فیزیولوژی ارتفاع ترجمه: دکتر فاطمه جان بزرگی

1397/10/02

آشنایی با فیزیولوژی ارتفاع

 

 

 

 

 

 

فیزیولوژی ارتفاع

ترجمه:  فاطمه جان بزرگی

کارشناس اشد تغذیه ورزشی، دکترای تخصصی فیزیولوژی ورزشی قلب و عروق

1397

 

 

فیزیولوژی ارتفاع

ارتفاع:

ارتفاع محلی است که بیش از 1500 متر نسبت به سطح دریا بالاتر باشد، زیرا اثرات فیزیولوژیکی محدودی بر اجرای ورزشی در ارتفاعات پایین‌تر از این سطح گزارش شده‌است و بنابراین ارتفاعات پایین‌تر معمولاً شرایط نورموکسی و ارتفاعات بالاتر شرایط هایپوکسی محسوب می‌شوند. ارتفاع بلند به حد واسط بین 1500 تا 8800 متر از سطح دریا اطلاق می‌شود. ارتفاع را می‌توان به سه دسته تقسیم نمود:

1.       ارتفاع بلند (8000 تا 14000 پا)

2.       ارتفاع خیلی بلند (14000 تا 18000 پا)

3.       ارتفاع حداکثر (بالاتر از 18000 پا) (میشرا و گوانجو 2010) 116

بدن انسان‌ها به طور طبیعی برای زندگی در فشار هوای نرمال 760 میلی‌متر جیوه با غلظت اکسیژن 21 درصد، شرایطی که در سطح دریا وجود دارد؛ طراحی شده‌است. ترکیب گازهای هوا در ارتفاع ثابت می‌ماند، اما فشار بارومتریک دستخوش تغییر قرار می‌گیرد به طوری که با افزایش ارتفاع، فشار بارومتریک کاهش می‌یابد. این افت در فشار بارومتریک بر فشارنسبی اکسیژن در دسترس اثر می‌گذارد، اما درصد اکسیژن در حدود 21 درصد ثابت می‌ماند. در سطح دریا، فشار نسبی اکسیژن در دسترس در محیط معادل 21 درصد فشار بارومتریک  (760 میلی‌متر جیوه ) یا 159 میلی‌متر جیوه است. بعد از اشباع با آب و دی‌اکسیدکربن بازدمی فشارنسبی اکسیژن حبابچه‌ای ( PA O2  ) 103 میلی‌متر جیوه است.

 جدول شماره 1: تغییر در فشار اتمسفر و اکسیژن محیطی با ارتفاع

ارتفاع

فشار اتمسفر

(mm Hg)

اکسیژن محیطی

(mm Hg)

فوت

متر

0

0

760

159

5000

1523

632

133

10000

3047

523

110

12000

3657

483

101

14000

3962

465

97

15000

4267

447

94

20000

4571

429

90

 

 ویژگی‌های ارتفاع:

 

1-کاهش فشار بارومتریک

فشار بارومتریک، مقدار فشار اعمال شده به وسیله وزن هوای بالای سر ما است.

 

تصویر شماره 1: تاثیر افزایش ارتفاع بر کاهش فشار بارومتریک

 

 

 2-دمای هوا با هر 150 متر بالارفتن حدود 1 درجه سانتی‌گراد کاهش می‌یابد.

3-افزایش خطر هایپوترمی (کاهش درجه حرارت بدن) با ترکیب دمای پایین و وزش شدید باد

4-دهیدراته شدن بدن (آب‌زدایی بدن ) به دلیل رطوبت کم هوا، افزایش تهویه

 

تغییرات و سازگاری‌ها در ارتفاع

 1.     در ارتفاع بالا مهم‌ترین عاملی که روی بدن اثر می‌گذارد، کاهش فشار اکسیژن است. در پاسخ به این کاهش، طی چند ساعت سرعت تنفس افزایش می‌یابد که این امر باعث افزایش میزان اکسیژن و کاهش CO2 خون می‌شود. کاهش CO2 خون باعث قلیایی شدن و افزایش PH خون می‌شود همچنین با افزایش ضربان قلب، برون‌ده قلب افزایش می‌یابد که البته این مسأله با افزایش دفع بی‌کربنات از کلیه ظرف 3-2 روز بهبود می‌یابد.

2.      در  2 روز اول غلظت هموگلوبین به دلیل کاهش میزان پلاسما افزایش می‌یابد. در 12 روز حجم پلاسما 20% کاهش می‌یابد.کاهش حجم خون نشان دهنده کاهش آب کل بدن از طریق کلیه و افزایش تبخیر تنفسی به دلیل جبران پرتهویه‌ای است.این کاهش حجم پلاسما ویسکوزیته خون را افزایش می‌دهد و منجر به افزایش مقاومت جریان خون می‌شود.در تلاش برای حفظ جریان خون، ضربان قلب افزایش می‌یابد.

3.    سازگاری با ارتفاع به سرعت آغاز می‌شود.افزایش هورمون اریتروپویتین سبب افزایش سلول‌های قرمز خون می‌شود. به نظر می‌رسد سازگاری با ارتفاع در زنان راحت‌تر از مردان صورت می‌گیرد.

