Wpływ warunków wysokogórskich
na organizm człowieka
Anna Berent
Hanna Grzegorzewska
Joanna Hayeshi
Hanna Karasiewska
Izabela Koch
Środowisko wysokogórskie
" spadek ciśnienia atmosferycznego ze
wzrostem wysokości (8 mmHg na 100m
wzniesienia) >>> obniżenie ciśnienia
parcjalnego tlenu w powietrzu,
" zmniejszanie się temperatury o 1oC co 150m
wysokości,
" niska wilgotnośd powietrza,
" wzrost intensywności promieniowania
słonecznego (4%/300m).
Środowisko wysokogórskie
Środowisko wysokogórskie
Rodzaje hipoksji
" hipoksja hipoksyczna (spowodowana obniżeniem prężności
tlenu we wdychanym powietrzu),
" hipoksja hipoksemiczna (wynikająca z obniżenia prężności
tlenu we krwi z powodu niedokrwistości lub zaburzeo
wiązania tlenu przez hemoglobinę),
" hipoksja krążeniowa (zmniejszony przepływ krwi przez
tkanki),
" hipoksja cytotoksyczna (w warunkach dostatecznego
dopływu tlenu do tkanek nie jest on wykorzystywany z
powodu uszkodzenia komórkowych układów
enzymatycznych).
W warunkach wysokogórskich dominuje hipoksja hipoksyczna
oraz krążeniowa.
Zmiany w organizmie
Zmiany zachodzące w organizmie człowieka w
warunkach wysokogórskich możemy podzielid
na:
" aklimatyzacyjne,
" deterioracyjne (wyniszczające),
" adaptacyjne.
Zmiany aklimatyzacyjne
Układ krążenia
Układ krążenia w odpowiedzi na hipoksję
podlega zmianom przystosowawczym
�� zwiększenie objętości wyrzutowej serca oraz
przepływu krwi przez mózg, serce, mięśnie,
��w tych narządach wzmaga się waskularyzacja,
�� zmniejszenie przepływu krwi przez skórę i
nerki,
�� max objętośd minutowa serca zmniejsza się.
Wynika to z bezpośredniego wpływu obniżenia
prężności tlenu we krwi na kurczliwośd
mięśnia sercowego.
��wzrasta wytwarzanie erytrocytów (może dojśd do
nadkrwistości) będące wynikiem nasilonej
erytropoezy.
Zwiększa się wskaz
nik hematokrytowy, co prowadzi
do zwiększenia pojemności tlenowej krwi.
Związany z tym wzrost obwodowego
oporu naczyniowego przepływu
krwi powoduje znaczne obciążenie
mięśnia sercowego.
2,3-BPG
Wraz ze wzrostem liczby erytrocytów, rośnie
ilośd 2,3-BPG.
Jego obecnośd zmniejsza powinowactwo
hemoglobiny do tlenu i ułatwia oddawanie O2
tkankom, ale jednocześnie utrudnia łączenie
tlenu z Hb w płucach, a zatem obniża
transport tlenu z płuc do tkanek.
Adrenalina, noradrenalina
Wysiłek fiz., stres, obniżenie stężenia tlenu w
powietrzu atmosferycznym aktywuje układ
adrenergiczny, czego wyrazem jest wzrost stężenia
we krwi adrenaliny i noradrenaliny. Wpływają one
na:
" zwiększenie częstości skurczów serca,
" rozszerzenie naczyo krwionośnych w mózgu, sercu
i mięśniach (lepsze natlenowanie tych narządów),
" skurcz naczyo krwionośnych w większości
narządów i naczyo skórnych (wiąże się to ze
zmniejszonym przepływem krwi przez te narządy).
Układ oddechowy
Warunki normalne
" ciśnienie atmosferyczne  760 mmHg,
" ciśnienie parcjalne tlenu  160 mmHg,
" ciśnienie w pęcherzykach płucnych  ok. 104 mmHg (wymieszanie
z obecnymi w pęcherzykach gazami, wysycenie parą wodną),
" ciśnienie parcjalne tlenu we krwi żylnej naczyo włosowatych płuc 
ok. 40 mmHg.
Tlen szybko dyfunduje przez ściany naczyo krwionośnych do krwinek,
co wynika z dużej różnicy ciśnieo (ok. 64 mmHg).
Gdy ciśnienie parcjalne tlenu = 158 mmHg, to krew jest całkowicie
utlenowana (w 100ml krwi znajduje się ok. 20ml tlenu).
