الإريثروبويتين والتدريب على المرتفعات

الجزء الرابع

إريثروبويتين (EPO) ، عامل ناتج عن "نقص الأكسجة (HIF) وفرط التنفس

يُعرف المكتب الأوروبي للبراءات منذ فترة طويلة بأنه المنظم الفسيولوجي لإنتاج خلايا الدم الحمراء ، ويتم إنتاجه بشكل أساسي في الكلى استجابةً لنقص الأكسجة وكلوريد الكوبالت.
تتعرض معظم الخلايا لنقص الأكسجة ، وتضع نفسها في حالة من السكون مما يقلل من تخليق الرنا المرسال بحوالي 50-70٪ ، ويتم بدلاً من ذلك تحفيز بعض الجينات ، مثل العامل الناجم عن نقص الأكسجة.
HIF هو بروتين موجود في نواة الخلية ويلعب دورًا أساسيًا في نسخ الجينات استجابةً لـ "نقص الأكسجة. وهو في الواقع عامل نسخ يرمز للبروتينات المشاركة في استجابة نقص التأكسج وهو ضروري لتخليق إرثروبويتين."

في حالات نقص الأكسجين ، يتم حظر مسار مستشعر الأكسجين (بالنسبة للعديد من الخلايا ، يتم تمثيله بواسطة السيتوكروم aa3) ، وبالتالي يزيد HIF. تتطلب الأحداث التي تحدث في نهاية المجرى لتنشيط التعبير عن جين EPO تخليق بروتين جديد وإنتاج عوامل نسخ محددة. في النواة ، يبدأ نسخ جين EPO على الكروموسوم.

تزداد مستويات EPO في ظل ظروف نقص الأكسجين بشكل ملحوظ إلى 3000 متر بعد 114 دقيقة وإلى 4000 متر بعد 84 دقيقة. تتراوح القيم المتوسطة من 16.0 إلى 22.5 mU / ml (3،000 m) ومن 16.7 إلى 28.0 mU / ml (4،000 m). في نهاية التحفيز ناقص التأكسج ، تستمر مستويات EPO في الارتفاع لمدة 1.5 ساعة و 3 ساعات ثم تنخفض بمتوسط عمر نصف يبلغ حوالي 5.2 ساعة.
يحدث فرط التنفس بالفعل عند الراحة بدءًا من حوالي 3400 متر (بما يتناسب مع الارتفاع الذي تم الوصول إليه). يحفز نقص الأكسجة الحاد المستقبلات الكيميائية (خاصة الورم السباتي) ، الحساسة لخفض PO2 في الدم الشرياني ، مما قد يؤدي إلى زيادة التهوية حتى حوالي 65٪.
بعد بضعة أيام من البقاء على ارتفاعات عالية ، تم إنشاء ما يسمى بـ "التأقلم التنفسي" ، الذي يتميز بزيادة واضحة في التهوية الرئوية أثناء الراحة.
تؤدي التمارين البدنية ، في كل من نقص الأكسجة الحاد والمزمن ، إلى فرط التنفس أعلى بكثير من مستوى سطح البحر ؛ يمكن العثور على السبب في تعزيز نشاط المستقبلات الكيميائية ومراكز الجهاز التنفسي الناتجة عن انخفاض الضغط الجزئي لـ O2.
أخيرًا ، تجدر الإشارة إلى أن تكلفة الطاقة للتهوية الرئوية تزداد في الارتفاع بسبب فرط التنفس.في الواقع ، وفقًا لما ورد في الدراسات التي أجراها Mognoni و La Fortuna في عام 1985 ، على ارتفاعات متغيرة بين 2300 و 3500 م ، طاقة تم العثور على التكلفة للتهوية الرئوية 2.4 إلى 4.5 مرة أعلى من مستوى سطح البحر (بنفس الجهد).
متوسط قيمة الرقم الهيدروجيني للدم في ظل ظروف طبيعية هي 7.4. يؤدي فرط التنفس الذي يظهر عند الصعود على ارتفاعات عالية ، بالإضافة إلى تأثيره في زيادة كمية الأكسجين المتاح للأنسجة ، إلى زيادة التخلص من ثاني أكسيد الكربون مع الزفير. ويؤدي الانخفاض الناتج في تركيز ثاني أكسيد الكربون في الدم إلى حدوث تحول في درجة الحموضة في الدم نحو القلوية ، وزيادة تصل إلى قيم 7.6 (قلاء تنفسي).

