بررسی نقش ژنتیک درترشح اریتروپوئتین در ارتفاعات:

در انسانها در حالیکه میزان هیپوکسی برای کلیه ها یکسان است اما میزان ترشح اریتروپوئتین در پاسخ به ارتفاعات بالا متفاوت می باشد.عده ای از محققان اینچنین فرض کردند که این تفاوت در بین اشخاص شاید به دلیل تفاوت در ژنتیک باشد.

مسیر حساس به اکسیژن یک سری از ژنهایی که در ارتباط با هیپوکسی هستند را تنظیم می کند.

 این ژنها پروسه های زیر را کنترل می کنند:

Erithropoiesis ; Angiogenesis; Energy Metabolism; Apoptosis and Carcinogenesis

کاهش اکسیژن در کلیه ها عاملی برای ترشح اریترو پوئتین می باشد. پاسخ به هیپوکسی به وسیله یک مکانیم تنظیمی "حساس به هیپوکسی" تعدیل می شود.

تقابل اثر بین اریترو پوئتین وگیرنده آن باعث " همودیمریزاسیون" و فعال شدن یک مسیر انتقالی واحد می شود که این پدیده باعث ایجاد موارد زیر می شود:

- تحریک فعالیت "میتوتیک"

- مهار اشتها

- تمایز سلولهای اختصاصی که باعث تولید اریتروسیت بیشتر می شود.

نتایج مطالعه ارتباطی را بین مارکرهای مرتبط به اریتروپوئتین یا هشت ژن دخیل در تنظیم اریتروپوئتین و پاسخهای متفاوت اریترو پوئتین نسبت به هیپوکسی نشان نداد.

 

 

 

آیا تمرینات در ارتفاعات حفظ می شود؟

قرار گرفتن در ارتفاع 2300 متری و بیش از آن، انجام تمرینات با همان شدت را در سطح دریا تقریبا غیر ممکن می سازد. به عنوان مثال در ارتفاع 4000 متری دونده ها قادر به انجام تمرین به مقدار40% حداکثر اکسیژن مصرفی  سطح دریا می باشند در حالیکه در سطح دریا قادر به انجام تمرینات به میزان 80% حداکثر اکسیژن مصرفی می باشند. این کاهش در شدت تمرین مرتبط با ارتفاع باعث می شود که ورزشکاران قادر به رقابت در سطح دریا نباشند ودچار مشکل بشوند.

 

بررسی تاثیر عادت کردن به ارتفاع بر روی تمرین و عملکرد:

با افزایش ارتفاع از میزان فشار اکسیژن کاسته شده و به تبع آن اکسیژن شریانی کاهش می یابد.

سه استراتژی اصلی برای عادت کردن به ارتفاع ارائه شده است.

1- افزایش برگرداندن ظرفیت هوازی بر اساس تولید " آدنوزین تری فسفات"  و افزایش میزان اکسیژن خون.

2- افزایش میزان انرژی با افزایش میزان حداکثر اکسیژن مصرفی بر اساس شیفت متابولیسم کربوهیدرات.

3- افزایش در کارآئی مکانیکال به دنبال افزایش حداکثر اکسیژن مصرفی.

 

افزایش در میزان هموگلوبین همراه با افزایش غلظت اکسیژن باعث برگشت میزان اکسیژن شریانی می شود.

طی انجام تمرینات ساب ماگزیمال در ارتفاعات تغییری در میزان حداکثر اکسیژن مصرفی نسبت به سطح دریا ایجاد نمی شود. به دنبال خو گرفتن به ارتفاع برون ده قلبی وحجم ضربه ای قلب کاهش می یابد. به علاوه، فشار سیستمیک شریانی و مقاومت عروقی اندام تحتانی شاید به دلیل افزایش فعالیت سیستم سمپاتیک افزایش می یابد.

همچنین عادت کردن به ارتفاع باعث افزایش گلوکز خون در طی تمرین و کاهش چربی می شود.

