ऊंचाई पर अनुकूलन और हाइपोक्सिया

अधिक ऊंचाई पर बैरोमेट्रिक दबाव कम हो जाता है, इसलिए श्वास में ली गई हवा में ऑक्सीजन का आंशिक दबाव कम हो जाता है, भले ही उसकी आंशिक सांद्रता अपरिवर्तित रहे। यह हाइपोबैरिक हाइपोक्सिया धमनी ऑक्सीजन सामग्री को कम करता है और ऑक्सीजन वितरण पर निर्भर हर प्रणाली को चुनौती देता है। अनुकूलन समय-निर्भर शारीरिक समायोजनों का एक समूह है जो निरंतर संपर्क के दौरान ऑक्सीजन वितरण और व्यायाम सहनशीलता को आंशिक रूप से बहाल करता है।

Definition

ऊंचाई पर अनुकूलन उच्च ऊंचाई के हाइपोबैरिक हाइपोक्सिया के लिए प्रगतिशील शारीरिक समायोजन है - जिसमें बढ़ी हुई वेंटिलेशन, हृदय संबंधी कार्य में परिवर्तन, और एरिथ्रोपोएटिक और ऊतक अनुकूलन शामिल हैं - जो घंटों से हफ्तों तक कम ऑक्सीजन उपलब्धता के लिए आंशिक रूप से क्षतिपूर्ति करता है।

Scope

यह प्रविष्टि हाइपोबैरिक हाइपोक्सिया के शारीरिक परिणामों, अनुकूलन के समय-क्रम (वेंटिलेटरी, हृदय संबंधी और हेमाटोलॉजिकल), ऊंचाई पर एरोबिक व्यायाम क्षमता की सीमा, और तीव्र उच्च-ऊंचाई बीमारी के स्पेक्ट्रम को अनुकूलन में विफलता के रूप में कवर करती है। यह ऊंचाई को व्यायाम शरीर विज्ञान के भीतर एक पर्यावरणीय तनाव कारक के रूप में मानता है और नैदानिक प्रबंधन निर्देश नहीं देता है।

Core questions

• हाइपोबैरिक हाइपोक्सिया ऑक्सीजन की उपलब्धता को कैसे कम करता है और एरोबिक व्यायाम को कैसे सीमित करता है?
• वेंटिलेटरी, हृदय संबंधी और हेमाटोलॉजिकल अनुकूलन का समय-क्रम क्या है?
• अनुकूलन के बाद भी बढ़ती ऊंचाई के साथ अधिकतम ऑक्सीजन ग्रहण क्यों गिरता है?
• सफल अनुकूलन को तीव्र उच्च-ऊंचाई बीमारी से क्या अलग करता है?

Key concepts

• हाइपोबैरिक हाइपोक्सिया
• हाइपोक्सिक वेंटिलेटरी प्रतिक्रिया
• श्वसन क्षारीयता और गुर्दे की क्षतिपूर्ति
• एरिथ्रोपोएसिस और बढ़ा हुआ हीमोग्लोबिन
• अधिकतम ऑक्सीजन ग्रहण में गिरावट (V̇O2max)
• तीव्र पर्वतीय बीमारी, HACE, HAPE
• लिविंग हाई-ट्रेनिंग लो

Mechanisms

कम श्वास में ली गई ऑक्सीजन का आंशिक दबाव एल्वियोलर और धमनी ऑक्सीजन को कम करता है, जिसे कैरोटिड निकायों द्वारा महसूस किया जाता है और हाइपोक्सिक वेंटिलेटरी प्रतिक्रिया को प्रेरित करता है; हाइपरवेंटिलेशन श्वसन क्षारीयता की कीमत पर एल्वियोलर ऑक्सीजन को बढ़ाता है जिसे गुर्दा दिनों में क्षतिपूर्ति करता है (बार्ट्सच और साल्टिन, 2008)। ऑक्सीजन वितरण की रक्षा के लिए हृदय उत्पादन और हृदय गति तेजी से बढ़ती है, और दिनों से हफ्तों तक हाइपोक्सिया-प्रेरित सिग्नलिंग एरिथ्रोपोइटिन और लाल-कोशिका द्रव्यमान को उत्तेजित करता है, जिससे धमनी ऑक्सीजन सामग्री बढ़ती है। इन समायोजनों के बावजूद, अधिकतम ऑक्सीजन ग्रहण ऊंचाई के साथ उत्तरोत्तर घटता जाता है क्योंकि कम ऑक्सीजन दबाव ढाल मांसपेशियों तक प्रसार और संवहन वितरण को सीमित करता है (बार्ट्सच और साल्टिन, 2008; वेस्ट एट अल।, 2013)। जब अनुकूलन चढ़ाई के साथ तालमेल बिठाने में विफल रहता है, तो द्रव परिवर्तन और बढ़े हुए दबाव तीव्र उच्च-ऊंचाई बीमारी के सिंड्रोम में योगदान करते हैं (बार्ट्सच और स्वेनसन, 2013)।

