Wpływ pojedynczej sesji przerywanej hipoksji na zmienne hematologiczne

Wydolność krążeniowo-oddechowa, oceniana na podstawie pomiaru maksymalnego zużycia tlenu (VO2max), może przewidywać choroby sercowo-naczyniowe i ryzyko zgonu w większym stopniu niż palenie tytoniu, nadciśnienie tętnicze, cukrzyca typu 2 czy wysoki poziom cholesterolu. Transport tlenu z płuc do ćwiczących mięśni odbywa się poprzez wiązanie tlenu z hemoglobiną, białkiem zawierającym żelazo w krwinkach czerwonych. Dlatego masa hemoglobiny reprezentuje zdolność krwi do przenoszenia tlenu i silnie koreluje z VO2max. Pacjenci z cukrzycą typu 2 mają poważne upośledzenie wydolności krążeniowo-oddechowej, co widać na podstawie VO2max niższego o 20% niż u osób dobranych pod względem wieku, wagi i poziomu aktywności fizycznej. Badacze wykazali wcześniej, że niższa masa hemoglobiny ogranicza zdolność przenoszenia tlenu i przyczynia się do niższego VO2max u pacjentów z cukrzycą typu 2. Zatem interwencje, które mogą zwiększyć masę hemoglobiny, powinny skutkować poprawą zdolności przenoszenia tlenu i VO2max u pacjentów z cukrzycą typu 2. Podczas gdy większość pacjentów z cukrzycą typu 2 jest świadoma konieczności wykonywania ćwiczeń w celu poprawy VO2max, mniej niż 1/3 pacjentów spełnia zalecane poziomy aktywności fizycznej. Istnieje zatem pilna potrzeba opracowania alternatywnych interwencji poprawiających VO2max, ponieważ nawet minimalna poprawa VO2max znacznie zmniejsza ryzyko śmiertelności u osób niesprawnych.

Niedotlenienie pozbawia organizm odpowiedniego zaopatrzenia w tlen na poziomie tkankowym, co stymuluje uwalnianie erytropoetyny (EPO), hormonu peptydowego regulującego produkcję czerwonych krwinek, w celu przywrócenia zaopatrzenia tkanek w tlen. Po wzroście poziomu EPO potrzeba 5-6 dni, aby nowo utworzony retikulocyt dojrzał do krwinki czerwonej i zaobserwował zwiększoną masę hemoglobiny. Zaobserwowano, że wzrost poziomu EPO osiąga maksymalne wartości po około 2-3 godzinach od ciągłej ekspozycji na hipoksję trwającej od 90 minut do 3 godzin. W związku z tym zasugerowano, że przerywana hipoksja, polegająca na naprzemiennym oddychaniu niedotlenionym powietrzem z kilkoma minutami oddychania powietrzem normoksycznym, dostarczy bodźca wystarczającego do stymulacji wzrostu poziomów EPO i zmiennych hematologicznych. Tylko w jednym badaniu zmierzono zarówno poziomy EPO, jak i zmiany hematologiczne w odpowiedzi na okresową hipoksję. Elitarni biegacze długodystansowi ukończyli 4 tygodnie przerywanej hipoksji składającej się z 5:5-minutowego stosunku niedotlenienia do normoksji przez 70 minut, 5 razy w tygodniu. Frakcja wdychanego tlenu stopniowo malała od 0,12 do 0,10%. Autorzy nie zaobserwowali żadnego wzrostu poziomu EPO ani stężenia hemoglobiny. Było jednak kilka ograniczeń metodologicznych, które mogłyby wyjaśnić te ustalenia. Po pierwsze, stężenie hemoglobiny zależy od objętości osocza, a zatem w dużym stopniu zależy od stanu nawodnienia i tylko w niewielkim stopniu koreluje z masą krwinek czerwonych. Z drugiej strony masa hemoglobiny jest podawana w gramach i jest bardziej bezpośrednią miarą zdolności przenoszenia tlenu. Po drugie, pomiary EPO wykonano o tej samej porze dnia, aby zminimalizować zmienność okołodobową poziomów EPO, co prawdopodobnie uniemożliwiło wykrycie wzrostu EPO w ciągu pierwszych kilku godzin po ekspozycji na przerywaną hipoksję. Dlatego celem niniejszego badania jest określenie wpływu pojedynczej ekspozycji na przerywaną hipoksję na poziomy EPO i masę hemoglobiny u osób zdrowych. Określone zostaną również reakcje sercowo-naczyniowe i oddechowe na pojedynczą ekspozycję na przerywaną hipoksję. Jeśli okresowe niedotlenienie poprawia zdolność przenoszenia tlenu, następnym krokiem będzie zastosowanie tej interwencji u pacjentów z cukrzycą typu 2.