TERMOREGULACJA
-to dostosowanie ilości ciepła wytworzonego w organizmie i ciepła wymienionego między organizmem i otoczeniem do potrzeb bilansu cieplnego w sposób zapewniający utrzymanie homeostazy cieplnej w zmiennych warunkach środowiska.
Organizm człowieka jest stałocieplny.
W organizmie stałocieplnym:
***Zmiany temp. przekraczające o 4 stopnie normalny jej poziom, mogą prowadzić do uszkodzenia struktur komórkowych
***Termostatowane są tylko tkanki wewnętrzne, dlatego też temp. wnętrza ciała może przekraczać temp. skóry nawet o 20 stopni Celsjusza.
Równowaga cieplna jest zachowana jeżeli:
1.produkcja cieplna w procesach metabolicznych +
2. pozyskiwanie ciepła z otoczenia =
3. utracie ciepła z organizmu
2H+1/2 O2 H2O + energia ( wiązania wysokoenergetyczne „~” ATP 20-20%; ciepło 70-80%)
Reakcja ta zabezpiecza produkcje ciepła dla tkanek - dzięki temu ciepła możemy utrzymać stałą ciepłotę ciała.
Gorączka:
Podwyższenie wew. temp. ciała do poziomu przekraczającego zakres normalnych, dobowych zmian temp., towarzyszące zwykle procesom infekcyjnym, przy sprawnie działającej termoregulacji.
Przyczyną wzrostu temp. jest wytworzenie w organizmie człowieka pirogenów, kt. hamują komórki ośrodka termoregulacji w przedniej części podwzgórza (ośrodka eliminacji ciepła);
Pirogeny tzw. Egzogenne są wytwarzane przez bakterie dostające się do organizmu (pierwszy nurt gorączki) oraz przez leukocyty, monocyty „atakujące” bakterie. Obronna immunologiczna organizmu, tzw. Pirogeny endogenne (drugi nurt gorączki)
HIPERTERMIA
Nadmierny wzrost temperatury wewnętrznej występuje wówczas, gdy ilość ciepła zyskiwanego przez organizm ze środowiska lub wytwarzanego w ustroju w procesach metabolicznych (np. podczas pracy fizycznej) przewyższa możliwości utraty ciepła.
Czynniki powodujące rozwój Hipertermii:
***duża wilgotność powietrza, uniemożliwiająca parowanie potu,
***znaczna utrata wody i elektrolitów przy wzmożonej sekrecji potu (np. podczas pracy w gorącu)
Wczesne objawy przegrzania organizmu:
• obrzmienia kończyn, dolnych,
• bolesne kurcze mięśni,
• zawroty głowy
• po przekroczeniu temperatury 38°C: osłabienie, omdlenia, ból głowy, wymioty, zaburzenia żołądkowo-jelitowe
Wymiana Ciepła między organizmem a otoczeniem
Wymiana ciepła odbywa się na cztery podstawowe sposoby:
1. konwekcji - czyli przenoszenia ciepła na skutek ruchu cieczy lub gazu ze środowiska cieplejszego do zimniejszego,
2. przewodzenia . które zależy od różnicy temperatury pomiędzy powierzchniami pozostającymi w bezpośrednim kontakcie,
3. promieniowania - emitowanego nie tylko przez słońce i urządzenia grzewcze, ale również przez powierzchnię ciała,
4. parowania potu . które odgrywa główną rolę w eliminacji ciepła zarówno przy obciążeniu ciepłem egzogennymi ekspozycje do gorąca), jak i endogennym ( np. wysiłek fizyczny).
ADAPTACJA do organizmu do gorącego otoczenia:
WYTWARZANIE CIEPŁA W SPOCZYNKU
% wytwarzanego ciepła w spoczynku
MÓZG 18, SERCE 11, NERKI 7, TRZEWIA 20, MIĘŚNIE.20, SKÓRA 5, INNE 19
Wytwarzanie ciepła w mięśniach podczas wysiłków fizycznych wielokrotnie wzrasta i jest proporcjonine do intensywności wysiłku. Około 80% całej energii uwalnianej podczas pracy to ciepło.
