Höhenphysiologische Grundlagen

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Volker Kaufman
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1 Höhenphysiologische Grundlagen LERTWARTEAUSBILDUNG FÜR KLETTERN-ALPIN 2008 Physikalische Veränderungen in der Höhe (1) Temperatur Strahlung Luftdruck Sauerstoffteildruck Dr. Martin Faulhaber Physikalische Veränderungen in der Höhe (2) Physiologische Veränderungen unter akuter Hypoxie Luftdruck in Tallage (0 m) 760 mmhg (1013 hpa) Sauerstoffpartialdruck p I O 2 = 160 mmhg (213 hpa) pro 100 Hm Abfall des Luftdrucks um ca. 1 % in ca m p I O 2 = 80 mmhg (106 hpa) zusätzliche geographische und klimatische Luftdruckveränderungen!!! Atemluft Alveole Arterie p I o 2 = 160 mmhg H 2 O, CO 2 V A / Q, Shunts p I o 2 = 110 mmhg p A o 2 = 100 mmhg p A o 2 = 93 mmhg p a o 2 = 95 mmhg Normoxie p a o 2 = 86 mmhg Hypoxie (3000m) 1

2 Abnahme der Sauerstoffsättigung mit zunehmender Höhe Konsequenzen für den Organismus (1) Energiegewinnung fast ausschließlich mit Sauerstoffverbrauch (Skitouren) SaO2 (%) hypobar normobar im wesentlichen von der Sauerstoffversorgung über den Blutstrom abhängig Herzminutenvolumen + Sauerstoffgehalt im Blut Konsequenzen für den Organismus (2) Sauerstoffanteil im Blut Leistungsveränderungen in der Höhe maximale Leistungsfähigkeit (VO 2max ) nimmt mit großen interindividuellen Unterschieden ab! (ca. 1 % pro 100 Hm ab 1500 m) ==> Gruppendynamik! erniedrigte Sauerstofftransportkapazität des Herz- Kreislauf-Systems Leistungsfähigkeit (VO 2max ) erhöhte physiologische Beanspruchung bei gleicher absoluter Belastung 2

3 Reaktionen des Organismus bei akuter Höhenexposition (Atmung) Atmungsregulation unter akuter Hypoxie Mehratmung (Hyperventilation) Hypoxic Ventilatory Response (HVR) Mechano- und Chemorezeptoren in der Muskulatur Atemmuskulatur Atemzentrum (Formatio reticularis im Hirnstamm) + - Chemorezeptoren Limbisches System, Motorischer Cortex, usw. Erhöhte Herzfrequenz peripher [O 2 ] (v.a. Carotisbifurkation) zentral [H + ], [CO 2 ] Sauerstoffsättigung HVR Leistungsfähigkeit unter akuter Hypoxie HVR hoch Sättigung hoch Sättigung hoch Verlust der Ausdauerleistungsfähigkeit geringer HVR individuell sehr verschieden!!! Relevante Akklimatisationsprozesse Hyperventilation ==> Sauerstoffsättigung (renale Kompensation) Plasmavolumen ==> [Hb] und Hämatokrit Anstieg von 2,3-Diphosphoglycerat (2,3-DPG) in den Erythrozyten ==> verbesserte O 2 -Abgabe an die Zellen Erythropoietin ==> Neubildung von Erythrozyten (nachweisbar frühestens nach 2 Wochen) 3

4 Akklimatisationsprozesse: Atmung Hyperventilation ==> Sauerstoffsättigung Reaktionsgleichgewicht zwischen H +, CO 2 und HCO 3 - H + + HCO 3 - CO 2 + H 2 O Gründe : - renale Kompensation - Sensibilisierung peripherer O 2 -Sensoren Säure(äquivalent) Atmung Mechano- und Chemorezeptoren in der Muskulatur Sensibilisierung Atmungsregulation unter prolongierter Hypoxie peripher [O 2 ] (v.a. Carotisbifurkation) Atemmuskulatur Atemzentrum (Formatio reticularis im Hirnstamm) - + Chemorezeptoren Limbisches System, Motorischer Cortex, usw. Renale Kompensation zentral [H + ], [CO 2 ] Zusammenfassung Abnahme des Sauerstoffpartialdrucks in der Höhe Abnahme der Ausdauerleistungsfähigkeit Akklimatisationsprozesse verbessern die Leistungsfähigkeit wieder teilweiser Ausgleich Sehr große interindividuelle Unterschiede! Gruppen 4

