Niedotlenienie i jego wpływ na organizm człowieka.

Niedotlenienie to stan, w którym dany narząd nie otrzymuje ilości tlenu adekwatnej do zapotrzebowania w danej chwili.

Stan taki może wiązać się z nieprawidłowościami dotyczącymi naczyń doprowadzających krew do danego obszaru/narządu (mówimy wtedy o niedokrwieniu, częścią tego zjawiska jest właśnie niedotlenienie), może również wynikać z niezadowalającą ilością tlenu dostarczanego przez krew. Może to być związane z niskim poziomem hemoglobiny, substancji odpowiedzialnej za transport tlenu. Mówimy wtedy o niedokrwistości (anemii) - graniczny poziom hemoglobiny wynosi 11-12 g%. Poniżej 6 g% pojawiają się objawy neurologiczne wynikające z niedotlenienia mózgu.

Istnieje możliwość niedoborów tlenu we krwi, mimo wysokiego poziomu hemoglobiny i czerwonych krwinek. Dzieje się tak w chorobach płuc (POChP, pylice itd), w których w znacznym stopniu upośledzona jest wymiana gazowa zachodząca w pęcherzykach płucnych.

Odrębną sytuacją jest niedotlenienie narządu lub tkanki, którego zapotrzebowanie na tlen związane z wykonywaną pracą, chwilowo przerasta możliwości zdrowego organizmu. Przykładem jest wysiłek fizyczny i praca mięśni poprzecznie prążkowanych. W sytuacji niedotlenia mięśnie mogą przestawić swój metabolizm z tlenowego na beztlenowy

Wyróżniamy:

1) niedotlenienie anoksyczne - wywołane niedostatecznym utlenowaniem hemoglobiny w płucach z powodu np. hipowentylacji (oddychanie), za niskiej zawartości tlenu w mieszaninie gazów wdechowych, nadmiaru podtlenku azotu podczas znieczulenia ogólnego.

2) niedotlenienie anemiczne - wywołane przez zmniejszenie zdolności krwi do przenoszenia tlenu z powodu niedostatecznej ilości hemoglobiny we krwi (niedokrwistość) lub utraty przez hemoglobinę zdolności do przenoszenia tlenu ( methemoglobinemia , sulfhemoglobinemia, karboksyhemoglobinemia).

3) niedotlenienie zastoinowe - wywołane zmniejszeniem szybkości przepływu krwi w naczyniach, co ogranicza podaż tlenu w tkankach. Występuje w niewydolności krążenia, wstrząsie, utrudnionym odpływie żylnym (obniżenie ciśnienia tętniczego krwi, rozszerzenie lub obkurczenie naczyń, ucisk naczyń).

4) niedotlenienie histotoksyczne - wywołane upośledzeniem zdolności tkanek do pobierania tlenu z krwi z powodu unieczynnienia enzymów oddechowych, np.: w zatruciu cyjankami, tlenkiem węgla.

5) niedotlenienie wywołane hipowentylacją pęcherzykową (płuca). Niedotlenienie tkanek doprowadza do kwasicy metabolicznej, która początkowo jest wyrównywana zasadowicą gazową (oddechową) w wyniku hiperwentylacji.

6) wysokościowa - niedotlenienie tkanek podczas pobytu na znacznych wysokościach nad poziomem morza, gdzie obniżone jest ciśnienie atmosferyczne, a co za tym idzie obniżenie ciśnienia parcjalnego tlenu w jednostce objętości, jest znacznie niższa.

Niedotlenienie podnosi poziom endogennych katecholamin (adrenalina, noradrenalina) wywołujących przyspieszenie tętna i podwyższenie ciśnienia tętniczego krwi. Postępujące niedotlenienie zagraża śmiercią.

Deficyt tlenowy - to niedobór tlenu w stosunku do zapotrzebowania na tlen w początkowej fazie wysiłku. Wówczas kwas pirogronowy nie podlega dalszym procesom utleniania, lecz przekształca się w mniej szkodliwy dla organizmu kwas mlekowy. Im wyższe HR tym dłuższa faza deficytu tlenowego. Deficyt stanowi zadłużenie tlenowe które zostaje spłacone po wysiłku lub jeszcze w trakcie jego trwania. Zależne jest to od czasu wysiłku oraz jego intensywności. Organizm podlegający wysiłkowi fizycznemu rozpoczyna natychmiastowe spalanie zapasów tlenu zgromadzonych w oksymioglobinie, oksyhemoglobinie osoczu oraz beztlenowe zapasy energii w formie ATP, fosfokreatynie i glikogenu w mięśniach. Na dostarczenie niezbędnej ilości tlenu poprzez płuca i krwioobieg potrzeba czasu. Brak odpoczynku może spowodować oz organizm nie będzie w stanie nadążyć z dostarczaniem tlenu.