ELIMINACJA CIEPŁA:
wydzielanie i parowanie potu (jest to skuteczny mechanizm termoregulacji, ale może być utrudniony w wyniku wzrostu wilgotności powietrza (hipertermia)
wzrost skórnego przepływu krwi (czynność gr. potowych)
Główne zmiany adopcyjne do gorąca obserwowane podczas wysiłków fiz. w gorącym otoczeniu należą:
mniejsze przyrosty akcji serca
skuteczniejsze utrzymywanie właściwej objętości osocza krwi i ilości krwi krążącej
intensywniejsze pocenie się
produkcja bardziej rozcieńczonego potu
usprawnienie skórnego przepływu krwi
Wysiłek fizyczny w gorącym otoczeniu:
Ilości ciepła powstającego w naszym organizmie zależy od intensywności przemian materii, a jego wytwarzanie mżę się zwiększyć dziesięcio- a nawet dwudziestokrotnie w czasie wysiłku fiz. Usuwanie ciepła będzie możliwe, jeżeli będę ze sobą współpracowały: ukł. krążenia, ukł. nerwowy, hormonalny i czynność gruczołów potowych. Jak wiadomo już wzrost lub spadek temp. wew. o 2 stopnie zaburza podstawowe procesy metaboliczne i pogarsza funkcjonowanie komórek i poszczególnych narządów. Wysiłek fiz. w podwyższonej temp. może prowadzić do dodatkowego pobierania ciepła z otoczenia. Eliminacja ciepła może być utrudniona w warunkach dużej wilgotności powietrza uniemożliwiając parowanie potu.
Elementy układu termoregułacji
Termoreceptory obwodowe
• zlokalizowane są głównie w skórze i dzielą się na receptory ciepła i zimna
• są to wolne zakończenia nerwowe, które wyzwalają potencjały czynnościowe we włóknach dośrodkowych
• udowodniono ich obecność w górnych drogach oddechowych, niektórych odcinkach przewodu pokarmowego i mięśniach szkieletowych
• dostarczą informacji o aktualnej temperaturze zarówno do ośrodkowego mechanizmu termoregulacji, jak i do świadomości człowieka . na skutek czego odczuwa on zmiany temperatury
Termodetektory:
• znajdują się w przedniej części podwzgórza oraz w rdzeniu kręgowym
•neurony reagujące na lokalne podwyższenie temperatury wzrostem częstotliwości wyładowań elektrycznych (co może powodować zwiększenie rytmu oddechowego)
• integrują informacje o stanie termicznym powierzchni i wnętrza ciała
HIPOTERMIA
Obniżenie temperatury wewnętrznej poniżej 35°C wystąpić może przy dłużej trwającym narażeniu na zimno, zwłaszcza w środowisku wodnym, ze względu na 25-krotnie większe przewodnictwo cieplne wody niż powietrza. (na wielkość utraty ciepła w wodzie duże znaczenie ma grubość warstwy izolacyjnej w postaci tkanki tłuszczowej)
Rozwój hipotermii powoduje:
• zaburzenia czynności układu nerwowego
• zmniejszenie objętości minutowej serca
• zwiększenie naczyniowego oporu obwodowego
• uszkodzenie wątroby nerek
• zakłócenie gospodarki wodno-elektrolitowej
U człowieka opisano 3 rodzaje hipotermii:
1.Hipotermia przypadkowa („accidental hypothermia"), występująca głównie u ludzi w podeszłym wieku, u których zmniejszona jest sprawność układu krążenia i jego kontroli przez współczulną część układu autonomicznego. Ze względu na upośledzenie reakcji naczynio-skurczowej utrata ciepła z powierzchni ciała jest większa, a wytwarzanie ciepła na drodze termogenezy drżeniowej występuje z opóźnieniem i przy większym obniżeniu temperatury wewnętrznej niż u ludzi młodych. U osób w podeszłym wieku obniżeniu ulega również zdolność percepcji zmian temperatury otoczenia.
