Aklimatizacija na visinu

Iz Vikipedije, slobodne enciklopedije

Aklimatizacija na visinu, je biološki i psiholosocijalni proces prilagođavanja boravku i životu na visini. To je spor i postepeni, fiziološki odgovor organizma na promenu barometarskog pritiska vazduha na dostignutoj visini, koji omogućava organizmu da boravi i preživi u uslovima nedovoljne količine kiseonika (hipoksija) u udahnutom vazduhu. Hipoksija, (hipobarična hipoksija), stanje smanjene količine kiseonika u ćelijama i tkivima, koje ima za posledicu poremećaj u funkcionisanju organa, sistema i ćelija, u organizmu čoveka nakon uspona približno iznad 1.500 metara nadmorske visine. Hipoksija aktivira čitav niz integrisanih fizioloških promena nakon uspona. Ove promene funkcija organizma imaju za cilj da povećaju snabdevanje tkiva i ćelija kiseonikom i najizraženije su u onim delovima tela koji su direktno povezani sa isporukom kiseonika (a to su kardiovaskularni i respiratorni sistem), ali ove promene se verovatno javljaju i u svim drugim sistemima organizma.

Podela nadmorske visine

Ova visina se proteže od nivoa mora do 2.440 metara i deli se u dva nivoa;

Indiferentna zona

Počinje od površine mora i proteže se do (5.000 fita) ili (1.525 metara). Do ove visine atmosfere u organizmu čoveka ne događaju se nikakve promene sa visinom, a zasićenje hemoglobina u arterijskoj krvi su uglavnom iznad 96% kod zdravih ljudi.

Zona uspešne kompenzacije

Nalazi se u rasponu od (5.000 do 8.000 fita) ili (1.525 do 2.440 metara). U ovoj zoni kod potpuno zdravih ljudi ne dešavaju se nikakve promene. Zasićenje hemoglobina u arterijskoj krvi je normalno i iznad 92%, a efekti nadmorske visine su blagi i privremeni, izuzev kod osoba sa lošom fizičkom kondicijom kod kojih se mogu javiti prvi poremećaji izazvani nedostatkom kiseonika (hipoksija).

Visoka nadmorska visina

Ova visina je iznad 2.440 metara od nivoa mora i prema sledećoj skali deli se na tri nivoa; [5], [4]

Visoka

Proteže se u rasponu od (8.000 - 12.000 fita) ili (2.438 - 3.658 metara), Na ovim visinama kriva zasićenja arterijske krvi kiseonikom je strma i u rasponu od oko 80% do 92%

Vrlo visoka

Proteže se u rasponu od (12.000 - 18.000 fita) ili (3.658 - 5.487 metara).

Izuzetno visoka

Nalazi se iznad 18.000 fita) ili (5.500 metara). Na ovim visinama zasićenje hemoglobina u arterijskoj krvi (bez dodatnog udisanja kiseonika) pada na 50% sa tendencijom daljeg smanjenja.

Aklimatizacija i deaklimatizacija
Aklimatizacija

Vremenom, u toku boravka na visini, niz promena u organizmu mogu proizvesti stanje fiziološke adaptacije, poznato pod nazivom "aklimatizacija" koje dozvoljava čoveku da na visini, na kojoj je aklimatizovan, postigne maksimalnu efikasnost sopstvenih radnih, umnih i fizičkih mogućnosti. Još važnije, sa medicinske tačke, je činjenica što kod pravilno aklimatizovane osobe izostaju, teži oblici narušavanja umnih i fizičkih sposobnosti i pojava visinske bolesti.

Uslovljen, prvenstveno, nedovoljnom količinom kiseonika u udahnutom vazduhu na visini (hipoksija), proces aklimatizacije u organizamu pokreće sledeće fiziološke mehanizme koji obezbeđuju uspešnu adaptaciju i normalno funkcionisanje ćelija i tkiva na visini;

* Dubina disanje raste, što obezbeđuje bolju ventilaciju pluća.
* Pritisak u arterijama pluća se povećava, što ima za posledicu veći priliv krvi u delove pluća koji obično nisu u funkciji za vreme disanja na nivou mora.
* Organizam proizvodi više crvenih krvnih zrnaca (eritrocita) što doprinosi većem prenosu kiseonika do tkiva i ćelija,
* Organizam proizvodi veće količine enzima koji olakšavaju oslobađanje kiseonika od hemoglobina u tkivima.

