Эндокринные, воспалительные и иммунные реакции и индивидуальные различия при острой гипобарической гипоксии у жителей равнин

Научные отчеты, том 13, Номер статьи: 12659 (2023) Цитировать эту статью

49 доступов

Подробности о метриках

Когда жители равнин подвергаются воздействию окружающей среды, вызывающей гипобарическую гипоксию (ГГ), например, в высокогорье, происходят гемодинамические изменения для поддержания уровня кислорода в организме. Однако изменения других физиологических функций в таких условиях еще предстоит выяснить. В этом исследовании изучались изменения эндокринных, воспалительных и иммунных параметров, а также индивидуальные различия при остром воздействии ГГ с использованием климатической камеры (75 минут воздействия в условиях, имитирующих высоту 3500 м) у здоровых жителей равнин. После ГГ значительно снизились уровень альдостерона и кортизола, а количество интерлейкина (IL)-6, IL-8 и лейкоцитов (лейкоцитов) значительно увеличилось. Более низкое периферическое насыщение кислородом (SpO2) было связано с более высоким количеством IL-6 и лейкоцитов, а более высокое IL-8 было связано с более высоким уровнем кортизола. Эти результаты позволяют предположить, что эндокринные, воспалительные и иммунные реакции возникают даже при кратковременном 75-минутном воздействии HH, а люди с более низким SpO2, по-видимому, демонстрируют более выраженные реакции. Наши результаты предоставляют базовые данные для понимания физиологических реакций и взаимодействия гомеостатических систем во время острой ГГ.

В условиях высокогорья снижение барометрического давления и, как следствие, падение парциального давления кислорода в альвеолах вызывают состояние, называемое «гипобарическая гипоксия» (ГГ). Хорошо известно, что тибетское и андское население демонстрирует адаптацию к высокогорной среде, и были выявлены этнические различия в этой адаптации1,2,3,4,5. Обычно тибетское население демонстрирует более низкие концентрации гемоглобина и высокий кровоток2,4,6, тогда как население Анд демонстрирует более высокие концентрации гемоглобина и более высокие дыхательные особенности, такие как бочкообразная грудная клетка2,7. Каждый фенотип способствует поддержанию уровня кислорода при ГГ. И наоборот, у жителей равнин, подвергшихся острому или подострому ГГ, наблюдаются некоторые гемодинамические изменения (увеличение частоты сердечных сокращений, вентиляции, частоты дыхания, сердечного выброса и концентрации гемоглобина) для поддержания уровня кислорода8,9,10. Однако другие физиологические реакции на ГГ остаются плохо изученными.

Среди жителей равнин острая горная болезнь (ОГБ) часто возникает на высоте более 3000 м11,12, а периферическое насыщение кислородом (SpO2) считается предиктором ОГБ13,14,15. Однако в организме человека происходят и другие физиологические изменения. Примечательно, что ГГ приводит к сильному натрийурезу и диурезу за счет снижения альдостерона16,17, а ОГБ часто связан с задержкой жидкости17,18. Во многих исследованиях также сообщалось об увеличении уровня кортизола в ответ на HH19,20,21, хотя некоторые исследования не обнаружили таких изменений21,22,23. Реакция адреналина и норадреналина при ГГ более противоречива. Уровень норадреналина, по-видимому, увеличивается при хроническом воздействии ГГ23,24, но при воздействии менее 1 недели никаких изменений не наблюдается ни у одного из них24. Кроме того, известно, что гипоксия и воспалительные реакции связаны на молекулярном, клеточном и клиническом уровнях25,26,27,28, а воспалительные цитокины, такие как интерлейкин (IL)-6, IL-1β и фактор некроза опухоли (TNF), Увеличение -α во время HH8,29,30. Параллельно в некоторых исследованиях сообщалось об увеличении количества лейкоцитов (лейкоцитов) во время HH31,32. Такие результаты позволяют предположить, что не только гемодинамика, но также эндокринные, воспалительные и иммунные реакции взаимодействуют во время ГГ для поддержания гомеостаза человека.

Многие исследования предоставили важные данные полевых исследований, но такие факторы, как холод, физические нагрузки, физические нагрузки и другие факторы окружающей среды во время альпинизма, вполне могут влиять на физиологические реакции. Кроме того, наблюдаются индивидуальные различия в физиологических реакциях на ГГ, включая риск ОМС9,11,28, но такие различия не были полностью учтены в предыдущих исследованиях. Известно, что ГГ вызывает различные физиологические реакции, не только гемодинамические, но также эндокринные, воспалительные и иммунные. Наша гипотеза заключалась в том, что люди, демонстрирующие более выраженные реакции при таких значениях, будут демонстрировать более низкий SpO2 во время воздействия HH, что отражает более низкую оксигенацию крови в организме. Таким образом, данное исследование было направлено на изучение эндокринных, воспалительных и иммунных реакций, а также индивидуальных различий во время острого ГГ у здоровых жителей равнин с использованием климатической камеры, чтобы максимально уменьшить мешающие факторы (рис. 1), чтобы лучше понять основные эффекты ГГ на человека. Организм и взаимодействие с гомеостатическими системами человека.