สรีรวิทยาของการฝึก

Erythropoietin และการฝึกอบรมระดับความสูง

ส่วนที่สี่

ERYTHROPOIETIN (EPO) ปัจจัยบ่งชี้โดยภาวะขาดออกซิเจน (HIF) และภาวะความดันโลหิตสูง

EPO ได้รับการยอมรับในฐานะผู้ควบคุมทางสรีรวิทยาของการผลิตเซลล์เม็ดเลือดแดง ส่วนใหญ่ผลิตในไตเพื่อตอบสนองต่อการขาดออกซิเจนและโคบอลต์คลอไรด์

เซลล์ส่วนใหญ่ที่สัมผัสกับภาวะขาดออกซิเจนอยู่ในสถานะนิ่งช่วยลดการสังเคราะห์ mRNA ประมาณ 50-70% ยีนบางตัวเช่นปัจจัยกระตุ้นการขาดออกซิเจนจะถูกกระตุ้นแทน

HIF เป็นโปรตีนที่มีอยู่ในนิวเคลียสของเซลล์ที่มีบทบาทพื้นฐานในการถอดรหัสยีนเพื่อตอบสนองต่อการขาดออกซิเจน ในความเป็นจริงมันเป็นปัจจัยการถอดความที่เข้ารหัสโปรตีนที่เกี่ยวข้องกับการตอบสนองอย่างรวดเร็วและเป็นพื้นฐานสำหรับการสังเคราะห์ erythropoietin

ภายใต้สภาวะที่ไม่เป็นพิษทางเดินของเซ็นเซอร์ออกซิเจน (สำหรับเซลล์จำนวนมากคือไซโตโครม a3) ถูกบล็อกดังนั้น HIF จึงเพิ่มขึ้น เหตุการณ์ที่เกิดขึ้นปลายน้ำของเซ็นเซอร์เพื่อเปิดใช้งานการแสดงออกของยีน EPO จำเป็นต้องมีการสังเคราะห์โปรตีนใหม่และการผลิตปัจจัยการถอดรหัสเฉพาะ ในนิวเคลียสเริ่มการถอดรหัสของยีน EPO บนโครโมโซม

ระดับ EPO ภายใต้การขาดออกซิเจนเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญที่ 3000 m หลังจาก 114 นาทีและที่ 4000m หลังจาก 84 นาที ค่าเฉลี่ยไปจาก 16.0 ถึง 22.5 mU / mL (3, 000 m) และจาก 16.7 ถึง 28.0 mU / mL (4, 000 m) ในตอนท้ายของการกระตุ้น hypoxic ระดับ EPO ยังคงเพิ่มขึ้นประมาณ 1.5 ชั่วโมงและ 3 ชั่วโมงแล้วลดลงด้วยครึ่งชีวิตเฉลี่ยประมาณ 5.2 ชั่วโมง

Hyperventilation เกิดขึ้นที่ส่วนที่เหลือเร็วที่สุดเท่าที่ประมาณ 3, 400 เมตร (สัดส่วนตามโควต้าถึง) การขาดออกซิเจนแบบเฉียบพลันจะกระตุ้นให้ตัวรับเคมี (โดยเฉพาะ carotid glomas) ซึ่งไวต่อการลด PO2 ในเลือดแดงซึ่งสามารถเพิ่มการระบายอากาศได้มากถึง 65%

หลังจากพักสองสามวันที่ระดับความสูงสิ่งที่เรียกว่า "การทำให้อากาศถ่ายเทได้สะดวก" นั้นได้รับการจัดตั้งขึ้นโดยมีการเพิ่มขึ้นอย่างเห็นได้ชัดในการพักหายใจของปอด

การออกกำลังกายทั้งในภาวะขาดออกซิเจนเฉียบพลันและเรื้อรังทำให้เกิด hyperventilation สูงกว่าระดับน้ำทะเลมาก สาเหตุจะพบได้ในการเพิ่มขึ้นของกิจกรรมของตัวรับเคมีและศูนย์ทางเดินหายใจที่เกิดจากการลดความดันบางส่วนของ O2