Warunki wysokogórskie
" ciśnienie atmosferyczne na wys. 6000m wynosi połowę
wartości z poziomu morza  ok. 380 mmHg,
" ciśnienie parcjalne tlenu  ok. 80 mmHg,
" zmniejszenie ciśnienia parcjalnego w pęcherzykach
płucnych,
" zmniejszenie gradientu stężeo.
Gdy gradient stężeo maleje, dyfuzja do erytrocytów jest
utrudniona.
Zmiany zachodzące w układzie
oddechowym
" Chemoreceptory zlokalizowane w łuku aorty i tętnicach szyjnych informują
ośrodek naczynioruchowy o spadku stężenia tlenu we krwi.
" Spadek stężenia tlenu we krwi wpływa pobudzająco na układ współczulny.
" Wzrasta wydzielanie acetylocholiny na synapsach nerwowych.
" Wzrost acetylocholiny prowadzi do pobudzenia rdzenia nadnerczy do
produkcji adrenaliny i noradrenaliny.
Adrenalina
noradrenalina
" Wzrost wentylacji minutowej płuc
" Rozszerzenie naczyń krwionośnych
" Wzrost pracy mm. Oddechowych
" Przyspieszenie akcji serca i wzrost częstości skurczów
" Wzrost wydalania dwultenku węgla
" Wzrost poj. Minutowej
" Wzrost zużycia tlenu
" Wzmożone ruchy oddechowe 9hiperwentylacja)
Układ endokrynny w warunkach
wysokogórskich
" Zwiększona aktywnośd układu podwzgórzowo  przysadkowo-
nadnerczowego powoduje zwiększenie stężenia
glikokortykosteroidów we krwi. Występuje to podczas długo
trwałych wysiłków, gdzie zapotrzebowanie na tlen rośnie
zwłaszcza w warunkach jego niedoborów w powietrzu
atmosferycznym. Glikokortykosteroidy zwiększają reaktywnośd
skurczową miocytów naczyo krwionośnych, potęgując działanie
adrenaliny i noradrealiny na naczynia krwionośne, wpływają
pobudzająco na kurczliwośd mięśnia sercowego.
" Glikokortykosteroidy zwiększają bowiem tempo
glukoneogenezy, prawdopodobnie przede wszystkim przez
zwiększenie dopływu aminokwasów do wątroby w wyniku
hamowania syntezy białek tkankowych. Dzięki mobilizacji
aminokwasów i kwasów tłuszczowych z zasobów tkankowych
zwiększa się ich zużycie do celów energetycznych.
Gruczoł tarczowy
" Wysiłek powoduje również pobudzenie funkcji wydzielniczej gruczołu tarczowego:
kalcytonina
Tyroksyna, trójjodotyronina
-wzmożenie glikolizy i glukoneogenezy,
-spadek poziomu wapnia w osoczu,
-zmniejszenie zawartości cholesterolu we
-hamowanie aktywności osteoklastów,
krwi,
-wzmożenie wydzielania wapnia w
-wzmożenie syntezy białka, w tym enzymów,
nerkach.
-wzrost zużycia glukozy przez tkanki,
-podniesienie podstawowej przemiany
materii.
Trzustka
" Zapotrzebowanie na glukozę
Hamowanie wydzielania insuliny
" Stres psychiczny i wysiłek fizyczny
Wzrost syntezy glukagonu
" Wzrost stężenia glukozy we krwi
Aktywacja lipazy trzustkowej
" Spadek syntezy białek (w mięśniach uwalniane
aminokwasy)
Wzrost stężenia somatotropiny Wykorzystanie rezerw z tk. tłuszczowej
Gospodarka kwasowo-zasadowa
Aklimatyzacja do dużych wysokości
Zmiany gospodarki kwasowo-zasadowej prowadzące do przystosowania
się do środowiska wysokogórskiego:
1. Napęd hipoksyczny z chemoreceptorów obwodowych pobudza
wentylację (hiperwentylacja).
2. W miarę wzrostu wentylacji spada PCO2 krwi tętniczej i płynu
mózgowo-rdzeniowego przy równoczesnym wzroście pH.
Przesunięcie odczynu płynu mózgowo-rdzeniowego w stronę
zasadową zmniejsza napęd wentylacyjny z chemoreceptorów
centralnych i to w części niweluje napęd hipoksyczny z
chemoreceptorów obwodowych.
3. pH płynu mózgowo-rdzeniowego powraca do wartości prawidłowej
dzięki aktywnemu transportowi dwuwęglanów.
Aklimatyzacja do dużych wysokości
4. W ciągu 2-3 dni poziom dwuwęglanów w płynie mózgowo-
rdzeniowym spada , co przywraca pH do wartości zbliżonych do
wyjściowych wartości na poziomie morza. W ten sposób zostaje
przywrócony prawidłowy stopieo napędu wentylacyjnego
odbywającego się centralnie. W tych warunkach zanika
przeciwwaga dla napędu hipoksycznego z chemoreceptorów
obwodowych i wzmaga to wentylację w pełnym zakresie.