Powstawanie kwasu mlekowego w mięśniach jest związane z procesem spalania glukozy, który to proces jest głównym dostarczycielem energii zużywanej na ruch. W przypadku gdy do mięśni dostarczona jest wystarczająca ilość tlenu spalanie glukozy przebiega w sposób kompletny. W procesie kompletnego spalania glukozy jak jeden z produktów przejściowych powstaje kwas mlekowy, ale jest on natychmiast przekształcany do kwasu cytrynowego, który jest dalej spalany do CO2 i wody w procesie zwanym cyklem kwasu cytrynowego. Gdy natomiast występuje deficyt tlenu, nie może on być przekształcony do kwasu cytrynowego i zaczyna się odkładać w tkance mięśniowej. Kwas ten jednak jest dość szybko doprowadzony z mięsni przez układ krwionośny , a następnie ponownie przetwarzany w wątrobie do glukozy w procesie zwanym glukomeogenezą. Cały ten cykl nazywa się cyklem Corrida

Uszkodzenia włókien mięśniowych
Wysiłek fizyczny o znacznej intensywności może przyczyniać
się do uszkodzeń włókien mięśniowych. Stopień uszkodzenia włókien,
aczkolwiek zmniejszający się wraz z procesem adaptacji mięśni do wysiłku,
zależy od rodzaju wykonywanych skurczów mięśniowych.
Skurcze izometryczne (w których nie dochodzi do skracania mięśnia mimo
wzrostu napięcia) i ekscentryczne (w których kurczący się mięsień jest rozciągany
z siłą większą od tej, jaką generuje) bardziej indukują uszkodzenia mięśni
niż skurcze koncentryczne. Zjawisko to powodowane jest głównie poprzez
wywoływaną wysiłkiem niedotlenienie i następującą po niej reperfuzję
(przekrwienie). W warunkach zarówno niedotlenienia, jak i reperfuzji ( czyli przywrócenie krążenia krwi w uprzednio zamkniętym naczyniu krwionośnym oraz w tkance lub narządzie zaopatrywanym w krew przez to naczynie.)
dochodzi do generacji reaktywnych form tlenu, głównie nadtlenku wodoru
i rodnika hydroksylowego, które powodują peroksydację lipidów błonowych, co
prowadzi do zmiany przepuszczalności błony komórkowej. Skutkiem tych
uszkodzeń jest pojawienie się zwiększonej aktywności enzymów wewnątrzkomórkowych
w osoczu krwi (np. wzrost aktywności kinazy kreatynowej
i izoenzymu mięśniowego dehydrogenazy mleczanowej (LDH-4)). Zarówno
podczas jednorazowego wysiłku fizycznego z przewagą skurczów ekscentrycznych
lub izometrycznych, jak i podczas treningu obejmującego wymienione
wyżej skurcze obserwuje się znacznie wyższe aktywności enzymów śródkomórkowych
w osoczu krwi aniżeli podczas pracy z przewagą skurczów koncentrycznych:
dlatego też wzrost aktywności, np. kinazy kreatynowej i izoenzymu
dehydrogenazy mleczanowej w osoczu krwi, należy uznać za wskaźnik uszkodzenia.

Hipoksja - niedobór tlenu w tkankach powstający w wyniku zmniejszonej dyfuzji tlenu z płuc (hipoksja hipoksemiczna) lub zaburzenia transportu tlenu przez krew do tkanek (hipoksja ischemiczna).

Podczas wzrostu komórek w tkankach hipoksja jest jednym z czynników indukujących angiogenezę.

Objawy niedotlenienia pojawiają się powyżej wysokości 1500m

• Duszność ,ziewanie

• Sinica

• Przyśpieszenie lub zwolnienie częstości uderzeń serca

• Przyśpieszenie i pogłębienie oddechów

• Bladość

• Zmiany nastroju

• Brak krytycyzmu

• Utrata przytomności

• Wydłużenie czasu reakcji

• Senność

• Euforia

• Osłabienie ostrości wzroku

• Szum w uszach

• Zawroty głowy

• Zaburzenia koordynacji mięśniowej

Podział niedotlenienia wysokościowego:

• Umiarkowane od 2400 do 4200 m n.p.m.

• Duże od 4200-5500 m n.p.m.

• Bardzo duże powyżej 5500m n.p.m

Ostra Hipoksja Wysokościowa- jest to ciężki stan spowodowany gwałtownym obniżeniem ciśnienia parcjalnego tlenu w powietrzu pęcherzykowym spowodowanym gwałtowną dekompresją lub szybkim przeniesieniem człowieka na znaczną wysokość tj. powyżej 1500m

1500m - strefa graniczna, która powoduje już zaburzenia homeostazy w organizmie i uruchomienie mechanizmów kompensacyjnych

4500m-strefa wyczerpania mechanizmów kompensacyjnych i pojawienie sę groźnych objawów
powyżej 6000m- pojawienie się silnych zaburzeń na skutek odruchowej hiperwentylacji

Hiperwentylacja - Jest to odruchowe pogłębienie wdechu i przyśpieszenie częstości oddechów spowodowana obniżeniem się ciśnienia parcjalnego we wdychanym powietrzu.

Czas rezerwowy Jest to czas narażenia człowieka na ostry niedobór tlenu od zadziałania czynnika do chwili utraty przytomności

WYSO-KOŚĆ

(m)‏

WYSY-CENIE Hb O2 (%)‏

SKUTKI FIZJOLOGICZNE

2450

93

Zaburzenia w dostarczaniu tlenu do tkanek u osób z chorobami układu krążenia

3050

89

Upośledzenie złożonych czynności psychicznych, pogorszenie widzenia nocnego

3650

87

Dołączają się zaburzenia zapamiętywania

4250

83

Osłabienie procesów intelektualnych i emocjonalnych

4550

80

Pobudzenie, brak krytycyzmu,zaburzona ocena sytuacji

6100

65

Otępienie , stupor, senność

7600

60

Zatory azotowe, bóle w okolicach dużych stawów

---