Vreme trajanja aklimatizacije i njen uspeh je u funkciji interakcije, između zajedničkih fizioloških karakteristike pojedinih ljudi i veličine hipoksičnog stresa koji je određen dostignutom visinom i brzinom uspona, zato što je na određenoj visini, puna aklimatizacija niža i daje samo delimičnu aklimatizaciju u toku uspona od nižih ka višim visinama.

Kod većine osoba na veoma velikim nadmorskim visinama, 70-80% respiratornih funkcija u aklimatizaciji nastaje nakon nedelju do deset dana. A 80-90% od ukupnog dostignutog fiziološkog nivoa aklimatizacije postiže se u periodu od tri nedelje do mesec dana. Maksimalno aklimatizacije može da traje mesecima i godinama. Neki ljudi sa brže aklimatizuju od drugih, ali se zato određen broj ljudi ne aklimatizuju uopšte. Takve osobe nisu pogodne za vazduhoplovstvo, vojsku, bavljenje alpinizmom itd., jer umanjena sposobnost aklimatizacije njihovog organizma, utiče na njihove umne i radne spoosnosti. Takve osobe najčešće obolevaju od visinske bolesti, i treba ih smatrati za fizički profil sa ograničim sposobnostima za boravak na velikim visinama. Nažalost, ne postoji pouzdan način da se identifikuju ovi pojedinci, osim po njihovom iskustvu tokom prethodnih izlaganja visini (anamneza), ili nakon opsežno sprovedenog hipoksičnog testa u simuliranim uslovima u hipobaričnoj komori.

Hipoksija ne izaziva samo poremećaj disanja i mentalnu depresiju, nego jako umanjuje i radnu sposobnost mišića. To se ne odnosi samo na skeletne mišiće već i na srčani mišić, zbog čega je maksimalni nivo minutnog volumena srca snižen.

Deaklimatizacija

Jednom savladana aklimatizacije se održava dokle god čovek ostaje na dostignutoj visini, ali je on gubi po povratku na niže visine. Izloženost većim visinama će podstaći dalju aklimatizaciju, ali spuštanje na nižu visinu će izazvati gubitak aklimatizacije. Ovaj gubitak se često naziva „deaklimatizacija“. Aklimatizacija će se verovatno izgubiti i vratiti na približno isti nivo, na kome se osoba nalazila pre uspona, tako da osobe koje su boravile na visini, gube oko 80-90% ove sposobnosti u prve tri do četiri nedelje nakon povratka sa visine.
Patofiziologija

Fiziološke promene koje izaziva aklimatizacija na visinu utiču na sve faze prometa kiseonika, od razmene u plućima do difuzije kiseonika u mitohondrijama i ćelijama. Prva posledica smanjenja alveolarnog kiseonika na velikim visinama, je pad parcijalnog pritiska i smanjenje sadržaja kiseonika u arterijskoj krvi što izaziva nadražaj perifernih i centralnih hemoreceptora. Ovaj učinak nastaje kada se u udahnutom vazduhu pO2 smanji na oko 122 mmHg ili više, na visini većoj od (1.524 m). Osetljivost perifernih hemoreceptora je, najverovatnije, genetski određena, i strogo je individualna karakteristika svake osobe, ali može biti i modifikovan od strane;

* Stimulatora metabolizma, kao što su kofein i kakaoa.
* Respiratornih stimulatora, kao što su progesteron.
* Respiratornih depresora kao što je alkohol ili lekove za spavanje.
* Raznih drugih faktora.

Stimulacijom hemoreceptora nastaje povećanje ventilacije u plućima, koja delimično povećava pritisak kiseonika u alveolama i smanjenjuje parcijalni pritisak ugljen-dioksida u arterijskoj krvi.