2. Hipotermia spowodowana przebywaniem w zimnej wodzie na skutek przypadkowego znalezienia się w niej (katastrofa), podczas rekreacji, bądź pracy w wodzie. Należy pamiętać, że przewodnictwo cieplne wody jest 25 razy większe niż powietrza. toteż utrata ciepła w tych warunkach jest szczególnie duża. Na wielkość utraty ciepła w wodzie istotnie wpływa grubość warstwy izolacyjnej w postaci tkanki tłuszczowej.
3. Hipotermia górska, nazywana inaczej hipotermią z wyczerpania, jest wynikiem długiej ekspozycji na zimno podczas wędrówek i wspinaczek.
DWIE OBRONY ORGAN. PRZED OZIĘBIENIEM:
1.obniżenie temp. powierzchni ciała, w ten sposób zmniejszenie różnicy temperatur między skórą a otoczeniem daje osłabienie konwekcji ciepła. Jest to możliwe poprzez zmniejszenie przepływu krwi przez tkanki powierzchniowe na skutek skurczu naczyń krwionośnych w wyniku pobudzenia układu współczulnego. Skurcz naczyń krwionośnych jest reakcją odruchową, inicjowaną przez impulsy z termoreceptorów zimna w skórze. Najsilniejsza impulsacja współczulna występuje w kończynach.
2.Reakcje prowadzące do zwiększenia wytwarzania ciepła w organizmie i w ten sposób do pełnego lub częściowego wyrównania jego utraty. Wzrost produkcji ciepła następuje w wyniku zwiększania tempa przemian metabolicznych na drodze termogenezy drżeniowej i bezdrżeniowej.
** termogeneza drżeniowa - jest gł. Mechanizmem dostarczania ciepła u człowieka dorosłego, narażonego na działanie zimna. Podczas drżenia mięśniowego cała energia uwalniana jest w postaci ciepła. Drżenie mięśniowe kontrolują odpowiednie neurony ośrodka termoregulacji, kt. są aktywowane przez impulsy z receptorów zimna w skórze. Źródłem energii do drżenia mięśniowego są fosfageny i glikogen mięśniowy, a w dalszej fazie także kwasy tłuszczowe.
** termogeneza bezdrżeniowa - pobudzenie jest przez współczulny ukł. nerwowy, co manifestuje się podwyższonym wyrzutem adrenaliny do krwi. Ekspozycja na zimno prowadzi także do wzrostu we krwi innych hormonów o działaniu ciepłotwórczym, tj. glukoganu i trójodotyroniny. Hormony te podnoszą temp. przemiany materii i produkcję ciepła.
Aklimatyzacja człowieka do zimna:
1. Hipotermiczną adaptację do zimna opisano u przedstawicieli populacji żyjących od wieków w zimnym klimacie lub też narażonych na zimno przez długi okres. (aborygen australijskki, poławiaczki pereł w Korei), u tych ludzi dochodzi do reakcji drżenia mięśniowego nawet przy znacznym obniżeniu temp. ciała.
2. Metaboliczna adaptacja do zimna polega na zwiększeniu wytwarzania ciepła na drodze termogenezy bezdrżeniowej. Przedstawiciele tej grupy reagowali zwiększeniem tempa metabolizmu oraz wzrostem poziomu WKT i związków ketonowych w osoczu na iniekcje noradrenaliny w przeciwieństwie do grupy kontrolnej.
3. Izolacyjna adaptacja do zimna charakteryzuje się zwiększeniem grubości podskórnej tkanki tłuszczowej podskórnej. Wzrost grubości tkanki podskórnej stwierdzono u nurków hawajskich. Dzięki temu mogą 3 godz. Nurkować bez uruchamiania drżenia mięśniowego.