ในที่สุดก็ควรสังเกตว่าค่าใช้จ่ายพลังงานของการระบายอากาศที่ปอดเพิ่มขึ้นในระดับความสูงเนื่องจากการ hyperventilation ในความเป็นจริงตามที่รายงานในการศึกษาที่จัดทำโดย Mognoni และ La Fortuna ในปี 1985 ที่ระดับที่แตกต่างกันระหว่าง 2, 300 ถึง 3, 500 เมตรค่าใช้จ่ายพลังงานสำหรับการระบายอากาศในปอดพบว่าสูงกว่าระดับน้ำทะเล 2.4 ถึง 4.5 เท่า )

ค่า pH เฉลี่ยของเลือดภายใต้สภาวะปกติคือ 7.4 Hyperventilation เกิดขึ้นในระดับความสูงที่สูงนอกเหนือไปจากการเพิ่มปริมาณของออกซิเจนที่มีอยู่ในเนื้อเยื่อทำให้เพิ่มการกำจัดของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์เมื่อหมดอายุ การลดลงของความเข้มข้นในเลือดของ CO2 ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงของค่า pH ของเลือดไปทางความเป็นด่าง, เพิ่มขึ้นเป็นค่า 7.6 (alkalosis ทางเดินหายใจ)

ค่าความเป็นกรด - ด่างของเลือดนั้นได้รับอิทธิพลจากความเข้มข้นของไอออนของไบคาร์บอเนต [HCO3-] ซึ่งเป็นตัวแทนสำรองของสิ่งมีชีวิต เพื่อชดเชยค่า alkalosis ของระบบทางเดินหายใจในระหว่างการปรับสภาพให้ดีขึ้นสิ่งมีชีวิตจะเพิ่มการขับถ่ายของไบคาร์บอเนตไอออนกับปัสสาวะทำให้ค่า pH ของเลือดอยู่ในระดับปกติ กลไกการชดเชยนี้ของอัลคาลอยด์ทางเดินหายใจที่เกิดขึ้นในวัตถุที่เคยชินกับสภาพอย่างสมบูรณ์นั้นเป็นผลมาจากการลดปริมาณสำรองของอัลคาไลน์และดังนั้นพลังการบัฟเฟอร์ของเลือดเช่นกรดแลคติกที่เกิดขึ้นในระหว่างการออกกำลังกาย ในความเป็นจริงเป็นที่รู้กันว่าในการปรับสภาพมีการลดลงของ "ความสามารถในการรับรู้"

หลังจากอยู่ในที่สูงประมาณ 15 วันจะมีการเพิ่มขึ้นของความเข้มข้นของเซลล์เม็ดเลือดแดงในเลือดที่ไหลเวียน (โพลีโกลบูเรีย) ยิ่งมีส่วนแบ่งมากขึ้นเท่าใดถึงค่าสูงสุดหลังจากผ่านไปประมาณ 6 สัปดาห์ ปรากฏการณ์นี้แสดงให้เห็นถึงความพยายามเพิ่มเติมโดยร่างกายเพื่อชดเชยผลกระทบเชิงลบของการขาดออกซิเจน ในความเป็นจริงการลดความดันออกซิเจนบางส่วนในเลือดแดงทำให้เกิดการหลั่งฮอร์โมน erythropoietin ซึ่งกระตุ้นการไขกระดูกเพื่อเพิ่มจำนวนเซลล์เม็ดเลือดแดงเพื่อให้ฮีโมโกลบินมีปริมาณมากขึ้น O2 กับเนื้อผ้า นอกจากนี้เมื่อรวมกับเซลล์เม็ดเลือดแดงความเข้มข้นของฮีโมโกลบิน [Hb] และค่าฮีมาโตคริต (Hct) นั่นคือปริมาณร้อยละของเซลล์เม็ดเลือดที่สัมพันธ์กับส่วนของเหลว (พลาสมา) ก็เพิ่มขึ้นเช่นกัน การเพิ่มขึ้นของความเข้มข้นของฮีโมโกลบิน [Hb] ตรงข้ามกับการลดลงของ PO2 และในช่วงที่อยู่ในที่สูงในระดับสูงสามารถเพิ่มขึ้น 30-40%