يتأثر الرقم الهيدروجيني للدم بتركيز أيونات البيكربونات في الدم [HCO3-] ، والتي تمثل احتياطي الجسم القلوي. للتعويض عن قلاء الجهاز التنفسي ، أثناء التأقلم يزيد الجسم من إفراز أيونات البيكربونات مع البول ، مما يرفع قيم درجة الحموضة في الدم العودة إلى المستوى الطبيعي.هذه الآلية لتعويض قلاء الجهاز التنفسي الذي يحدث في الجسم المتأقلم تمامًا ينتج عنه انخفاض في الاحتياطي القلوي ، وبالتالي من قوة التخزين المؤقت للدم نحو ، على سبيل المثال ، حمض اللاكتيك المنتج أثناء ممارسة الرياضة البدنية. من المعروف في الواقع أنه في حالة التأقلم هناك انخفاض ملحوظ في "قدرة اللاكتاسيد".
بعد حوالي 15 يومًا من الإقامة في المرتفعات ، هناك زيادة تدريجية في تركيز خلايا الدم الحمراء في الدورة الدموية (تعدد الكريات الحمر) ، وكلما زاد الارتفاع ، زاد الارتفاع ، ووصل إلى القيم القصوى بعد حوالي 6 أسابيع. تمثل هذه الظاهرة محاولة أخرى من قبل الكائن الحي للتعويض عن الآثار السلبية لنقص الأكسجة. في الواقع ، يؤدي انخفاض الضغط الجزئي للأكسجين في الدم الشرياني إلى "زيادة إفراز هرمون الإريثروبويتين الذي يحفز نخاع العظام على زيادة عدد خلايا الدم الحمراء ، وذلك للسماح للهيموجلوبين الموجود فيها بنقل كمية أكبر من O2 للأقمشة. علاوة على ذلك ، بالإضافة إلى خلايا الدم الحمراء ، يزداد أيضًا تركيز الهيموجلوبين [Hb] وقيمة الهيماتوكريت (Hct) ، وهي النسبة المئوية لحجم خلايا الدم بالنسبة إلى الجزء السائل (البلازما). زيادة تركيزات الهيموجلوبين [Hb] ، يعارض تقليل PO2 ، ويمكن أن يزيد بنسبة 30-40٪ أثناء الإقامات الطويلة على ارتفاعات عالية.

حتى التشبع بالأكسجين في الهيموجلوبين يخضع لتغيرات مع الارتفاع ، حيث تتراوح من تشبع بنسبة 95٪ عند مستوى سطح البحر إلى 85٪ بين 5000 و 5500 متر من الارتفاع ، ويؤدي هذا الوضع إلى مشاكل خطيرة في نقل الأكسجين إلى الأنسجة. عمل عضلي.
تحت تحفيز نقص الأكسجة الحاد ، يزداد معدل ضربات القلب ، للتعويض بعدد أكبر من النبضات في الدقيقة ، وانخفاض توافر الأكسجين ، بينما تقل السكتة الانقباضية (أي تقل كمية الدم التي يضخها القلب مع كل نبضة). في نقص الأكسجة المزمن ، يعود معدل ضربات القلب إلى القيم الطبيعية.

نتيجة لنقص الأكسجة الحاد ، فإن الحد الأقصى لمعدل ضربات القلب الناتج عن التمرين يخضع لتخفيض محدود ونادرًا ما يتأثر بالارتفاع.ومع ذلك ، في الموضوع المتأقلم ، ينخفض الحد الأقصى لمعدل ضربات القلب من التمرين بشكل كبير بما يتناسب مع الارتفاع الذي تم الوصول إليه.

على سبيل المثال: MAX F.C. من الجهد عند مستوى سطح البحر: 180 نبضة في الدقيقة
ماكس ف. من الجهد حتى 5000 م: 130-160 نبضة في الدقيقة

يُظهر الضغط الشرياني الجهازي زيادة عابرة في نقص الأكسجة الحاد ، بينما في الموضوع المتأقلم تكون القيم مماثلة لتلك المسجلة عند مستوى سطح البحر.
يبدو أن نقص الأكسجة يمارس تأثيرًا مباشرًا على عضلات الشرايين الرئوية ، مما يتسبب في تضيق الأوعية ويسبب زيادة كبيرة في ضغط الشرايين في المنطقة الرئوية.
لا يمكن تلخيص عواقب الارتفاع على التمثيل الغذائي وقدرات الأداء بسهولة ، في الواقع هناك العديد من المتغيرات التي يجب مراعاتها ، المرتبطة بالخصائص الفردية (مثل العمر والظروف الصحية ومدة الإقامة وظروف التدريب وعادات الارتفاع ونوع النشاط الرياضي) و الظروف البيئية (مثل ارتفاع المنطقة التي يتم فيها الأداء والظروف المناخية).