4. miejscowa adaptacja - oziębienie rak i twarzy u ludzi zaadoptowanych do zimna, występuje u rybaków i nie prowadzi do wzrostu ciśnienia tętniczego krwi i spadkiem HR.
Wysiłek w niskiej temp. otoczenia.
Temp. wew. w istotnym stopniu determinuje zdolność człowieka do pracy. Ograniczenie zdolności do wysiłku przy znacznym obniżeniu temp. wew. i/lub temp. mięśni, przypisywane jest osłabieniu reakcji na wysiłek fiz: ** ukł. krążeniowa, **ukł. oddechowego, **reakcji metabolicznych
Zmniejsza się wówczas maksymalne pobieranie tlenu i maksymalna siła mięśniowa. Obniżenie temp. mięśni sprzyja ponadto akumulacji w nich mleczanów (LA) ze względu na zmniejszenie dyfuzji LA z mięśni do krwi. Podczas wysiłków o większej intensywności (powyżej 60% V02 max), wykonywanych w zimnie, stwierdza się mniejszy
Czynnikami, które mogą przyspieszyć rozwój hipotermii jest wyczerpanie pracą lub głód.
Stadia rozwoju hipotermii.
Obniżenie temperatury wewnętrznej do:
36*C-np. podczas snu, nie stymuluje reakcji metabolicznych;
35*C-silne drżenie mięśniowe, które nie może być utrzymywane przez dłuższy czas i Tw zaczyna się obniżać; pogorszenie precyzji ruchów;
34*C-zaburzenia świadomości;
33*C-31*C-brak czucia i zaburzenia wzroku, często utrata świadomości;
31 *C-30*C-obniża się HR i ciśnienie tętnicze;
30*C-spowolnienie rytmu zatokowego, wzrost pobudliwości mięśnia sercowego, arytmia;
28*C-25*C-migotanie komór-bezpośrednia przyczyna
śmierci.
Elementy układu termoregułacji
Ośrodek termoregulacji
• znajduje się w podwzgórzu
• składa się z dwóch części
• część przednia - ośrodek eliminacji ciepła, regulujący wielkość utraty ciepła
• część tylna - ośrodek zachowania ciepła. odpowiedzialny za ograniczenie usuwania ciepła z ustroju i stymulację jego wytwarzania
Obie części ośrodka termoregulacji są ze sobą połączone drogami biegnącymi po obydwu stronach bocznej części podwzgórza.
Efektory termoregulacji:
układ krążenia odpowiedzialny za wielkość
skórnego przepływu krwj
gruczoły potowe
mięśnie szkieletowe
tkanka tłuszczowa
wątroba
niektóre hormony determinujące wytwarzanie ciepła (adrenalina, glukagon, trijodotyronina)
HIPERBARIA
- wysokie ciśnienie oddziałujące na organizm człowieka podczas pływania podwodnego - nurkowania.
Na reakcje fizjologiczne org. podczas pływania podwodnego i nurkowania wpływają:
czynniki związane z hipotermią - wyziębieniem org. (25 razy szybciej w środowisku wodnym niż w powietrzu)
czynniki wynikające z praw fizyki
***ciecz jest nieściśliwa
***obj. gazu jest odwrotnie proporcjonalna do ciśnienia jakie na niego oddziaływuje
***ciś. parcjalne gazów jest proporcjonalne do procentowego ich składu w całej mieszanie gazu
***rozpuszczalność gazów w cieczach jest wprost proporcjonalna do ciśnienia parcjalnego danego gazu
Najważniejszym czynnikiem, kt. oddziałuje na człowieka przy coraz głębszym zanurzaniu się wodzie są zmiany objętościowe gazów i różnice ciśnień między wnętrzem jonu ciała i ciśnieniem zewnętrznym
Na czł. zanurzającego w wodzie oddziałuje ciś. rosnące o 1 atmosferę na każde 10m głębokości.
Wzrost ciś. na powierzchnię ciała prowadzi do zmniejszenia objętości oraz podwyższenia prężności gazów oddechowych znajdujących się we wszystkich jamach ciała (płucach, dróg oddech., przewodzie pok., uchu środk., zatokach czołowych itp.)