นอกจากนี้ความอิ่มตัวของ O2 ของฮีโมโกลบินผ่านการปรับเปลี่ยนด้วยระดับความสูง pssando จากความอิ่มตัวประมาณ 95% ที่ระดับน้ำทะเลถึง 85% ระหว่าง 5, 000 ถึง 5500 เมตรของระดับความสูง สถานการณ์นี้สร้างปัญหาร้ายแรงในการขนส่งออกซิเจนไปยังเนื้อเยื่อโดยเฉพาะอย่างยิ่งในระหว่างการทำงานของกล้ามเนื้อ

ภายใต้การกระตุ้นของภาวะขาดออกซิเจนเฉียบพลันอัตราการเต้นของหัวใจจะเพิ่มขึ้นเพื่อชดเชยจำนวนครั้งต่อนาทีที่มากขึ้นความพร้อมของออกซิเจนที่ต่ำลงในขณะที่การไหลของซิสโตลิกลดลง (นั่นคือลดปริมาณเลือดที่หัวใจสูบฉีดในแต่ละจังหวะ) ในการขาดออกซิเจนเรื้อรังอัตราการเต้นของหัวใจกลับสู่ค่าปกติ

อัตราการเต้นของหัวใจสูงสุดของการออกกำลังกายเป็นผลมาจากภาวะขาดออกซิเจนเฉียบพลันซึ่งได้รับอิทธิพลอย่าง จำกัด และแทบจะไม่ได้รับผลกระทบจากระดับความสูง ในเรื่องที่เคยชินกับสภาพในขณะที่อัตราการเต้นของหัวใจสูงสุดของการออกกำลังกายจะลดลงอย่างมากตามสัดส่วนที่ได้รับ

ตัวอย่าง: MAX FC จากความเครียดที่ระดับน้ำทะเล: 180 จังหวะต่อนาที

MAX FC ที่มีประสิทธิภาพ 5, 000 m: 130-160 ครั้งต่อนาที

ความดันเลือดแดงในระบบมีเพิ่มขึ้นชั่วคราวในการขาดออกซิเจนเฉียบพลันในขณะที่ในเรื่องการปรับสภาพค่าจะคล้ายกับค่าที่บันทึกไว้ที่ระดับน้ำทะเล

Hypoxia ดูเหมือนจะออกแรงโดยตรงกับกล้ามเนื้อของหลอดเลือดแดงในปอดทำให้เกิด vasoconstriction และทำให้ความดันโลหิตเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญในเขตปอด

ผลที่ตามมาของระดับความสูงต่อเมแทบอลิซึมและความสามารถในการปฏิบัติงานไม่สามารถคาดเดาได้ง่ายมีหลายตัวแปรที่ต้องพิจารณาเชื่อมโยงกับลักษณะส่วนบุคคล (เช่นอายุสุขภาพเงื่อนไขเวลาที่ใช้ในการฝึกอบรมและนิสัยระดับความสูง) ประเภทของกิจกรรมกีฬา) และสิ่งแวดล้อม (เช่นระดับความสูงของภูมิภาคที่มีการแสดงสมรรถนะสภาพภูมิอากาศ)

