Effekt av en enkelt økt med intermitterende hypoksi på hematologiske variabler

Kardiorespiratorisk kondisjon, vurdert ved å måle maksimalt oksygenforbruk (VO2max), har et potensial til å forutsi kardiovaskulær sykdom og dødelighetsrisiko i større grad enn røyking, hypertensjon, type 2 diabetes eller høyt kolesterolnivå. Oksygentransport fra lungene til de trenende musklene oppnås gjennom binding av oksygen til hemoglobin, et jernholdig protein i de røde blodcellene. Derfor representerer hemoglobinmasse blodets oksygenbærende kapasitet og korrelerer sterkt med VO2max. Pasienter med type 2 diabetes har alvorlige svekkelser i kardiorespiratorisk kondisjon, som observert gjennom en 20 % lavere VO2max enn individer matchet for alder, vekt og fysisk aktivitetsnivå. Etterforskerne har tidligere vist at en lavere hemoglobinmasse begrenser oksygenbærende kapasitet og bidrar til lavere VO2max hos pasienter med type 2 diabetes. Derfor bør intervensjoner som kan øke hemoglobinmassen resultere i forbedret oksygenbærende kapasitet og VO2max hos pasienter med type 2 diabetes. Mens flertallet av pasienter med type 2-diabetes er klar over deres behov for å trene for å forbedre VO2max, oppfyller mindre enn 1/3 av pasientene anbefalte nivåer av fysisk aktivitet. Det er derfor et presserende behov for å utvikle alternative intervensjoner som forbedrer VO2max, ettersom selv minimale forbedringer i VO2max reduserer dødelighetsrisikoen hos uegnede individer betydelig.

Hypoksi fratar kroppen tilstrekkelig oksygentilførsel på vevsnivå som stimulerer frigjøringen av erytropoietin (EPO), peptidhormonet som regulerer produksjonen av røde blodlegemer, for å gjenopprette oksygentilførselen til vevene. Etter en økning i EPO-nivåer tar det 5-6 dager for en nyopprettet retikulocytt å modnes til en rød blodcelle, og å observere en økt hemoglobinmasse. Økninger i EPO-nivåer har blitt observert for å nå maksimale verdier ca. 2-3 timer etter kontinuerlig hypoksisk eksponering som varer mellom 90 minutter og 3 timer. Det har følgelig blitt antydet at intermitterende hypoksi, bestående av alternerende noen få minutter med pust av hypoksisk luft med få minutter med innånding av normoksisk luft, ville gi en stimulus tilstrekkelig til å stimulere en økning i EPO-nivåer og hematologiske variabler. Bare én studie målte både EPO-nivåer og hematologiske endringer i responser på intermitterende hypoksi. Elitedistanseløpere fullførte 4 uker med intermitterende hypoksi bestående av 5:5-minutters hypoksi-til-normoksi-forhold i 70 minutter, 5 ganger/uke. Fraksjonen av inspirert oksygen gikk gradvis ned fra 0,12 til 0,10 %. Forfatterne observerte ingen økning i EPO-nivåer eller hemoglobinkonsentrasjon. Det var imidlertid flere metodiske begrensninger som kunne forklare disse funnene. For det første er hemoglobinkonsentrasjonen avhengig av plasmavolum og er derfor sterkt påvirket av hydreringsstatus, og korrelerer bare i beskjeden grad med røde blodlegemer. På den annen side er hemoglobinmasse rapportert i gram og er et mer direkte mål på oksygenbærende kapasitet. For det andre ble EPO-målinger utført på samme tid på dagen for å minimere enhver døgnvariasjon i EPO-nivåer, noe som sannsynligvis forhindret påvisning av en økning i EPO i løpet av de første timene etter eksponeringen for intermitterende hypoksi. Derfor er formålet med denne studien å bestemme effekten av en enkelt eksponering av intermitterende hypoksi på EPO-nivåer og hemoglobinmasse hos friske individer. Den kardiovaskulære og ventilasjonsresponsen på en enkelt eksponering av intermitterende hypoksi vil også bli bestemt. Hvis intermitterende hypoksi forbedrer oksygenbærende kapasitet, vil neste trinn være å anvende denne intervensjonen på pasienter med type 2 diabetes.