Tak więc 20m pod wodą wielkość ciś. rośnie a objętość maleje proporcjonalnie do wzrostu ciśnienia
Głębokość ciśnienie objętość gazu
0m 1atm 1
10m 2 atm ½
20m 3atm 1/3
30m 4atm ¼
Taki stan rzeczy zmusza do dostarczania nurkowi powietrza pod coraz większym ciśnieniem w miarę zanurzania się pod wodę.
Zwiększeniu głębokości zanurzania się w wodzie towarzyszy także wzrost ilości gazów oddechowych rozpuszczonych w płynach ustrojowych. Dotyczy to szczególnie azotu, kt. jest w powietrzu najwięcej. W normalnych warunkach jako tzw. gaz obojętny nie wywiera żadnego wpływu na organizm, kiedy jednak jego prężność wzrośnie zachowuje się jak gaż znieczulający. Subiektywnie „NARKOZA AZOTOWA” przypomina zatrucie alkoholem lub efekt wdychania podtlenku azotu o niedużym stężeniu .
Na głębokości 30m większość nurkujących wykazuje pewne zaburzenia procesu myślenia, zdolność oceny sytuacji oraz pogorszeniu zdolności psychomotorycznych. Aby uniknąć tych dolegliwości poleca się mieszankę helowo-tlenową do oddychania zamiast powietrza, ponieważ hel znacznie trudniej rozpuszcza się w płynach ustrojowych niż azot. Mieszanka ta jest jednak kosztowna.
Niebezpieczne procesy w organizmie czł. mogą towarzyszyć także procesowi wynurzania:
Mogą byś spowodowane następującymi zjawiskami:
parcie słupa wody stopniowo maleje
płuca i inne jamy stopniowo powiększają się
ciśnienie gazów stopniowo maleje
Jeżeli w tej sytuacji nurek nie wykona głębokiego wdechu to może dojść do nadmiernego rozszerzenia klatki piersiowej i rozciągnięcia płuc prowadzącego do uszkodzenia pęcherzyków płucnych. Ażeby tego uniknąć tak poważnych uszkodzeń pęcherzyków płucnych należy nauczyć nurków odpowiedniego oddychania.
CHOROBA DEKOMPRESYJNA (kesonowa) - choroba ta jest spowodowana rozszerzeniem się objętości powietrz zza rozpuszczonego w płynach ustrojowych. Gazy te a szczególnie azot, kt. jest najwięcej dążą do usuwania się z organizmu w wyniku zmniejszającego się ciśnienia oddziaływującego na nie. Eliminacja azotu rozpuszczonego w płynach ustrojowych podczas przebywania na dużych głębokościach pod wodą, przy szybkim wynurzaniu się jest gwałtowna. Azot uwalnia się płynów ustrojowych w postaci pęcherzyków przedostaje się do krwi i wędruje tą drogą do płuc. Pęcherzyki gazu mogą czopować małe naczynia krwionośne i może dojść do zatoru i niedostarczenia określonych części tkanek.
Objawy: ból miejscowy części tkanek w których umiejscowiony jest pęcherzyk azotu. Są to głównie stawy i zakończenia nerwów. Towarzyszy temu osłabienie skurczu mięśni, zawroty głowy i zaburzenia mowy.
NURKOWANIE W BEZDECHU - bez ekwipunku
Czas bezdechu zależy od:
zapasów ustrojowych tlenu (kilka oddechów czystym tlenem przed nurkowaniem podnosi zapas tlenu w organizmie nawet do 5-7 litrów) Kiedy w spoczynku zatrzymuje się oddech w wydechowej pozycji, to zapas tlenu w organizmie wynosi 1000ml co stanowi zabezpieczenie na ok. 3min.