ผู้ที่ไปภูเขาต้องพิจารณาร่วมกับปัญหาที่เกี่ยวข้องกับระดับความสูงความแปรปรวนทางอุตุนิยมวิทยาที่เป็นไปได้ (และอุณหภูมิโดยเฉพาะ) รับผิดชอบการเน้นเสียงรบกวนที่เกิดจากการขาดออกซิเจน Hypoxia ทำให้เกิดความผิดปกติในการทำงานต่าง ๆ ของเนื้อเยื่อประสาทซึ่งการเปลี่ยนแปลงทางจิตใจและพฤติกรรมมักเกิดขึ้นบ่อยครั้งในผู้ที่ออกกำลังกายในภูเขาแม้ในอัตราต่อรอง ความผิดปกติเหล่านี้สามารถเป็นได้ทั้งความรู้สึกสบายและความซึมเศร้าของอารมณ์ที่เกี่ยวข้องกับความไม่แยแสและอาการอ่อนเปลี้ยเพลียแรง การเปลี่ยนแปลงทางอารมณ์เหล่านี้เริ่มเกิดขึ้นตาม Zchislaw Ryn ที่ระดับความสูงค่อนข้างต่ำ (1, 500-2500 เมตรเหนือระดับน้ำทะเล) ตั้งแต่วันแรกที่อยู่ในภูเขาพวกเขายังคงอยู่ไม่กี่ชั่วโมงหรือวันและหายไปเอง Ryn เองเชื่อว่าในบางกรณีการรบกวนเหล่านี้อาจเป็นแบบถาวร

เกี่ยวกับผลกระทบของการเผาผลาญพลังงานอาจกล่าวได้ว่าภาวะขาดออกซิเจนกระตุ้นให้เกิดข้อ จำกัด ทั้งในระดับแอโรบิกและกระบวนการแอนแอโรบิก ในความเป็นจริงเป็นที่รู้กันว่าในภาวะขาดออกซิเจนทั้งเฉียบพลันและเรื้อรังพลังงานแอโรบิคสูงสุด (VO2max) จะลดลงตามสัดส่วนเมื่อระดับความสูงเพิ่มขึ้น อย่างไรก็ตามความสูงประมาณ 2, 500 ม. ประสิทธิภาพการกีฬาในการแสดงกีฬาบางอย่างเช่นระยะ 100 เมตรในระยะ 200 เมตรหรือการเริ่มต้นหรือการแข่งขันกระโดด (ซึ่งกระบวนการแอโรบิกไม่ได้รับผลกระทบ) จะดีขึ้นเล็กน้อย ปรากฏการณ์นี้เชื่อมโยงกับการลดความหนาแน่นของอากาศซึ่งช่วยให้ประหยัดพลังงานเพียงเล็กน้อย

ความสามารถของแลคติคหลังจากความพยายามสูงสุดในภาวะขาดออกซิเจนเฉียบพลันจะไม่เปลี่ยนแปลงตามระดับน้ำทะเล หลังจากเคยชินกับสภาพในทางกลับกันมันก็ผ่านการลดลงอย่างชัดเจนน่าจะเกิดจากการลดลงของความสามารถในการบัฟเฟอร์ของร่างกายในการขาดออกซิเจนเรื้อรัง ในความเป็นจริงการสะสมของกรดแลคติคที่เกิดจากการออกกำลังกายสูงสุดจะนำไปสู่การเป็นกรดที่มากเกินไปของสิ่งมีชีวิตซึ่งไม่สามารถถูกบัฟเฟอร์จากการสะสมของด่างที่ลดลงเนื่องจากการปรับตัวให้ชินกับสภาพเดิม

โดยทั่วไปการเดินทางระยะทางสูงถึง 2, 000 เมตรไม่จำเป็นต้องมี ข้อควรระวัง เป็นพิเศษสำหรับผู้ที่มีสุขภาพดีและฝึกอบรม ในกรณีที่มีการเดินทางโดยเฉพาะอย่างยิ่งขอแนะนำให้ไปถึงระดับความสูงในวันก่อนเพื่อให้สิ่งมีชีวิตมีการปรับตัวให้เข้ากับระดับความสูงขั้นต่ำสุด (ซึ่งอาจทำให้เกิดอิศวรปานกลางและอิศวร)