أولئك الذين يذهبون إلى الجبال يجب أن يأخذوا بعين الاعتبار ، بالإضافة إلى المشاكل المرتبطة بالارتفاع ، التغيرات الجوية المحتملة (ودرجة الحرارة على وجه الخصوص) ، المسؤولة عن تفاقم الاضطرابات الناجمة عن نقص الأكسجة. يسبب نقص الأكسجة العديد من الحالات الشاذة الوظيفية في الأنسجة العصبية ، بما في ذلك تعد التغييرات النفسية والسلوكية متكررة جدًا بين أولئك الذين يمارسون نشاطًا بدنيًا في الجبال ، حتى على ارتفاعات متواضعة. يمكن وصف هذه الاضطرابات بالنشوة والاكتئاب المزاج المرتبط باللامبالاة والوهن. ووفقًا لـ Zchislaw Ryn ، تبدأ هذه التغيرات المزاجية في الظهور على ارتفاعات منخفضة نسبيًا (1500-2500 متر فوق مستوى سطح البحر) ، منذ الأيام الأولى للإقامة في الجبال ، تستمر لبضع ساعات أو بضعة أيام ، وتختفي تلقائيًا. يعتقد رين نفسه أنه في بعض الحالات يمكن أن تكون هذه الاضطرابات دائمة.
فيما يتعلق بالتأثيرات على استقلاب الطاقة ، يمكن القول أن نقص الأكسجة يسبب تقييدًا على مستوى العمليات الهوائية واللاهوائية على حد سواء. ومن المعروف أنه ، في كل من نقص الأكسجة الحاد والمزمن ، تتناقص الطاقة الهوائية القصوى (VO2max) بالتناسب مع الزيادة الارتفاع. ومع ذلك ، حتى ارتفاع 2500 متر تقريبًا ، يتحسن الأداء الرياضي في بعض العروض الرياضية ، مثل 100 متر و 200 متر ، أو مسابقات الرمي أو القفز (التي لا تتأثر فيها العمليات الهوائية) بشكل طفيف. ترتبط هذه الظاهرة بانخفاض الهواء الكثافة التي تسمح بتوفير طفيف للطاقة.
لا تتغير قدرة اللاكتات بعد بذل أقصى جهد في نقص الأكسجة الحاد فيما يتعلق بمستوى سطح البحر. بعد التأقلم ، من ناحية أخرى ، فإنه يخضع لتخفيض واضح ، ربما بسبب انخفاض قدرة التخزين المؤقت للكائن الحي في نقص الأكسجة المزمن. في الواقع ، في هذه الظروف ، فإن تراكم حمض اللاكتيك الناتج عن ممارسة الرياضة البدنية القصوى من شأنه أن يؤدي إلى تحمض مفرط للكائن الحي ، والذي لا يمكن أن يقاومه انخفاض الاحتياطي القلوي بسبب التأقلم.
بشكل عام ، لا تتطلب الرحلات الاستكشافية التي تصل إلى 2000 متر من الارتفاع احتياطات خاصة للأشخاص الذين يتمتعون بظروف صحية وتدريبية جيدة. في حالة الرحلات المتطلبة بشكل خاص ، يُنصح بالوصول إلى الارتفاع في اليوم السابق ، للسماح للجسم بأدنى حد من التكيف مع الارتفاع (والذي يمكن أن يتسبب في تسرع القلب المعتدل وتسرع النفس) ، وذلك للسماح بنشاط بدني بدون التعب المفرط.
عندما تنوي الوصول إلى ارتفاعات بين 2000 و 2700 متر ، لا تختلف الاحتياطات الواجب اتباعها كثيرًا عن سابقاتها ، فمن المستحسن فقط فترة أطول قليلاً من التكيف مع الارتفاع (يومين) قبل بدء الرحلة ، أو في بديل للوصول إلى المنطقة بشكل تدريجي ، ربما باستخدام مواردك المادية الخاصة ، وبدء الرحلة من ارتفاع قريب من تلك التي تقيم فيها عادةً.
إذا قمت برحلات صعود متعددة الأيام صعبة على ارتفاعات تتراوح من 2700 إلى 3200 متر فوق سطح البحر ، فيجب تقسيم الصعود على مدار عدة أيام ، والتخطيط للصعود إلى أقصى ارتفاع متبوعًا بالعودة إلى الارتفاعات المنخفضة.
يجب أن تكون وتيرة المشي أثناء الرحلات ثابتة ومنخفضة الشدة لتجنب ظهور أعراض التعب المبكر بسبب تراكم حمض اللاكتيك.
