Het menselijk lichaam op hoogte

Tineke Renkema, longarts

Stressfactoren op hoogte:

• Kou

• Hypoxie

Relatie hoogte en PO2

West JB, 1990

Partiële drukken in inademingslucht(in mm Hg)

0

100

200

300

400

500

600

700

800

0 m 5000 m 8848 m

PiN2 (mm Hg)

PiO2 (mm Hg)

PiH2O (mm Hg)

O2 transport van long naar cel

McArdle, 2007

Diffusie

Afhankelijk van:

• Oppervlakte diffunderend membraan

• Dikte diffunderend membraan

• Drukverschillen over membraan

PO2 van bloed in longcapillairen

zeeniveau hoogte

Ward MP, Milledge JS, West JB, 2000

Hoogte en saturatieBerekend vs gemeten

0

20

40

60

80

100

120

0 m 1300m

3875m

4310m

5175m

6416m

SAT berekend (%)

SAT gemeten (%)

Adaptatie:

Handhaven O2-afgifte aan cel

Aanpassingsmechanismen

• Hypoxische ventilatoire respons (HVR)• Verschuiving O2 – dissociatiecurve• Hypoxische pulmonale vasoconstrictie (HPV)• Toename hartfrequentie• Toename cerebrale circulatie• Hypoxia inducible factor (HIF)• Toename EPO en later van Hb• Spieraanpassingen: toename myoglobine en

mitochondrieën

Hypoxische ventilatoire respons

• Hypoxische stimulatie van perifere chemoreceptoren

• Bij arteriële PO2 < 60 mm Hg

• Toename van ventilatie = hyperventilatie

Alveolaire gasvergelijking:PAO2 = PIO2 – (VCO2/VA) . K

Samenstelling alveolair gas(zonder N2)

0

50

100

150

200

250

0 m 5000m

8848m

dru

k (m

m H

g)

PCO2

PO2

PH20

0

50

100

150

200

250

0 m 5000m

8848m

dru

k (m

m H

g)

PCO2

PO2

PH2O

Hypocapnie:

• verhoogde pH in het arteriële bloed (respiratoire alkalose) →

• renale compensatie: verhoogde uitscheiding van bicarbonaat →

• verhoogde urineproductie (vochtverlies) →

• afname plasmavolume

Zuurstof-dissociatiecurve

West JB, 1990

Pulmonale vaatbed op hoogte

Hypoxische pulmonale vasoconstrictie (HPV):

• Bij alveolaire PO2 < 70 mm Hg (9.3 kPa)

• Constrictie van pulmonale arteriolen=> pulmonale hypertensie!

• Verbetering van ventilatie-perfusieverhoudingen (?)

• NB: zelfde mechanisme op zeeniveau (bv COPD)!

Hart en hoogte:

• Acute hypoxie:• hartfrequentie ↑• cardiac output ↑

• Acclimatisatie:• cardiac output normaliseert• HF blijft verhoogd (dus slagvolume neemt af)• verhouding cardiac output vs O2 opname zelfde

als op zeeniveau

Hartslag bij inspanning op hoogte

Reeves JT et al, 1987

Cardiac output vs VO2 op hoogte

Dichte cirkels: 760 mm HgOpen cirkels: 347 mm HgOpen driehoeken: 282 mm HgDichte driehoeken: 240 mm Hg

Reeves JT et al, 1987

Lactaatproductie vs hoogte

Hypoxia inducible factor (HIF)

• Snelle toename (minuten) tijdens hypoxie door afgenomen afbraak

• Induceert gen-transcriptie• Hierdoor toename van oa:

- glycolytische enzymen (voor anaerobe stofwisseling)- VEGF (angiogenese),- i-NOS (NO-productie en vasodilatatie)- EPO (erythropoiese)- transferrine (Fe-transport)

Hoogte en erythropoiese

Milledge JS, CotesPM, 1985

C: sea levelK: 1200 mL: 3500 mBC: 4500 m

Adaptatie:

Acclimatisatie

Arteriële bloedgassen op deMt Everest (8400m)

8400m:• pH: 7.53• PaO2: 24.6 mm Hg• PaCO2: 13.3 mm Hg• Bic: 10.8 mmol/L• BE: -6.9• Sat: 54%• Lactaat:2.2 mmol/L

Zeeniveau:• pH: 7.35-7.45• PaO2: 75-100 mm Hg• PaCO2: 35-48 mmHg• Bic: 22-29 mmol/L• BE: -3 - +3• Sat 95-98%• Lactaat: 0.6 – 2.0

mmol/L

Grocott MPW et al, NEJM, 2009

Maladaptatie:

Hoogteziekte

Hoogteziekte

• Acute mountain sickness (milde vorm)

• Hoogtelongoedeem

• Hoogtehersenoedeem

• Combinaties hiervan

Bedankt voor uw aandacht!