Možnosti zvýšení příjmu kyslíku Přednáška č.10 Možnosti zvýšení příjmu kyslíku

Význam kyslíku pro sportovce V poslední době se přišlo na to, že dodáváním kyslíku přímo do organismu, zpravidla před výkonem, lze jeho výkon zvýšit o 10-30%. Již v bývalé NDR vyprodukovali takto olympijské vítěze a mistry světa, i když zde používali některých neetických metod. Dnes se používá několik metod, jak dostat kyslík ve zvýšené míře do organismu a používají je především sportovci, u nichž je spotřeba kyslíku největší: lyžaři-běžci, veslaři, cyklisté. Ale nejen oni pochopili význam kyslíku. Co tedy všechno dělá sportovní svět proto, aby obohatil organismus sportovce o tak životně důležitou látku, jakou je kyslík: 1. vysokohorská soustředění, 2. dýchání přes kyslíkové masky, 3. dýchání v hyperbarických/přetlakových komorách, 4. kyslíkové domy a ložnice, 5. ve Finsku (Vuokati) byl postaven kyslíkový tunel dlouhý 1 600m pro běh na lyžích.

OH Mexico Změny ukazatelů aerobní a anaerobní kapacity sledované řadou pracovišť v zahraničí v různých obdobích a v různých vysokohorských oblastech, a také jednoduché srovnání výkonů dosažených v Mexico City do roku 1968 a v 80. letech a ve stejné době v nížině, umožňují odhadnout velikost snížení úrovně speciální vytrvalosti v nadmořské výšce kolem 2500 m. Jedná se zhruba o hodnoty 5-10% v závislosti na délce tratě.

Vysokohorské soustředění Vysokohorské soustředění po dobu 2-3 týdnů (běžně), ale i po dobu několika měsíců v nadmořské výšce minimálně 1 400m n. m. , ale až do výšek do 3000 m n. m. jejich cílem je zvýšit počet přenašečů kyslíku tak, aby se na ně navázalo větší množství kyslíku. Je známo, že po takových soustředěních se překonávaly i světové rekordy (Petr Snell), nicméně jejich super účinnost nelze plně objektivně dokázat.

Kyslíkové masky Kyslíkové masky dodávají kyslík prakticky přímo do krve, sportovec musí určitou před výkonem dýchat přes kyslíkovou masku. Nevýhodou je malá mobilnost, není vhodné např. pro kolektivní sporty, protože na masku dostaneme před zápasem, eventuelně v jeho průběhu jen velmi málo hráčů.

Kyslíkové komory, domy, stany Kyslíkové (hyperbarické) komory jsou instalovány stabilně v nemocnicích či jiných léčebných zařízeních musí se tam docházet, prakticky se pro sportovce používají jen k léčbě. Kyslíkové domy, ložnice jsou zejména v poslední době rozšířené u lyžařů-běžců, cyklistů a veslařů. Lze zde simulovat nadmořskou výšku např. 3000-5000m n. m. Sportovci tam mohou spát, vozí si je s sebou dokonce i na vrcholné sportovní akce. Není to zakázané, ale narušuje to rovnováhu soutěží, protože tito sportovci získávají výhodu, říká předseda zdravotní komise MOV princ Alexander de Herode.

Norové zakázali používat alpské domy Norský sportovní svaz na nedělním zasedání (2003) odhlasoval zákaz tréninku v takzvaných alpských domech, které simulují vysokohorské prostředí. Alpské domy používala během své závodní kariéra celá řada hvězd norského běžeckého lyžování, jmenujme alespoň fenomenálního Björna Daehliho či loňskou vítězku SP a mistryni světa Bente Skariovou. U nás takový stan využívala Kateřina Neumannová. Princip této metody spočívá v tom, že sportovci spávají v ložnicích se speciálně regulovaným tlakem, který má napomoci vyšší tvorbě jejich červených krvinek a zlepšení jejich kondice. Tento tlak simuluje vysokohorské prostředí, které přirozeným způsobem napomáhá aktivnějšímu uvolňování hormonu erytropoetinu (EPO), jenž se tvoří v ledvinách. EPO pak pomocí zvýšené tvorby červených krvinek napomáhá okysličování krve. Oponenti však mají zato, že uměle vytvořené vysokohorské prostředí je v podstatě formou dopingu.