Clinical relevance

ऊंचाई का शरीर विज्ञान तीव्र पर्वतीय बीमारी, उच्च-ऊंचाई सेरेब्रल एडिमा और उच्च-ऊंचाई फुफ्फुसीय एडिमा की पहचान को रेखांकित करता है, और यह बताता है कि ऊंचाई पर व्यायाम परीक्षण और प्रदर्शन की व्याख्या कैसे की जाती है। यह प्रविष्टि तंत्र और साक्ष्य कैसे उत्पन्न होता है, इसकी व्याख्या करती है; उच्च-ऊंचाई बीमारी की पहचान और प्रबंधन वर्तमान दिशानिर्देशों द्वारा शासित नैदानिक मामले हैं और इसके दायरे से बाहर हैं।

Epidemiology

तीव्र पर्वतीय बीमारी उन यात्रियों में आम है जो लगभग 2500 मीटर से ऊपर तेजी से चढ़ते हैं, जिनकी घटना ऊंचाई और चढ़ाई की दर के साथ बढ़ती है; गंभीर रूप (सेरेब्रल और फुफ्फुसीय एडिमा) कम आम हैं लेकिन संभावित रूप से घातक हैं (बार्ट्सच और स्वेनसन, 2013)।

Evidence & guidelines

यांत्रिक और नैदानिक समझ को शारीरिक और नैदानिक समीक्षाओं (बार्ट्सच और साल्टिन, 2008; बार्ट्सच और स्वेनसन, 2013) और संदर्भ ग्रंथों (वेस्ट एट अल।, 2013) में संक्षेपित किया गया है। प्रदर्शन के लिए आंतरायिक हाइपोक्सिक एक्सपोजर के अनुप्रयोग का "लिविंग हाई-ट्रेनिंग लो" प्रतिमान (लेविन और स्ट्रे-गुंडरसन, 1997) में परीक्षण किया गया था। विशिष्ट नैदानिक मार्गदर्शन वर्तमान उच्च-ऊंचाई चिकित्सा दिशानिर्देशों द्वारा निर्धारित किया गया है, जिसे यहां पुनरुत्पादित नहीं किया गया है।

History

ऊंचाई शरीर विज्ञान का व्यवस्थित अध्ययन बीसवीं सदी के पर्वतारोहण और उच्च-ऊंचाई अभियानों के साथ और नकली ऊंचाई के चैंबर अध्ययनों के साथ तेज हुआ, जिसने अनुकूलन की वेंटिलेटरी और हेमाटोलॉजिकल विशेषताओं और अधिकतम ऑक्सीजन ग्रहण में प्रगतिशील गिरावट को स्थापित किया। बाद के काम ने एथलेटिक तैयारी के लिए नियंत्रित हाइपोक्सिक एक्सपोजर को लागू किया, जिसका उदाहरण लिविंग-हाई ट्रेनिंग-लो दृष्टिकोण (लेविन और स्ट्रे-गुंडरसन, 1997) है।

Debates

समुद्र-स्तर के प्रदर्शन को बढ़ाने के लिए ऊंचाई या हाइपोक्सिया का सबसे अच्छा उपयोग कैसे करें

क्या और कैसे आंतरायिक हाइपोक्सिक एक्सपोजर बाद के समुद्र-स्तर के प्रदर्शन में सुधार करता है, और एरिथ्रोपोएटिक बनाम गैर-हेमाटोलॉजिकल अनुकूलन का सापेक्ष योगदान, अभी भी बहस का विषय है; लिविंग-हाई ट्रेनिंग-लो डिज़ाइन अनुकूलन उत्तेजना को प्रशिक्षण उत्तेजना से अलग करने का एक प्रभावशाली प्रयास था।

Key figures

• John B. West
• Peter Bärtsch
• Bengt Saltin
• Benjamin D. Levine

Seminal works

• bartsch-saltin-2008
• bartsch-swenson-2013
• levine-straygundersen-1997

Frequently asked questions

यदि हवा में अभी भी 21% ऑक्सीजन है तो ऊंचाई पर ऑक्सीजन कम क्यों होती है?

ऑक्सीजन की आंशिक सांद्रता अपरिवर्तित रहती है, लेकिन ऊंचाई के साथ बैरोमेट्रिक दबाव कम हो जाता है, इसलिए ऑक्सीजन का आंशिक दबाव - जो रक्त में ऑक्सीजन को धकेलता है - कम होता है। यह हाइपोबैरिक हाइपोक्सिया, ऑक्सीजन प्रतिशत में बदलाव नहीं, मुख्य तनाव कारक है।

क्या अनुकूलन ऊंचाई पर व्यायाम क्षमता को पूरी तरह से बहाल करता है?

नहीं। अनुकूलन कम ऑक्सीजन उपलब्धता के लिए आंशिक रूप से क्षतिपूर्ति करता है, लेकिन अधिकतम ऑक्सीजन ग्रहण बढ़ती ऊंचाई के साथ उत्तरोत्तर घटता जाता है क्योंकि मांसपेशियों तक वितरण को प्रेरित करने वाला ऑक्सीजन दबाव ढाल कम हो जाता है।