Co powoduje hipoksja?

Była już mowa wyżej, że ostra hipoksja wysokościowa wywołuje wzrost objętości minutowej serca, tzn. objętości krwi tłoczonej przez serce do tętnic i płynącej na obwód w ciągu każdej minuty.

Taka aktywacja czynności układu krążenia występuje także, tyle że powolna, podczas stopniowego osiągania coraz to wyższych wysokości. Występuje również i utrzymuje się w pierwszym okresie aklimatyzacji do hipoksji u człowieka, który osiągnął większą wysokość i zatrzymał się na niej na dłuższy czas.

Hipoksja powoduje – za pośrednictwem wpływu na ośrodkowe mechanizmy kontroli pracy serca – przyspieszenie czynności serca, co z kolei odpowiada za wzrost objętości minutowej serca w tej sytuacji. Hipoksja wysokościowa, „stres hipoksyczny” wywołuje też pobudzenie czynności rdzenia nadnerczy wydzielającego głównie adrenalinę – hormon, który m.in. także zwiększa pracę serca i jego objętość minutową. Zwiększony ogólny przepływ krwi (zależny od objętości minutowej serca) nie utrzymuje się długo – po kilku dniach zaczyna zmniejszać się i po 7-10 dniach powraca do wyjściowego poziomu (ryc. VII.9).

Zwiększony przepływ krwi, a z nią tlenu, dzięki intensywniejszej pracy serca, ułatwia zatem przeżycie tylko pierwszego okresu przystosowywania się organizmu człowieka do życia na dużej wysokości. Mechanizm ten nie jest, trzeba to stwierdzić, ekonomiczny. Wzmożony przepływ krwi i niesionego przez nią tlenu odbywa się dzięki zwiększonej pracy mięśnia sercowego. Mięsień ten sam naturalnie potrzebuje i zużywa tym więcej tlenu, im większa jest częstotliwość skurczów serca. W sytuacji, w której dominuje właśnie brak tlenu w otoczeniu, jego dodatkowe zużywanie przez serce (podobnie jak przez mięśnie oddechowe przy nasilonej wentylacji płuc) przy okazji zwiększania przepływu krwi zmniejsza wartość przystosowawczą tego mechanizmu. Jego zaletą natomiast jest to, że może być szybko uruchomiony. I tak czyni organizm – uruchamia zwiększony ogólny przepływ krwi we wczesnym okresie aklimatyzacji wysokościowej i wyłącza ten mechanizm wówczas, gdy zaczną już działać inne, bardziej ekonomiczne.

Przyczyną stopniowego zmniejszania się (początkowo zwiększonej) objętości minutowej serca jest postępująca redukcja siły skurczów mięśnia komór, będąca wyrazem upośledzenia przez hipoksję jego kurczliwości. Częstość skurczów serca utrzymuje się na podwyższonym poziomie.

Jest uderzające, że ludzie urodzeni wysoko w górach nie wykazują zwiększonej objętości minutowej serca (i związanej z tym większej jego pracy). Niezmiernie interesującym zjawiskiem, występującym na dużej wysokości n.p.m., jest zmniejszenie maksymalnej częstości skurczów serca. Jest ono raczej wyrazem wpływu hipoksji na sam mięsień serca lub aparat bodźcotwórczy serca, generujący impulsy wyzwalające jego skurcze, niż wpływu na nerwowe mechanizmy regulujące częstotliwość powstawania tych bodźców. Oddychanie tlenem znosi ten efekt.

Zmiany czynności układu krążenia u człowieka po osiągnięciu dużej wysokości

Niektórzy badacze doszukują się podobieństwa w dwu zjawiskach (może i w mechanizmie ich powstawania?) – obniżania się maksymalnej częstości skurczów serca wraz ze wzrostem wysokości nad poziomem morza i takiego samego obniżania postępującego z wiekiem człowieka.

Także maksymalna objętość minutowa serca osiągana na dużej wysokości podczas ciężkiego wysiłku fizycznego jest mniejsza niż na poziomie morza. Wynika to, być może, z bezpośredniego wpływu obniżenia prężności tlenu we krwi na kurczliwość włókien mięśnia sercowego. Po powrocie na poziom morza upływa pewien czas, zanim czynność serca powróci do początkowego stanu. Na upośledzoną w sposób opisany wyżej czynność serca na dużej wysokości nie wpływa doraźnie podanie do oddychania czystego tlenu.

Obniżenie maksymalnej objętości minutowej serca na dużej wysokości ma jeszcze inne następstwa, bardzo istotne dla przetrwania w tych warunkach: pociąga mianowicie za sobą zmniejszenie wydolności fizycznej człowieka w wyniku zmniejszenia maksymalnego pochłaniania przez organizm tlenu. Zapotrzebowanie na tlen podczas takiego samego, jak na poziomie morza, wysiłku fizycznego stanowi teraz większa część obniżonego maksymalnego pochłaniania tlenu przez organizm. Ten sam wysiłek staje się więc dla organizmu cięższy, obciąża silniej organizm, łatwiej wywołuje zmęczenie. Zależność maksymalnego pochłaniania tlenu przez organizm (czyli wydolności fizycznej) od wysokości nad poziomem morza ilustruje ryc. VII. 10.

W miarę postępu aklimatyzacji upośledzenie czynności serca kompensowane jest przez zwiększenie zdolności transportu tlenu przez krew i przez zmiany ultrastrukturalne i enzymatyczne na poziomie komórkowym, zwiększające zdolność komórek do wychwytywania tlenu z dopływającej do nich krwi. Zmiany te odgrywają rolę w przystosowaniu do życia na dużej wysokości. Stopniowo zmniejsza się upośledzenie zdolności wysiłkowej, chociaż nawet u ludzi maksymalnie zaaklimatyzowanych jest ona na dużych wysokościach (zwłaszcza powyżej 5200 m) znacznie niższa niż na poziomie morza. Ludzie niezaaklimatyzowani wykazują podobne upośledzenie zdolności wysiłkowej na znacznie niższych wysokościach nad poziomem morza. Natomiast ludzie urodzeni na dużych wysokościach dominują pod względem zdolności do wykonywania wysiłków fizycznych nawet nad maksymalnie zaaklimatyzowanymi przybyszami z nizin. Nie wiadomo, czy odgrywa w tym jakąś rolę odporność na deprymujący wpływ hipoksji na mięsień serca. Zasadnicze znaczenie w aklimatyzacji do hipoksji wysokościowej przypisuje się zmianom zachodzącym we krwi i usprawniającym transport tlenu.

Leave a Reply