เมื่อคุณต้องการเข้าถึงระดับความสูงระหว่าง 2, 000 ถึง 2, 700 เมตรข้อควรระวังที่จะต้องปฏิบัติตามนั้นไม่เบี่ยงเบนไปจากระดับก่อนหน้านี้ขอแนะนำให้ปรับระยะเวลาให้เหมาะสมกับโควต้าอีกเล็กน้อย (2 วัน) ก่อนเริ่มการเดินทางหรือ หรือคุณสามารถไปถึงที่ตั้งทีละน้อยโดยใช้ทรัพยากรทางกายภาพของคุณเองเริ่มต้นการไต่เขาจากระดับที่ใกล้กับสถานที่ที่คุณมักจะอยู่

หากคุณต้องการเดินป่าเป็นเวลาหลายวันที่ระดับความสูงตั้งแต่ 2, 700-2, 400 เมตรเหนือระดับน้ำทะเลขึ้นไปต้องแบ่งออกเป็นหลายวันวางแผนไต่ระดับความสูงสูงสุดตามด้วยการกลับสู่ระดับความสูงต่ำ

ความเร็วของการเดินทางในระหว่างการทัศนศึกษาจะต้องคงที่และมีความเข้มต่ำเพื่อหลีกเลี่ยงปรากฏการณ์ที่เริ่มมีอาการเมื่อยล้าเนื่องจากการสะสมของกรดแลคติค

เราต้องจำไว้เสมอว่าแม้ความสูงเหนือ 2, 300 เมตรการฝึกที่ระดับความเข้มเดียวกับที่ระดับน้ำทะเลนั้นเป็นไปไม่ได้ในทางปฏิบัติและเมื่อมีระดับความสูงที่เพิ่มขึ้น ยกตัวอย่างเช่นที่ระดับความสูงประมาณ 4, 000 ม. นักสกีข้ามประเทศสามารถรับน้ำหนักได้มากถึง 40% ของ VO2 max เมื่อเทียบกับที่ระดับน้ำทะเลซึ่งอยู่ที่ 78% ของ VO2 max การเดินทางระยะยาวเกิน 3200 เมตรขอแนะนำให้พักที่ระดับความสูงต่ำกว่า 3, 000 เมตรเป็นระยะเวลาตั้งแต่สองสามวันถึง 1 สัปดาห์เวลาสำหรับการปรับตัวให้ชินกับสภาพแวดล้อมใหม่มีประโยชน์ในการหลีกเลี่ยงหรือลดปัญหาทางกายภาพ โดยการขาดออกซิเจน

มันเป็นสิ่งจำเป็นที่จะต้องเตรียมความพร้อมสำหรับการทัศนศึกษาด้วยการฝึกอบรมที่ปรับให้เข้ากับความรุนแรงและความยากลำบากของการเดินทางเพื่อไม่ให้เสี่ยงต่อความปลอดภัยของตัวเองและของผู้ที่มากับเรา

ภูเขาเป็นสภาพแวดล้อมที่ไม่ธรรมดาซึ่งเป็นไปได้ที่จะมีชีวิตอยู่ในหลาย ๆ ด้านละทิ้งตัวเองไปสู่ประสบการณ์ที่ไม่เหมือนใครและเป็นส่วนตัวเช่นความพึงพอใจอย่างใกล้ชิดที่ได้ผ่านทางของมันเอง ของเมือง

ในตอนท้ายของการเดินทางที่เรียกร้องความรู้สึกของความเป็นอยู่ที่ดีและความสงบสุขที่มาพร้อมกับเราทำให้เราลืมความยากลำบากความยากลำบากและอันตรายที่เราเผชิญในบางครั้ง

