าหลังจากปรับตัวให้ชินกับสภาพแวดล้อมแล้วมีการเพิ่มขึ้นของฮีโมโกลบิน (Hb) และฮีมาโตคริต (Hct) ซึ่งเป็นพารามิเตอร์ที่ง่ายและมีการศึกษามากที่สุด 2 ค่าที่เพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ เขาตระหนักดีว่าผลลัพธ์ที่ได้นั้นไม่มีอะไรเป็นสาระสำคัญ ทั้งสองเป็นเพราะความแตกต่าง โปรโตคอลที่ใช้และเนื่องจากมีปัจจัย "สับสน" ตัวอย่างเช่น เป็นที่ทราบกันดีอยู่แล้วว่าการปรับตัวให้ชินกับภาวะขาดออกซิเจนทำให้ปริมาตรในพลาสมา (PV) ลดลง และทำให้ค่า Hct เพิ่มขึ้นแบบสัมพัทธ์ กระบวนการนี้อาจเกิดจากการสูญเสียโปรตีนในพลาสมา การซึมผ่านของเส้นเลือดฝอยเพิ่มขึ้น การคายน้ำ หรือการเพิ่มขึ้นของ diuresidiuresis นอกจากนี้ ในระหว่างการออกกำลังกาย VP จะมีการแจกจ่ายซ้ำที่ส่งผ่านจากเตียงหลอดเลือดไปยังกล้ามเนื้อคั่นระหว่างหน้าเนื่องจากการเพิ่มขึ้นของแรงดันออสโมติกของเนื้อเยื่อและความดันไฮโดรสแตติกของเส้นเลือดฝอยที่มากขึ้น กลไกทั้งสองนี้แนะนำว่า ในนักกีฬาเคยชินกับสภาพ " ระดับความสูงที่สูง ปริมาตรในพลาสมาอาจลดลงอย่างมีนัยสำคัญระหว่างการออกกำลังกายที่ต้องใช้กำลังมากในภาวะขาดออกซิเจน
การกระตุ้นด้วยออกซิเจนต่ำ (โดยธรรมชาติหรือโดยธรรมชาติ) ที่มีระยะเวลาเพียงพอจึงทำให้มวลเม็ดเลือดแดงเพิ่มขึ้นอย่างแท้จริง แม้ว่าจะมีความแปรปรวนบางอย่างก็ตาม อย่างไรก็ตาม เพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพ การปรับเปลี่ยนอุปกรณ์ต่อพ่วงอื่นๆ มีแนวโน้มที่จะเข้าไปแทรกแซง เช่น การเพิ่มความสามารถของเนื้อเยื่อของกล้ามเนื้อในการดึงและใช้ออกซิเจน คำกล่าวนี้เป็นความจริงทั้งในเรื่องที่อยู่ประจำและในนักกีฬา ตราบใดที่คนหลังสามารถฝึกด้วยภาระงานที่มีความเข้มข้นเพียงพอเพื่อให้สามารถแข่งขันได้
โดยสรุป สามารถยืนยันได้ว่าการสัมผัสกับสภาพอากาศที่แตกต่างจากปกติแสดงถึงเหตุการณ์ที่ตึงเครียดสำหรับสิ่งมีชีวิต ระดับความสูงที่สูงถือเป็นความท้าทายไม่เพียง แต่สำหรับนักปีนเขาเท่านั้น แต่ยังรวมถึงนักสรีรวิทยาและแพทย์ด้วย