Iznad (2.438 metara), povećana ventilacija ne uspeva da u potpunosti kompenzuje smanjen sadržaj kiseonikau inspirisanom (udahnutom) vazduhu, što ima za posledicu smanjenje sadržaja kiseonika u arterijskoj krvi, koji je proporcionalan dostignutoj visini. Nedostatak kiseonika u arterijskoj krvi nastavlja stimulaciju hemoreceptor, međutim dalja hiperventilacija uzrokuje respiratornu alkalozu, koja teži da ograniči povećanu ventilaciju tokom daljeg izlaganja visini. U toku od nekoliko dana boravka na visini, bubrezi kompenziraju povećanu respiratornu alkalozu izlučivanjem bikarbonata, što „odmara“ ventilaciju i sprečava njen dalji rast i stimulaciju hemoreceptora, a svoj maksimalni učinak dostiže nakon 7 do 10 dana. Nakon daljeg uspona, proces se ponavlja u manjem stepenu uz dalje povećanje ventilacije. Povećana ventilacija je glavni mehanizam kojim organizam poboljšava nivo snabdevenosti organa, tkiva i ćelija kiseonikom tokom aklimatizacije na visinu.

Sledeći oblik isporuke kiseonika do tkiva, na koji utiče hipoksična hipoksija, je transport kiseonika iz pluća do tkiva i ćelija. Promene se javljaju kako na krvnim sudovima kroz koji se transportuje kiseonik, tako i na srcu koje je odgovorno za distribuciju krvi njenim upumpavanje u krvne sudove. Nekoliko časova nakon uspona dolazi do smanjenje volumena plazme za oko 10-20% koje je izazvano kretanjem tečnosti iz krvnih sudova u međućelijske i intersticijalne prostore u tkivima. U osoba koje se normalno aklimatizuju, ta tečnost se iz tkiva brzo izlučuje preko bubrega. Kao rezultat gubitka volumen plazme, relativno raste koncentracija hemoglobina i njegova efikasnost prenosa kiseonika, bez apsolutnog povećanja broja crvenih krvnih ćelija (eritrocita) u krvi. Iako stimulacija eritropoetina nastaje samo nekoliko časoava od početka izlaganja organizma visini, povećana proizvodnja crvenih krvnih ćelija je merljiva tek nakon nekoliko nedelja.

Volumen plazme ima tendenciju da se oporavi nakon produženog (nedelja do mesec dana) izlaganj visini, ali istovremeno hematokrit i koncentracija kiseonika u krvi ostaju visoki zbog povećane produkcije i povećanog broja crveni krvnih ćelija (eritrocita).

Najznačajnije visinom indukovane promene cirkulacije, povezane su mogućim izmenama protoka krvi u srcu mozgu i plućima. Srčani protok je inicijalno povećan, zbog hipoksijom izazvane stimulacije nervnog sistema i povećane aktivnosti simpatikusa. Povećanje srčanog rada je u funkcija sprečavanja nastanka srčanog i moždani udar, koji može nastati zbog smanjenog obima cirkulacije u ovim organima, prvenstveno izazvano gubitkom volumena plazme. Simpatička aktivnost takođe izaziva, povećanje sistemskog (arterijskog) krvnog pritisak, perifernu vazokonstriciju i povećan bazalni metabolizam.

Ako je trajanje izlaganja visini duže od tri nedelje, aktivnosti u organizmu opadaju i volumen plazme ima tendenciju da se oporavi. Kao rezultat tih promena, rad srca se smanjuje i približava vrednostima na nivou mora. Ravnoteža ovih promena dovešće do smanjenja srčanog rada tokom vremena, mada je on i dalje uvek iznad vrednosti na nivou mora u mirovanju, i tokom submaksimalnog fizičkog opterećenja.

S druge strane, maksimalni rad srca se smanjuje proporcionalno nadmorskoj visini i tako ostaje sve vreme nakon uspešne aklimatizacije. Zbog toga je maksimalna radna sposobnost organizma ograničena sve vreme izlaganja visini. Moždani protok krvi je u funkciji ravnoteže između visinom indukovane vazodilatacije i hipokapnijom indukovanom hipoksijom (vazokonstrikcije indukovane hiperventilacijom). Moždani protok, se znatno sporije vraća na vrednosti koje je imao na nivou mora u toku aklimatizacije.

Visinom izazvane promene u cirkulaciji pluća, karakteriše plućna hipertenzija, zbog povećanog otpora u plućnim arterijama. Adaptivna funkcija ovih promena je nejasna, ali to može da poboljša ventilaciju i obezbedi odgovarajuću perfuziju. Vrednost povećanja pritiska u plućnim arterijama je donekle srazmerna veličini hipoksiji, i svi činioci koji smanjuju nivo kiseonika u krvi imaju tendenciju da preuveličaju povećanje arterijskog pritiska u plućima. U te činioce spadaju i fizičko vežbanje, izloženost hladnoći i apneja za vreme spavanja, koji su slični onima na visini.