5 Höhenkrankheiten Jeder Mensch wird höhenkrank, er muss nur schnell genug hoch genug!! Höhenkrankheit ist eigentlich ein Unfall keine Krankheit weil jeder Form immer ein höhentaktischer Fehler vorangeht!! Formen der Höhenkrankheit Im Gehirn: Höhenkopfschmerz HAH (High Altitude Headache) Akute Bergkrankheit AMS (Acute Mountain Sickness) Höhenhirnödem HACE (High Altitude Cerebral Edema) In der Lunge: Höhenlungenödem HAPE (High Altitude Pulmonary Edema) Häufigkeit von Höhenbeschwerden AMS in den Alpen: 9% auf 2850 m, 13% auf 3050 m, 34% 3650 m, 53% auf 4559 m (Br Med J 1990) HAPE bedeutend seltener, vor allem zwischen 3000 m und 4500 m Höhenkopfschmerz HAH Symptome: Kopfschmerzen in Ruhe oder beim Gehen durch erhöhten cerebralen Blutfluss (?) Differentialdiagnose: Sonnenstich, Migräne (Hypoxie als Auslöser), Dehydration Behandlung: ausruhen, bewusst Hyperventilieren (Mehratmen), Medikamente (!) 5

6 Akute Bergkrankheit AMS: Symptome Symptome: Kopfschmerz (Leitsymptom) + Müdigkeit, Schwäche, Schwindel, Schlafstörungen, periphere Ödeme ca Std. nach Erreichen einer neuen Höhe Auslöser: Hypoxie, Hypobarie (???) Auftreten abhängig von: Aufstiegsrate körperliche Aktivität, (Fitness) individueller Empfindlichkeit Geschlecht Gesundheitszustand Akute Bergkrankheit AMS: Therapie Milde AMS: kein weiterer Aufstieg, Ruhe, Hyperventilieren (?), kein Alkohol, keine Schlafmittel, event. Medikamente (!) Schwere Formen: Abstieg, Abtransport (erhöhter Oberkörper)! Überdrucksack, Sauerstoffgabe, Dexamethason (Fortecortin 8 mg dann 4 mg / 6 Stunden) Vorbeugung: Aufstiegsprofil, moderate Belastung aller (!), Symptome erkennen!!! Achtung: Medikamente nur bei entsprechendem Wissen über deren Dosierung und Wirkungen / Nebenwirkungen (Gefahren)! Niemand stirbt an milder AMS ABER viele würden es bevorzugen wenn sie könnten. (J. Milledge) Höhenhirnödem HACE Symptome: starke, analgetikaresistente Kopfschmerzen, Übelkeit, Erbrechen, Nackensteifigkeit, Gleichgewichtsstörungen, Sehstörungen, Bewusstseinseintrübung Behandlung: Abstieg!! (nicht alleine), Abtransport, Sauerstoff, Überdrucksack, Dexamethason (Fortecortin 8 mg dann 4 mg / 6 Stunden) Achtung: Medikamente nur bei entsprechendem Wissen über deren Dosierung und Wirkungen / Nebenwirkungen (Gefahren)! 6

7 Höhenlungenödem HAPE Symptome: (24-48h nach erreichen einer Höhe) markanter Leistungsabfall, Husten, Atemnot, Rasselgeräusche, schaumig blutiger Auswurf, blaue Lippen, Herzrasen Behandlung: Abstieg!! (nicht alleine), Abtransport (erhöhter Oberkörper), Sauerstoff, Überdrucksack, Nifedipin (Adalat retard 20mg / 6 Stunden) Achtung: Medikamente nur bei entsprechendem Wissen über deren Dosierung und Wirkungen / Nebenwirkungen (Gefahren)! Probleme verhindern!!! nicht am Limit gehen!! (Westalpentouren) evtl. vorakklimatisieren z.b. hoch schlafen (2500m+) bzw. sinnvolles Aufstiegsprofil, Vorinformation Expeditionen (Aufstiegsprofil, Gruppentraining, Stress vermeiden, Partnerkontrolle, etc.) Gesundheit vor Stolz!! (v.a. Männer) gute Leistungsfähigkeit aber viel Leistungsreserve!! Medikamente nur nach Aufklärung durch einen Arzt!!! Only use what you know to use Herzlichen Dank für Eure Aufmerksamkeit 7

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