4.     افزایش سوخت و ساز استراحتی در ارتفاع در نتیجه افزایش انرژی مصرفی ناشی از افزایش ضربان قلب و افزایش انرژی مصرفی ناشی از افزایش تهویه سبب کاهش توده بدن در صورت عدم جبران می‌شود.

5.      با هایپوکسی تغییرمنشا خستگی هنگام فعالیت ورزشی از خستگی محیطی به خستگی مرکزی وجود دارد.    

 

عملکرد ورزشی در ارتفاع

2 عامل اصلی مسئول اجرای ورزشی در ارتفاع شامل موارد زیر است:

ü      کاهش چگالی هوا

ü      کاهش پیشرونده  VO2max

         قرارگیری در ارتفاع ممکن است اجرای ورزشی را بهتر یا بدتر بکند،که به دستگاه‌های انرژی آن ورزش بستگی دارد.

         در ورزش‌های هوازی: کاهش اجرای ورزشی و کاهش  VO2max

         در فعالیت‌هایی بابیش از 2 دقیقه زمان: با افزایش زمان افزایش اختلال در اجرای ورزشی

         کاهش اجرای در رویدادهای سرعتی تکراری (فوتبال) به دلیل کند شدن دوباره‌سازی ATP در ریکاوری

         افزایش اجرای در ویدادهای دو سرعت به دلیل کاهش مقاومت هوا و وابستگی به سوخت و ساز بی‌هوازی

         افزایش اجرای دررویدادهای پرتابی به دلیل کاهش چگالی هوا

 تمرین و مسابقه در ارتفاع و سطح دریا

تمرین در ارتفاع برای بیشینه‌سازی عملکرد در ارتفاع و بهبود عملکرد در سطح دریا استفاده می‌شود. ورزشکارانی که می‌خواهند در ارتفاع مسابقه دهند برای به حداقل رساندن اثر معکوس ارتفاع دو انتخاب دارند:

1.        نخست 12-18 ساعت پیش از فعالیت به ارتفاع صعود کنند.

2.     تمرین در ارتفاعات مشابه با مسابقه تدارکاتی است. هنگام تمرین ورزشکار می‌تواند تا حدی با ارتفاع سازگار شود.حداقل زمان موردنیاز 10-20 روز است. اما سازگاری کامل به حداقل یک سال زمان نیاز دارد و از نظر فیزیولوژیایی ساکنان سطح دریا همانند افرادی که در ارتفاع متولد شده و همیشه در ارتفاع زندگی می‌کنند، سازگار نمی‌شوند.

 

الگوهای تمرینی در ارتفاع برای اجرای ورزشی در سطح دریا

v     زندگی در ارتفاع پایین- تمرین در ارتقاع بالا

دلیل منطقی برای زندگی در ارتفاع پایین و تمرین در ارتفاع بالا این است که هنگام فعالیت ورزشی در سطح دریا هایپوکسی بافتی محرک اصلی سازگاری‌های ناشی از تمرین و سبب افزایش اجرای ورزشی و افزایش سطوح پروتئین‌ها است و در سطح عضلانی پیامد اصلی  HIF-1 افزایش، القا بیان انواع ژن‌ها بدون تغییر در غلظت هموگلوبین است.

v     زندگی در ارتفاع بالا-تمرین در ارتقاع پایین

ایده کلی در این برنامه افزایش اجرای ورزشی در سطح دریا به علت افزایش توده سلول‌های قرمز ناشی از ارتفاع و افزایش اقتصاد فعالیت به جای افزایش  VO2max است؛ موارد زیر باید رعایت شود:

         زندگی در ارتفاعات 2100متر تا2800 متر : 3 هفته

         ارتفاع فراتر از 2100 متر نرود

         مدت قرارگیری در ارتفاع حدود3هفته باشد

         زمان هایپوکسی روزانه فراتر از 14 ساعت باشد

v     زندگی در ارتفاع بالا-تمرین در ارتقاع بالا

دلیل منطقی برای زندگی و تمرین در ارتفاع بالا (بین1500-3000 متر) افزایش توده سلول‌های قرمز و ایجاد تحریک تمرین اضافی است.

         زندگی در ارتفاع‌های بالاتر از 2000متر و پایین‌تر از 3000 متر می‌تواند سبب بهبود اجرای ورزشی شود.

      مدت قرارگیری در ارتفاع نباید کمتر از 3-4 هفته باشد، شدت تمرین برای جلوگیری از بیش‌تمرینی و کم‌تمرینی باید کنترل شود.

 

منابع:

 

1.      Physiology for Health Fitness and Performance Fourth Edition

by Dr. Sharon A. Plowman Ph.D (Author), Dr. Denise L. Smith PhD (Author)

 

2.      ACSM's Advanced Exercise PhysiologySecond Edition

by American College of Sports Medicine (Author), Peter A. Farrell PhD FACSM (Editor), Michael J. Joyner MD FACSM (Editor), Vincent J. Caiozzo PhD FACSM (Editor)

 

3.      Influence of high altitude exposure on the immune system: a review.https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/20380520

by KP Mishra - 2010



آبوم تصاویر



مطالب مرتبط