***ciśnienie O2 i CO2 decyduje o częstości wdechu oraz
***wrażliwość receptorów na ciś. O2 i CO2
zawartość CO2 w organizmie. Wzrost prężności CO2 w bezdechu od wartości 40mmHg do 50mmHg prowadzi do pobudzenia chemoreceptorów i uruchomienie wdechu. Dlatego też mimo zapasu tlenu dochodzi do wcześniejszego uruchomienia wydechu. Jeżeli w czai bezdechu wykonywany jest wysiłek fiz., to czas zatrzymania oddechu skraca się w wyniku szybszego wzrostu zawartości CO2 (Hiperkapnia)
Hiperwentylacji - jest to proces wypłukujący organizm z CO2 nawet do wartości 20mmHg. Hiperwentylacja podnosi także ciśnienie parcjalne O2 do wartości ok. 120 mmHg-140mmHg. Jednak mimo wzrostu ciśnienia parcjalnego tlenu, z wartość tlenu we krwi wzrasta nieznacznie. Tlen podczas schodzenia pod wodę w bezdechu szybko się wyczerpuje i przy niskim ciśnieniu parcjalnym CO2 może dojść do niedotlenienia mózgu, ponieważ zbyt późno dojdzie do przerwania bezdechu.
Progu pobudliwości chemoreceptorów
Wrażliwość na zmiany pCO2 maleje w wyniku treningu w nurkowaniu, szereg danych przemawia za możliwością pewnej adaptacji organizmu do hiperkapni.
Hipoksemia - zjawisko związane ze spadkiem ciśnienia parcjalnego tlenu podczas wynurzania się nurka.
Przystosowanie się czynności ukł. krążenia do warunków przebywania pod wodą:
Zmiany przystosowawcze w ukł. krążenia polegają na:
Zmniejszeniu częstości skurczów serca - Bradykardia
Zmianie rozmieszczenia krwi w narządach
Drastyczne zmniejszenie się przepływu krwi prze wszystkie narządy z wyjątkiem serca i mózgu. Przepływ przez mięśnie szkieletowe i trzewia spada prawie do zera.
Podczas nurkowania jest niebezpieczeństwo niedotlenienia serca, ponieważ rośnie w organizmie deficyt tlenu. Ażeby obniżyć zużycie tlenu przez serce dochodzi do zmniejszenia częstości skurczów serca - bradykardia.
Dwa mechanizmy fizj. przystosowują ukł. krążenia do przetrwania w wodzie:
Ekonomiczniejsze wykorzystywanie tlenu
Zmniejszenie zapotrzebowania serca na tlen
Obie omówione wyżej reakcje przystosowawcze wyzwolone są pod wpływem działania zimnej wody na zakończenia nerwów czuciowych okolicy twarzy, szczególnie ust. Impulsy powstające w tych zakończeniach nerwowych powodują zwiększenie hamującego wpływu wywieranego na czynność serca przez zakończenia nerwu błędnego (ukł. współczulny)
HIPOKSJA WYSOKOŚCIOWA
- obniżone ciś. parcjalne O2 w naszym organizmie - krwi i tkankach, rozwija się w wysokich górach w wyniku obniżonego ciś. powietrza.
Ze wzrostem wysokości wzniesienia na poziom morza obniża się ciś. powietrza a w nim ciś. parcjalne tlenu. Obniżenie ciś. parcjalnego tlenu w wdychanym, przez człowieka powietrzu prowadzi do obniżenia ciś. parcjalnego O2 w pęcherzykach płucnych. Zmniejsza się więc gradient ciś. tlenu między krwią i pęcherzykiem płucnym, który jest siłą napędową dyfuzji pęcherzykowej. Zmniejsza się wysycenie krwi tlenem i w ślad za tym zaopatrzenie tkanek w tlen. Niewielkie obniżenie się ciśnienia parcjalnego tlenu w pęcherzykach nie powoduje większych zmian jednak spadek do około 80 mmHg co ma miejsce na wysokości ok. 2500m n.p.m. powoduje pojawienie się pierwszych objawów zmian funkcji organizmu. Rozwijające się objawy niedotlenienia organizmu tj. hipoksja wysokościowa.