Nakon završetka procesa izlaganja visini, transport kiseonika u tkiva je olakšana zahvaljujući hipoksiji; koja je stimulisala povećanje broja crvenih krvnih zrnaca. Porast "zamenom" krive zasićenja hemoglobina kiseonikom na desno, što omogućava eritrocitima da se lakše oslobode kiseonika u tkivima. Na velikim visinama, visok učinak, je protivteža respiratornoj alkalozi koja nastoji da pomeri krivu ulevo, što olakšava prijem kiseonika u eritrocitima na nivou pluća i otežano oslobađanje u tkivima. Međutim, na ekstremnim visinama preovladava pojava teške respiratorne alkaloze, i kriva acido-bazne ravnoteže se pomera u levo. Ovaj pomak omogućava značajno povećanje zasićenja hemoglobina u eritrocitima za dati alveolarni pritisak kiseonika na ekstremnim visinama.

Iako nije u potpuno istražen, broj visinom izazvanih promena kod ljudi, verovatno se one javljaju i na nivou tkiva. Smatra se da povećana kapilarne gustine i broj mitohondrija u mišićnom tkivo ima značajan uticaj. Ove promene su povezane sa smanjenjenom količinom kiseonika koji treba da difuzijom iz krvi dospe do mitohondrija. Pored toga, mogu postojati promene u enzimskim procesima odgovornim za efikasnije iskorišćenje u ćelijama isporučenog kiseonika.

Sled fizioloških promena koje izaziva aklimatizacija na visini zahteva određeno vreme. Kao što je već navedeno, vreme potrebno da se neka osoba aklimatizuje definisano je brzinom uspona i dostignutom nadmorskom visinom;

* Na nižim nadmorskim visinama ili tokom sporog uspona, stepen hipoksije je blag i dovoljan da nastanu relativno male fiziološke promene koje minimiziraju performansi organizma izloženog visini.
* Na većim visinama ili tokom brzog uspona, aklimatizacija traje duže, jer je stepen hipoksije povećan, što zahteva niz obimnijih fizioloških promena, za koje je potrebno mnogo više vremena da bi se okončao proces aklimatizacije.
* Na ekstremnim visinama, stepen hipoksične hipoksije je toliko ozbiljan da fiziološke promene ne mogu da nadoknade nedostatak kiseonika i zato se na tim visinama ne postiže potpuna aklimatizacija.

Medicinski poremećaji u aklimatizaciji

Medicinske poremećaji u planinskom okruženju, mogu se svrstati u tri široke kategorije; [4]

* Poremećaji inastali kao posledica hipoksične hipoksije, (visinska bolest i njene komplikacije-(vidi tab.1)
* Poremećaji izazvani ekološkim faktorima, osim smanjenja ambijentalnog kiseonika, (npr. promrzline, snežno slepilo ili povrede)
* Pogoršanje postojećih medicinskih stanja.

Visinska bolest i drugi sindromi izazvani visinom

Akutna visinska bolest (engl. Acute Mountain Sickness) (AMS)

Bolest se karakteriše sledećim simptomima;

Glavobolja i najmanje još jedan od sledećih simptoma;
Gastrointestinalni (anoreksija, mučnina ili povraćanje)
Umor ili slabost
Vrtoglavica ili nesvestica
Teškoće sa spavanjem

Akutni visinski edem pluća (engl. High Altitude Pulmonay Edema) (HAPE)

Karakteriše se sledećim simptomima i znacima;

Simptomi (najmanje dva);

Dispneja u mirovanju.
Kašalj
Slabost ili umanjena fizička sposobnost.
Stezanje u grudima ili zagušenje
Znaci (najmanje dva);
Krčanje ili šištanje u najmanje jednom plućnom krilu
Centralna cijanoza
Tahipneja
Tahikardija

Akutni visinski edem mozga(engl. High Altitude Cerebral Edema) (HACE)

Može se smatrati kao "krajnja faza" u razvoju visisnske bolesti sa sledećim karakteristikama;

Promene u mentalnom statusu i/ili ataksija kod obolelih sa (AMS) ili,
Promene u mentalnom statusu i/ili ataksija kod lica bez znakova (AMS)