Přehled barokomor v ČR Adresa Plnění Přetlak (MPa) Monitoring pacienta Všeobecná fakultní nemocnice v Praze Vzduch 0,4 (1,0 MPa nutno předem projednat) 3-svodové EKG (1 křivka) Nemocnice Na Homolce kyslík 0,3 3-svodové EKG, TK neinvazivně, řízené dýchání Ústav leteckého zdravotnictví vzduch 1,0 Ústřední vojenská nemocnice Praha HBOx Kladno Nemocnice České Budějovice 0,6 pulsní oxymetrie Fakultní nemocnice Plzeň dechová křivka, řízené dýchání transkutánně O2 Most kardiomonitor LKM 220 Almedea s.r.o. Ústí nad Labem 0,55 televizní monitorovací systém; přenos obrazu na řídicí stanoviště obsluhy Prajzko Hronov, a.s. H (8 km Nem.Náchod) 3-svodové EKG, EEG pulsní oxymetrie, Pharmavit s.r.o Chrudim kyslík0,3 ne Centrum hyperbarické medicíny Pardubice Kyslík 0,3 Městská nemocnice Ostrava Vzduch 0,2

Hyperbarická komora Hyperbarická komora nebo také pretlaková komora je tlaková nádoba prispůsobená na pobyt jedné či více osob za podmínek zvýšeného či sníženého tlaku vzduchu nebo jiného dýchacího plynu (najčastejstěji kyslíku). Ovládací zařízení umožňuje plynulé či skokové zvyšování či snižování tlaku či teploty uvnitř zařízení. Hyperbarická komora se používá hlavně při potápění (postupná dekomprese) a v medicíně na hyperbarickou oxygenoterapii.

Aklimatizace probíhá zhruba ve dvou fázích: Zrychlené dýchání, zrychlení srdeční činnosti, zvýšení počtu červených krvinek, zvýšená aktivita krvinkových enzymů atd. Snížení spotřeby kyslíku na úrovni buněk, zvýšení bezkyslíkového štěpení glukózy, zvýšená odolnost buněk vůči nedostatku kyslíku.

Bydlení na ZOH v Toríně Mnohem víc než vesnice v Turíně se sportovcům mu ale líbí ta nejmenší v Bardonechii. Bude pro 700 sportovců - pro biatlonisty, snowbardisty a akrobatické lyžaře. Na zástupce alpského lyžování pak čeká vesnice v Sestriere. Ne všichni účastníci olympiády ale chtějí bydlet v olympijských vesnicích. Pro většinu běžkařů bylo třeba mnohem výhodnější pronajmout si soukromé domy v Pragelatu. A to hlavně kvůli blízkosti závodních tratí a nadmořské výšce. Z našich sportovců zvolila tuto možnost například Kateřina Neumannová.

Co je hyperbarická oxygenoterapie? Hyperbarická oxygenoterapie (hyperbaroxie, dále HBO) je léčebná metoda, spočívající v inhalačním podávání kyslíku za podmínek zvýšeného atmosférického tlaku. Vzduch obsahuje téměř 21% kyslíku a 78% dusíku. Při hyperbaroxii se vdechovaná koncentrace kyslíku blíží 100%, je tedy 5x vyšší než ve vzduchu. Pracovní tlak v hyperbarické komoře je přitom 2,5-3 násobně vyšší než atmosférický tlak. Nabídka kyslíku tedy může být při HBO až 15x vyšší než při dýchání vzduchu za normálních podmínek. Všechny tyto děje vedou ke zvýšené dodávce kyslíku tkáním, což může být prospěšné u řady chorob. Kromě toho má hyperbarický kyslík řadu dalších specifických efektů (zmenšení velikosti bublin plynu, snížení otoku ve tkáních, modulace imunitních funkcí v boji proti infekci, snížení průběhu ischemicko-reperfuzního syndromu, stimulace neovaskularizace, fibroblastové proliferace a podobně). První je mechanický efekt, spočívající v redukci velikosti bubliny u pacientů s různými formami dekompresní nemoci či vzduchové embolie. Druhý efekt je způsoben mnohonásobným zvýšením parciálního tlaku kyslíku ve tkáních s prodloužením jeho difúzní vzdálenosti, zvýšením množství fyzikálně rozpuštěného kyslíku v plazmě (viz výše) a transportem do tkání postižených ischémií a hypoxií.