Odróżnia się trzy rodzaje reakcji organizmu na hipoksję wysokościową w zależności od czasu jej działania:
1. Doraźne (ostre) przystosowanie do hipoksji, którego objawy występują czasem już na poziomie około 2000-3000 m n.p.m. , bezpośrednio po osiągnięciu tych wysokości,
2. Aklimatyzacja wysokościowa, rozwijająca się stopniowo w miarę przybywania na dużych wysokościach
3. Trwała adaptacja do środowiska wysokogórskiego.
Rodzaje hipoksji ze względu na odmienne mechanizmy ich rozwoju ich rozwoju to:
a) hipoksja hipoksyczna, wywoływana przez obniżenie prężności tlenu we wdychanym powietrzu,
b) hipoksja hipoksemiczna, powstająca w wyniku obniżenia prężności tlenu we krwi ( niedokrwistość, zmiany wiązania 02 przez hemoglobinę).
c) hipoksja krążeniowa lub zastoinowa wywoływana przez zmniejszenie przepływu krwi przez tkanki
d) hipoksja cytotoksyczna powstająca przy dostatecznym dopływie tlenu do tkanek, który nie może być wykorzystany na skutek uszkodzenia komórkowych układów enzymatycznych.
MECH. OBRONNE ORGANIZMU NA HIPOKSJĘ:
Wzrost wentylacji płuc (wyrażany wzrost wentylacji pojawia się przy obniżeniu prężności tlenu w pęcherzykach płucnych do 50mmHg). Jednak próg wrażliwości na obniżenie ciś. parcjalnego O2 jest różny u różnych ludzi
Zwiększenie objętości minutowej serca w wyniku wzrostu częstości skurczów serca (HR) i (Q)
UKŁAD NERWOWY
• Wpływ ostrej hipoksji wysokościowej na czynność ośrodkowego układu nerwowego ujawnia się po przekroczeniu 3000 m n.p.m.
• Upośledzenie sprawności układu nerwowego w pełni , w ciągu kilku minut ekspozycji na hipoksję, odpowiadającą wysokości około 4500-5000 m n.p.m. kiedy wysycenie krwi tlenem zmniejsza się do 70- 60%.
• Zmniejszenie wysycenia krwi tlenem poniżej 60% powoduje utratę świadomości.
• Zaburzenia w widzeniu , ograniczenie widzenia obwodowego
• Zaburzenia koordynacji ruchów
UKŁAD ODDECHOWY
Hipoksja wysokościowa powoduje:
• zwiększenie wentylacji płuc w wyniku zarówno przyśpieszenia, jak i pogłębienia .oddechów. W warunkach ostrej ekspozycji - zanim wysokość nie przekroczy około 3000 m n.p.m., tzn. zanim prężność tlenu w powietrzu pęcherzykowym (p0z) nie zmniejszy się do 7,9 Kpa (60 mmHg)
• Hiperwentylacja na dużych wysokościach zmniejsza różnicę tlenu miedzy otaczającym powietrzem, a powietrzem pęcherzykowym i zwiększa prężność tlenu w pęcherzykach płucnych
UKŁAD KRĄŻENIA
• pojemność minutowa serca zwiększa się dzięki przyśpieszeniu częstości skurczów serca (HR),bez zmian objętości wyrzutowej.
• Q powraca do wartości zbliżonych do tych, jakie ją cechują na poziomie morza, w wyniku zmniejszania się objętości wyrzutowej serca (SV).