در سطح عضله، ترکیب نوع فیبر عضله، محل فیبر وتعداد عروق در فیبر طی عادت به ارتفاع تغییر نمی یابد.

به طور مشابه، به استثنائ افزایش در " هموکیناز" و کاهش در" فسفوفروکتوکیناز" تغییراتی در پتانسیل متابولیکی دیده نمی شود. به طور جالب میزان پاک شدن لاکتات افزایش می یابد.

 

کاهش در برون ده قلبی به دنبال عادت به ارتفاع دیده می شود. که این امر باعث کاهش کار قلب شده که به تبع آن افزایش ویسکوزیته خون را به دنبال افزایش در حجم سلولهای قرمز و کاهش حجم پلاسما می شود.

عادت به ارتفاع باعث بهبود انرژی عضله در حال فعالیت و کاهش تجمع مواد متابولیکی مانند لاکتات می شود.

همچنین کاهش در میزان اکسیژن مصرفی حداکثر در طی تمرین بیانگر افزایش در کارآئی مکانیکال می باشد.

افزایش در کارآئی مکانیکال به  تنهائی توسط افزایش در کربوهیدرات توجیه نمی شود بلکه این حالت به بهبود در کارآئی پروسه های " تحریک- انقباض" در طی پروسه انقباض مربوط می شود.

به طور جالب هر دو آنزیم زیر که در هیدرولیز " آدنوزین تری فسفات" نقش دارند کاهش می یابند.

 

1.Na+K+_ ATPase

2.SR  Ca2_ ATPase

 

کاهش در آنزیم اول باعث اختلال در تحریک پذیری غشائ یا ایجاد خستگی زودرس در طی تمرینات طولانی مدت می شود. به علاوه این آنزیم در تنظیم اسمولالیته وحجم سلول که هر دو در متابولیسم پروتئین مهم هستند، دخالت می کند. در حقیقت اختلال در مایع و الکترولیت که در ارتفاعات دیده می شود به دلیل مهار در این آنزیم می  باشد.

آنالیز بافت گرفته شده از عضله واستوس لترالیس یک فرد متعلق به کوههای آلپ در قبل وبعد از صعود به کوه اورست یک کاهش درمنطقه فیبر و کاهش در حجم میتوکندری را نشان داد.اگرچه نسبت عروق عضله به منطقه فیبر افزایش پیدا کرده بود، اما این افزایش در اثر ایجاد عروق نبود بلکه در اثر کاهش منطقه فیبر بود.

آنالیز بیوشیمیائی نشان داد که در حالیکه پتانسیل برای انتقال فسفات و انرژی و انجام گلیکولیز حفظ می شود، امادرحدود 25 % کاهش در آنزیمهای میتوکندری دخیل در فسفریلاسیون اکسیداتیو، بتا اکسیداسیون و اکسیداسیون کتون بدن دیده می شود.

افراد بومی در ارتفاعات یک کارآئی مکانیکال خوبی را در طی کار نشان می دهند.این افزایش در کارآئی به دلیل افزایش در کربوهیدرات و کاهش انرژی مورد نیاز جهت پروسه های تحریک- انقباض می باشد.

یک مطالعه نشان  داد که تمرین در ارتفاع 2700 متری باعث افزایش در میتوکندری عضله وخونرسانی آن می شود که بستگی به نوع عضله و ظرفیت بافری آن دارد.

همچنین یک مطالعه دیگر نشان داد که تمرین در ارتفاعات بالا(3600 متر) باعث ایجاد تطابقهای سلولی می شود. در این مطالعه انجام تمرینات تحملی باعث افزایش نسبت عروق عضله به فیبر، تراکم مویرگی و تراکم میتوکندری شده بود که این تغییرات همراه با افزایش میزان اکسیژن مصرفی حداکثر بود.

 

 

نویسنده: فیزیوتراپیست احسان قاسمی دانشجوی دکترای تخصصی فیزیوتراپی دانشگاه علوم پزشکی شهید بهشتی تهران