AKUTNÍ HORSKÁ NEMOC Ve výškách od 3000 m (u vnímavých i v nižších výškách) hrozí vznik akutní horské nemoci (AHN), včetně jejích nejtěžších život ohrožujících forem - výškového otoku plic a mozku, které nezřídka končí fatálně. Ve výšce 3500 m onemocní některou z forem horské nemoci 50-75% osob, ve výšce 5000 m pak téměř všichni, jestliže vystoupí rychle. Nejčastěji se AHN vyskytuje ve výšce 3000-6000 m. Lze se s ní setkat i v Alpách, kde však bývá jen zřídka dramatickou událostí, neboť horolezec zpravidla sestoupí dříve, než dojde k rozvoji úplného obrazu závažných forem. Výjimkou jsou túry, při kterých se horolezci pohybují několik dní po sobě ve výšce kolem 4000 m, jak ukázaly případy vysokohorského otoku plic při přenocování v nejvýše položených alpských chatách.

Prvotní příznaky bolest hlavy nevolnost (nucení na zvracení) nechutenství poruchy spánku krátkodobé noční zástavy dýchání nezvyklá ztráta výkonnosti zrychlení ranního tepu v klidu o více než 20% podkožní otoky na okrajových částech těla krvácení do sítnice klidová dušnost

Taktika léčení akutní horské nemoci LEHKÁ HORSKÁ NEMOC Nevystupovat výše, odpočinek Acetazolamid 2 x 250 mg Aspirin, Ibuprofen VYSOKOHORSKÝ OTOK MOZKU Sestup, transport, kyslík Dexamethason 8 mg, pak 4 mg po 6 hodinách Přetlakový vak VYSOKOHORSKÝ OTOK PLIC medikamentózní léčba (Nifedipin 10 mg) po 6 hod Přetlakový vak KOMBINACE VYSOKOHORSKÉHO OTOKU MOZKU A PLIC Dexamethason+Nifedipin+Acetazolamid 500 mg

POUŽITÍ PŘENOSNÉ PŘETLAKOVÉ KOMORY Průchodnost Eustachovy trubice Přetlakový vak se rozloží na podložce (karimatce apod.), dovnitř vložíme spacák. Komora se uzavře zdrhovadlem až na doraz, připojí se pumpa a otevře se ventil. Pumpuje se zpočátku rychleji, později se zpomalí se na nejvýše 10 krát za minutu. Dosažení maximálního tlaku je avizováno slyšitelným unikáním vzduchu Další pumpování je třeba provádět frekvencí 10–15 zdvihů za minutu (průtok 40 l/min) Stabilní přetlakovou (hyperbarickou) komoru používají k léčení akutní horské nemoci armády v indických, nepálských, tibetských a čínských velehorách již po delší dobu. Účinnost léčebné metodu byla prokázána při kontrolovaných pokusech ve 4559 m: během 1–3 hodin příznaky AHN ustoupily, pokud pacienti nesestoupili, do 12 hodin opět došlo k projevům horské nemoci.

Příprava na pobyt v horách a vytrvalostní trénink Pohyb ve vysokých horách vyžaduje určitou vytrvalostní schopnost: vysokou VO2max, vysoký anaerobní práh a vytrvalostní sílu svalů dolních končetin. Turistika v horách vyžaduje přiměřenou zdatnost, odpovídající minimálním hodnotám maximální spotřeby kyslíku u mužů 45-48, u ženy 37-40 ml/kg.min. Vysokohorská turistika s lezeckými a horolezeckými prvky předpokládá maximální spotřebu kyslíku u mužů alespoň 55, u žen asi 45 ml/kg.min, pro výšky nad 5000 m (expediční horolezectví) u mužů kolem 60, u žen 52 ml/min.kg.