يجب أن يؤخذ في الاعتبار دائمًا أنه بالفعل على ارتفاعات تزيد عن 2300 متر ، فإن الحفاظ على التدريب بنفس كثافة التدريب على مستوى سطح البحر أمر مستحيل عمليًا ، ومع زيادة الارتفاع تقل كثافة التدريبات بشكل متناسب. على ارتفاعات حوالي 4000 متر ، على سبيل المثال ، يمكن للمتزلجين عبر البلاد تحمل أحمال التدريب حوالي 40 ٪ من VO2 كحد أقصى مقارنة بتلك الموجودة على مستوى سطح البحر والتي تمثل حوالي 78 ٪ من VO2 كحد أقصى. أكثر من 3200 متر من الرحلات الشاقة لعدة أيام ، نوصي بالبقاء على ارتفاعات أقل من 3000 متر لفترة زمنية تتراوح من بضعة أيام إلى أسبوع واحد ، وقت التأقلم مفيد لتجنب أو على الأقل تقليل المشاكل الجسدية الناتجة عن نقص الأكسجة.
من الضروري التحضير للرحلة مع التدريب المناسب لشدة الرحلة وصعوباتها ، حتى لا تعرض سلامتك وسلامة من يرافقنا للخطر ، وكذلك سلامة أي منقذ.
الجبل هو بيئة غير عادية يمكن فيها تجربة العديد من الجوانب ، والتخلي عن نفسه لتجارب فريدة وشخصية ، مثل الرضا الحميم عن عبوره والوصول إلى أماكن سحرية بوسائله الخاصة ، والاستمتاع ببيئات طبيعية رائعة ، بعيدًا عن الفوضى والأوضاع. التلوث .. بعض المدن.
في نهاية "رحلة متطلبة ، تجعلنا مشاعر الرفاهية والصفاء التي ترافقنا تنسى المصاعب والمضايقات والمخاطر التي واجهناها أحيانًا.
يجب أن يؤخذ في الاعتبار دائمًا أن المخاطر في الجبال يمكن أن تتضاعف من خلال الخصائص الخاصة والمتطرفة للبيئة نفسها (الارتفاع ، والمناخ ، والخصائص الجيومورفولوجية) ، لذلك يجب دائمًا التخطيط للمشي البسيط في الغابة أو المشي لمسافات طويلة وفقًا لذلك و تتناسب مع الظروف المادية والإعداد الفني لكل مشارك ، والتنظيم بمسؤولية وترك المسابقات غير الضرورية جانبًا.
بشكل عام ، تشير الدراسات إلى أنه بعد التأقلم ، هناك زيادة ملحوظة في الهيموجلوبين (Hb) والهيماتوكريت (Hct) ، وهما أبسط معلمتين وأكثرها دراسة. وهو يدرك أن النتائج ليست أحادية الجانب ، كلاهما بسبب الاختلاف البروتوكولات المستخدمة وبسبب وجود عوامل "مربكة". من المعروف ، على سبيل المثال ، أن التأقلم مع نقص الأكسجة يؤدي إلى انخفاض في حجم البلازما (PV) وبالتالي زيادة نسبية في قيم Hct. قد تكون هذه العملية بسبب فقدان بروتينات البلازما أو زيادة نفاذية الشعيرات الدموية أو الجفاف أو زيادة إدرار البول. علاوة على ذلك ، أثناء التمرين ، هناك إعادة توزيع لـ VP الذي يمر من سرير الأوعية الدموية إلى النسيج الخلالي العضلي ، بسبب زيادة الضغط التناضحي للأنسجة وزيادة الضغط الهيدروستاتيكي الشعري. تشير هاتان الآليتان إلى أنه في الرياضيين الذين تأقلموا بالفعل مع "الارتفاعات العالية ، قد ينخفض حجم البلازما بشكل ملحوظ أثناء التمارين الشاقة التي أجريت في نقص الأكسجة.
ينتج عن المنبه الناقص التأكسج (الطبيعي أو الاصطناعي) لمدة كافية زيادة حقيقية في كتلة كريات الدم الحمراء ، وإن كان ذلك مع بعض التباين الفردي. من أجل تحسين الأداء ، من المرجح أن تتدخل تكيفات محيطية أخرى ، مثل زيادة قدرة الأنسجة العضلية على استخراج الأكسجين واستخدامه. هذا البيان صحيح في كل من المواد المستقرة والرياضيين ، طالما أن هذا الأخير قادر على التدريب بأعباء عمل ذات كثافة كافية ليظلوا قادرين على المنافسة.
في الختام ، يمكن التأكيد على أن التعرض لظروف مناخية مختلفة عن الظروف المعتادة يمثل حدثًا مرهقًا للكائن الحي ؛ يشكل الارتفاع الشاهق تحديًا ليس فقط لمتسلق الجبال ولكن أيضًا لعالم وظائف الأعضاء والطبيب.