5. Praca nerek wpływa na zmniejszenie pH osocza i pH płynu
mózgowo-rdzeniowego.
FUNKCJA NEREK
" Rola: wydala z ustroju niepotrzebne produkty
przemiany materii i substancje szkodliwe.
" Ponadto: w regulacji równowagi wodno-
elektrolitowej, kwasowo-zasadowej,
utrzymywaniu stałego ciśnienia osmotycznego
i pH środowiska wewnętrznego.
FUNKCJA NEREK
" Niezwykle istotna dla poprawnego funkcjonowania
organizmu w środowisku wysokogórskim jest funkcja
nerek.
" Polega na wytwarzaniu dwóch ważnych substancji :
RENINY, która pośredniczy w utrzymaniu ciśnienia
tętniczego i objętości krążącej krwi
ERYTROPOETYNY  czynnika stymulującego
wytwarzanie krwinek czerwonych
Wytwarzanie dodatkowych erytrocytów jest swoistą
odpowiedzią organizmu na deficyt tlenu we wdychanym
powietrzu.
FUNKCJA NEREK
" Dla organizmu funkcjonującego w środowisku
wysokogórskim pod znacznym obciążeniem,
utrzymanie równowagi kwasowo-zasadowej
ma podstawowe znaczenie.
" pH krwi=7,4.
FUNKCJA NEREK
" CO2 jest usuwany z ustroju przez płuca. Inne
kwasy(nielotne) zostają najpierw zobojętnione
przez zawarte w ustroju bufory, przede
wszystkim przez układ buforowy składający sie
z wodorowęglanów i kwasu węglowego.
HCl + NaHCO3ą�NaCl +H2CO3
H2CO3 ą�H2O + CO2
FUNKCJA NEREK
" Gdyby kwasy w tej postaci ulegały wydalaniu,
to bardzo szybko nastąpiłoby wyczerpanie
wszystkich buforów i doszłoby do zakwaszenia
płynów ustrojowych ą�brak możliwości
dalszego przebieg procesów życiowych.
" ZAPOBIEGAJ
TEMU NERKI
FUNKCJA NEREK
" MECHANIZM:
" Kanalik nerkowy ma zdolnośd usuwania
nadmiaru jonów wodorowychą�co jest
równoznaczne z usuwaniem kwasów.
" W komórkach tego kanalika powstaje w
wyniku procesów metabolicznych, podobnie
jak w całym ustroju, CO2.
FUNKCJA NEREK
" Komórki te zawierają specjalny enzym 
ANHYDRAZ
W
GLANOW
ą�przyspiesza ok.
300-krotnie reakcje CO2 z wodą ą�prawie cały
CO2 zamienia sie w kwas węglowy.
" H2O + CO2 = anhydraza węglanowa ą�H2CO3
" H2CO3ą�H+ + HCO3-
FUNKCJA NEREK
" KANALIK NERKOWY ą�H+
��Na+
" HCO3- + Na+ ą�NaHCO3
" NaHCO3 zostaje zwrócony do krwi.
" W ten sposób zostaje zaoszczędzony zapas
sodu ustrojowego i zapas wodorowęglanów
(zapas zasad).
FUNKCJA NEREK
" W środowisku wysokogórskim, dla zachowania
sprawnego funkcjonowania organizmu,
ingerencja w ten proces jest nieodzowna
ponieważ pobyt na dużych wysokościach
wywołuje alkalizacje krwi (alkaloza).
FUNKCJA NEREK
" W celu przywrócenia równowagi kwasowo-
zasadowej często niezbędne jest podawanie
inhibitora anhydrazy węglanowej
(deksametazonu) ą�w celu spowolnienia
usuwania jonów wodorowych.
" Podanie tego leku ogranicza ponadto
dysfunkcje oddychania, wywołane
hiperwentylacją.
Zmiany deterioracyjne
Zmiany deterioracyjne
1) choroby związane z niedociśnieniem i niedotlenieniem:
" ostra choroba wysokogórska,
" obrzęk płuc,
" obrzęk mózgu,
" obrzęk obwodowy,
" krwawienia do siatkówki,
" zmiany zakrzepowo-zatorowe,
" podostra choroba wysokogórska,
" supresja układu odpornościowego i wolne gojenie się ran,
2) choroby związane z działaniem niskiej temperatury:
" hipotermia,
" odmrożenie,
" odmroziny,
" stopa okopowa,
" odwodnienie,
" zapalenie gardła i oskrzeli,
3) choroby związane z działaniem promieniowania słonecznego:
" oparzenie słoneczne,
"  śnieżna ślepota ,
4) nasilenie problemów zdrowotnych przebiegających do tej pory bezobjawowo: nadciśnienie tętnicze,
choroba niedokrwienna serca, cukrzyca.