Hladovění částečné nebo úplné (např. válka, dobrovolně, nemoc, třetí svět, přírodní katastrofy atd.) člověk přežije úplný hlad 17-74 dní (záleží na teplotě prostředí), ženy odolnější (mají víc tuku) (74 dní je rekord)

Chlad zvýšený svalový tonus (více tepelné produkce) třes - klíčový; současné záškuby antagonistických svalů, zvýší tvorbu tepla 2-3x při adaptaci se víc třesou svaly uvnitř těla, což přispívá k efektivnějšímu ohřívání jádra netřesová termogeneze v hnědém tuku (děti) a možná v kosterních svalech zvýší tvorbu tepla 2-3x rozvíjí se při adaptaci na zimu odpřažení oxidativní fosforylace působením noradrenalinu a (méně) thyroxynu vazokonstrikce v kůži redukuje ztráty tepla (nebezpečí omrznutí brání periodická vasodilatace - "hunting phenomenon" - nejasný mechanismus) Moira či síťový nátělník (znehybňuje vzduch u kůže) voda a led mají 240x větší tepelnou vodivost než nehybný vzduch Podchlazení: Pod 35C (teplota jádra) - svalová slabost (t.j. zhoršená tvorba tepla aktivitou i třesem), thermoragulační schopnost hypothalamu narušena Pod 34C - zmatenost, bezvědomí Pod 28C - srdeční zástava nebo fibrilace

Horko Suché: adaptace po 10-14 dnech (prvních 4-5 dní i přes zvýšenou potivost termoregulační mechanismy nestíhají, úbytek minerálů vedoucí až ke křečím) Vlhké: adaptace ztížena zhoršením difůze potu do vlhkého prostředí

Stav beztíže Vnímání gravitace: syndrom adaptace na vesmír - forma mořské nemoci, může přetrvávat až 4 dny, projeví se asi u 50% astronautů Přesuny vody: voda se přesunuje zdola nahoru (hlava, hrudník), každá noha ztrácí asi litr tekutiny - 10% během prvního dne), otok obličeje, nosní kongesce, "rýma" po celou dobu beztíže Kosti a svaly:Kosmonauti "povyrostou", protože na páteř nic netlačí směrem dolů Ztráta asi 1-1.5 % kostní hmoty (a kalcia) za měsíc, cvičení to nezastaví, jen trochu zpomalí, svaly atrofují a předělávají se z pomalých (na podporu váhy těla) na rychlé

Gravitační přetížení Bouračky, pády z výšky, rakety (3-8 G), letadla G = násobek normálního gravitačního přetížení pozitivní přetížení ve směru od hlavy k nohám (při 3-5G není možné stát, při 20G dojde k frakturám obratlů) negativní opačně - snáší se hůř než pozitivní,vysoké tlaky v mozkových cévách (i když proti působí mozkomíšní mok, ten však není v oku, porucha zraku tzv. „red-out“, otok obličeje) Pozitivní příčné přetížení: největší tolerance G je vleže (10-17 G až 3 min), nejvíce je namáháno dýchání, hypoventilace

Vysoký tlak Při potápění, při tunelování (přetlak proti prosakování vody), při léčbě a tréninku v přetlakové komoře. Pod vodou roste tlak o 1 atm na každých 10 m. Tlak v každém vzduchem vyplněném prostoru těla musí sledovat změny okolního tlaku, jinak vznikne na stěně tohoto prostoru destruktivní tlakový gradient; většina tělesných dutin nemá problém vyměňovat vzduch s okolím (např. střední ucho Eustachovou trubicí). Aby plíce nekolabovaly, musí vdechovaná směs přicházet pod zvýšeným tlakem. Zvýšený tlak zvyšuje hustotu plynu,a proto ve 4 atm je třeba 2x větší práce dýchacích svalů na pohyb vzduchu dýchacími cestami. Dusíková narkóza: dusík při vysokém tlaku má účinky podobné alkoholu - žovialita, bezstarostnost, malátnost. Předejde se tomu použitím He místo N (5x menší narkotický účinek) Dekompresní (kesonová) nemoc: při vynořování tvorba bublinek v krvi a tkáni supersaturovaných plynem rozpustěným během expozice vysokému tlaku (analogie s otevřením šampusu) Barotrauma: změnou objemu plynu tam, kde se nevyrovná tlak s okolím: nosní dutiny, zubní kazy, střední ucho (při ucpání Eustachovy trubice), střevní plyny, alveoly (pokud se při vynořování nevydechuje)