• Częstość skurczów serca pozostaje nadal większa niż na poziomie morza , ale nie wyrównuje zmniejszenia objętości wyrzutowej (SV)
Pierwsze objawy zmian funkcji organizmu:
Zaburzenie widzenia po zmroku
Zaburzenia psychiczne z powodu nadmiernego pobudzenia i w dalszej perspektywie depresji, brak koordynacji ruchów
Zwiększa się wrażliwość na bodźce bólowe
Zły wpływ na płód, zwiększona ilość poronień
Na organizm czł. przebywającego w górach działają także inne czynniki:
Niska temperatura-wyziębienie organizmu
Niska wilgotność powietrza - odwodnienie organizmu
Silne promieniowanie nadfioletowe i kosmiczne - powstające dużej ilości wolnych rodników i niszczenie błon komórkowych
Hiperoksja -zatrucie tlenem, gdy ciśnienie parcjalne w powietrzu wynosi > 165 mmHg, długotrwała ekspozycja
kaszel ból w czasie oddychania
kurcze utrata przytomności
mętnienie ciała szklistego (noworodki w inkubatorach)
PATOLOGICZNE SKUTKI HIPOKSJI WYSOK.:
Hipoksja wysokościowa może wywoływać zmiany patologiczne:
• nadciśnienie płucne.
• ostry obrzęk płuc i mózgu,
• ostrą i przewlekłą chorobę górską ( choroba Monge'a)
WYDOLNOŚĆ FIZYCZNA W WARUNKACH HIPOKSJI WYSOKOŚCIOWEJ
Wydolność fizyczna (V02 max) zmniejsza się już od poziomu około 1200 m n.p.m.
Wentylacja płuc jest większa podczas wysiłku fizycznego przy każdym poziomie pochłaniania tlenu przez organizm.
Maksymalne wartości HR, Q i SV do wysokości około 4000 m w warunkach ostrej ekspozycji są podobne do wartości na poziomie morza.
Powyżej 4000 m zmniejsza się HRmax i SV max, co powoduje zmniejszenie również Qmax.
Ograniczenie zdolności do wysiłku maksymalnego w warunkach hipoksji wysokościowej leży u podłoża upośledzenia sprawności układu krążenia.
AKLIMATYZACJA WYSOKOŚCIOWA:
Jest procesem wieloetapowym przystosowania się organizmu do życia dużych wysokościach nad poziomem morza.
Transport gazów (wymianę O2 i CO2) ograniczają następujące, powiązane ze sobą mechanizmy fizjologiczne:
**wentylacja płuc
**Dyfuzja pęcherzykowa
**wiązanie tlenu z hemoglobiną i transport drogą krwi do tkanek
**dyfuzja z krwi do tkanek i odwrotnie
1. pierwszym objawem adaptacji do wysokości jest wzrost wentylacji płuc widoczna już nawet na stosunkowo małych wysokościach. Zwiększona wentylacja płuc prowadzi do wzrostu poboru tlenu do tkanek i wzrostu wyrzucania CO2. jak wiadomo prężność CO2 we krwi jest modulatorem oddychania, więc wyrzucanie nadmierne CO2 prowadzi do spadku częstości oddechów. Jednak po kilku dniach dochodzi do ponownego wzrostu częstości i głębokości oddechów i utrzymania zwiększonej wentylacji płuc. Jednak wzrost wentylacji jest skutecznym mechanizmem zwiększającym pobór tlenu, tylko w pewnych granicach. Po przekroczeniu pewnych granic, mięśnie oddechowe zaczynają zużywać duże ilości tlenu i proces oddychania staje się nieekonomiczny, a organizm zyskuje mało tlenu.
2. Zwiększenie ukrwienia pęcherzyków płucnych
3. usprawnienie transportu przez krew - wzrost stężenia hemoglobiny
4. wzrost zdolności hemoglobiny do wiązania się z tlenem w wyniku 2,3 DPG regulującego powinowadztwo hemoglobiny do tlenu
5.wzrost wskaźnika hemotokrytowego, wzrost ilości krwinek czerwonych ( w wyniku wzrostu ilości erytropoetyny produkowanej przez nerki)
6.wzrost ilości mitochondriów i aktywności enzymów utleniających - usprawnienie poboru tlenu przez tkanki
Pełna aklimatyzacja człowieka do wysokości (obniżonego ciś. barometrycznego) jest możliwa tylko do wysokości 3000-5000m n.p.m.