เราต้องจำไว้เสมอว่าความเสี่ยงในภูเขาสามารถเพิ่มพูนได้โดยลักษณะเฉพาะและสุดโต่งของสภาพแวดล้อม (ระดับความสูง, สภาพภูมิอากาศ, ลักษณะทางธรณีวิทยา) ซึ่งการเดินเรียบง่ายในป่า สภาพร่างกายและการเตรียมความพร้อมด้านเทคนิคของผู้เข้าร่วมแต่ละคนจัดระเบียบตนเองอย่างรับผิดชอบและทิ้งการแข่งขันที่ไม่จำเป็นไว้

โดยรวมแล้วการศึกษาแสดงให้เห็นว่าหลังจากปรับสภาพเคยมีฮีโมโกลบิน (Hb) และ hematocrit (Hct) เพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญทั้งสองพารามิเตอร์ที่ง่ายที่สุดและศึกษามากที่สุด อย่างไรก็ตามเมื่อพิจารณาในรายละเอียดเราทราบดีว่าผลลัพธ์นั้นอยู่ไกลจากการใช้คลื่นความถี่เดียวเนื่องจากทั้งโปรโตคอลต่าง ๆ ที่ใช้และเนื่องจากการปรากฏตัวของปัจจัย "รบกวน" ยกตัวอย่างเช่นเป็นที่ทราบกันดีว่าการเคยชินกับสภาพการขาดออกซิเจนทำให้เกิดการลดลงของปริมาณพลาสม่า (VP) และดังนั้นจึงเป็นการเพิ่มขึ้นของค่า Hct กระบวนการนี้อาจเกิดจากการสูญเสียโปรตีนจากพลาสมาการเพิ่มการซึมผ่านของเส้นเลือดฝอยการคายน้ำหรือการเพิ่มขึ้นของ diuresidiuresis นอกจากนี้ในระหว่างการออกกำลังกายการกระจายตัวของ VP เกิดขึ้นจากเตียงของหลอดเลือดไปยัง interstitium ของกล้ามเนื้อเนื่องจากการเพิ่มขึ้นของแรงดันเนื้อเยื่อออสโมติกและความดันของเส้นเลือดฝอยที่มากขึ้น กลไกทั้งสองนี้ชี้ให้เห็นว่าในนักกีฬาที่เคยชินกับสภาพอากาศในระดับสูงระดับพลาสม่าอาจลดลงอย่างมีนัยสำคัญในระหว่างการออกกำลังกายหนักในภาวะขาดออกซิเจน

การกระตุ้นแบบ hypoxic (ธรรมชาติหรือเทียม) ในระยะเวลาที่เพียงพอก่อให้เกิดการเพิ่มขึ้นอย่างแท้จริงของมวลเม็ดเลือดแดงแม้ว่าจะมีความแปรปรวนบางอย่าง อย่างไรก็ตามเพื่อวัตถุประสงค์ในการปรับปรุงประสิทธิภาพการปรับตัวรอบข้างอื่น ๆ มีแนวโน้มที่จะเกิดขึ้นเช่นความจุเนื้อเยื่อของกล้ามเนื้อเพิ่มขึ้นเพื่อสกัดและใช้ออกซิเจน คำพูดนี้เป็นจริงทั้งในเรื่องที่อยู่ประจำและในนักกีฬาตราบใดที่คนหลังสามารถฝึกฝนด้วยปริมาณงานที่เพียงพอเพื่อให้สามารถแข่งขันได้

โดยสรุปสามารถกล่าวได้ว่าการสัมผัสกับสภาพภูมิอากาศที่แตกต่างจากสภาพปกติแสดงถึงเหตุการณ์เครียดสำหรับสิ่งมีชีวิต พื้นที่สูงเป็นสิ่งที่ท้าทายไม่เพียง แต่สำหรับนักปีนเขาเท่านั้น แต่ยังสำหรับนักสรีรวิทยาและแพทย์ด้วย

"123456»

เรียบเรียงโดย: Lorenzo Boscariol