Ich nasilenie zależy od: wys. n.p.m., czasu ekspozycji i szybkości pokonywania różnic wysokości; również od
natężenia wysiłku, kondycji psychofizycznej, wieku i współistniejących problemów zdrowotnych.
Ostra choroba wysokogórska
" u osób niezaaklimatyzowanych, które pokonały
duże wysokości w krótkim czasie (>1800m/<24h),
" objawy po 3-24h, ustąpienie po 3-7 dniach,
" może byd poprzedzona wysokościowym
obrzękiem mózgu lub wysokościowym obrzękiem
płuc,
" objawy: ból głowy, nudności i wymioty, brak
apetytu, skąpomocz, ogólne osłabienie, ospałośd,
zaburzenia koordynacji ruchowej, zawroty głowy,
zaburzenia snu i nawracające okresy bezdechu.
Obrzęk płuc
" u osób niezaaklimatyzowanych, wspinających się
szybko na wysokośd o różnicy wzniesieo >2400m,
" objawy w ciągu pierwszych 2-4 dni,
" wyst. niedotlenienie spowodowane nadciśnieniem
płucnym, zwiększenie przepuszczalności naczyo
włosowatych w płucach, prowadzące do obrzęku,
" objawy wczesne: suchy kaszel, rzężenia, dusznośd
wysiłkowa, zmęczenie, osłabienie, przyspieszenie akcji
serca, oddechu, sinica płytek paznokciowych i warg,
" objawy póz
ne: mokry kaszel z pienistą różową
wydzieliną, liczne rzężenia, charczenia, stan
podgorączkowy, halucynacje, śpiączka.
Obrzęk mózgu
" większośd przypadków po pokonaniu różnicy wzniesieo
>3600m,
" objawy w ciągu 1-13 dni (średnio 5),
" spowodowane niedotlenieniem zwiększenie
przepuszczalności naczyo mózgowych i powstawanie
obrzęku,
" wielu chorych ma równocześnie obrzęk płuc,
" objawy wczesne: silny ból głowy, nudności, wymioty,
wybitne osłabienie, sinica, zaburzenia orientacji, sennośd,
" objawy póz
ne: zaburzenia widzenia, czucia, niedowład
połowiczy, drgawki kloniczne, odruchy patologiczne,
zaburzenia czynności jelit i pęcherza moczowego,
halucynacje, śpiączka.
Podostra choroba wysokogórska
" u osób przebywających dłuższy czas (tygodnie,
miesiące) na wys. >3600m n.p.m.,
" odzwierciedlenie nieprawidłowej
aklimatyzacji,
" objawy: zaburzenia snu, brak apetytu,
zmęczenie, utrata masy ciała, sennośd w ciągu
dnia.
Stopa okopowa
" obrażenia ciała spowodowane
długim działaniem niskiej
temp. (0-10oC) w połączeniu z
wilgotnym lub mokrym
środowiskiem (ekspozycja
>12h),
" objawy: skóra wilgotna,
zmacerowana, zaburzenia
czucia, drętwienie, ból, zmiana
zabarwienia skóry (czerwony
>>> siny), pęcherze, w ciężkich
przypadkach zmiany
martwicze.
 Śnieżna ślepota
" spowodowana
pochłanianiem promieni UV
przez powierzchowne
struktury narządu wzroku
(powieki, spojówkę,
rogówkę),
" objawy: ból gałek ocznych,
zapalenie rogówki i
spojówek (uczucie piasku w
oczach, zaczerwienienie,
łzawienie), okresowa utrata
wzroku, może dojśd do
owrzodzenia rogówki.
Zmiany adaptacyjne
Adaptacja populacji terenów wysokogórskich
Ewolucyjne przystosowania do deficytu tlenu u populacji
zamieszkującej na stałe środowisko wysokogórskie:
- duża klatka piersiowa, w dolnej części beczułkowato
poszerzona,
- zwiększenie obwodu klatki piersiowej, jej objętości,
wymiaru przednio-tylnego i wysokości,
- wzrost powierzchni oddechowej płuc i ich pojemności,
- poszerzone kapilary płucne; ich sied jest znacznie gęstsza,
- większa powierzchnia kontaktu krwi z powietrzem
utworzona przez kapilary,
- wzrost wydolności dyfuzyjnej płuc .