Offentlige foredrag i naturvidenskab

Kredsløb og lunger i højden
+/- fysisk arbejde.
Konditionens betydning.
1
Kan denne mand deltage i en trekking tur,
Anapurna rundt (4000 -5500 mtr) ?
• 65 årig mand med kendt hjerteinsufficiens på iskæmisk basis.
Tidl. AMI x 2 sidst i 2010 beh. med PCI. 40% stenose lades
urørt.
CCS kl. 0. NYHA kl. II. LVEF 30%.
Går dagligt ture og svømmer x 1/uge uden problemer.
Risikofaktorer: Ikke DM, stoppet med at ryge, total kolesterol
4,0 mmol/l, LDL 2,0 mmol/l, BMI 25,
BT 120/70, EKG: SR
Medicin:
ACE-hæmmer (Odrik 4 mg x 1)
ß-blokker (Selo-Zok 100 mg x 2)
HMG-CoA-reduktase hæmmer (Simvastatin 40 mg x 1)
Magnyl 75 mg x 1
2
Alveolar PO2:
Beregning:
((Pb – 47 mm Hg (mættet vanddamps tryk)) x 0.209) – PCO2
Højde
(m.o.h.)
Barometer
tryk
alveolar PO2
(PCO2 = 40)
0
760 mm Hg
109 mmHg
4000
460 mm Hg
46 mm Hg
3
1
4
5
NANGA PARBAT, 8125 mtr.
Himalaja
Base camp ( ~ 4000 mtr.)
PaO2 = 40 ± 5 (mmHg)
SaO2 = 78 ± 7 (%)
n = 22
→ 1 liter blood carries
157 ml instead of 195 ml O2
Bärtsch, JAP 63: 752-57, 1987
6
2
Alveolar PO2 at Extreme Altitude:
((Pb – 47 mm Hg (mættet vanddamps tryk)) x 0.209) – PCO2
Højde
(m.o.h.)
Barometer
tryk
alveolar PO2
(PCO2 = 40)
0m
760 mm Hg
109 mm Hg
8000 m
277 mm Hg
8 mm Hg
8848 m
250 mm Hg
2 mm Hg
7
PCO 2 = 7.5 mm Hg
pH = 7.70
West, Science (1984)
8
Alveolar PO2 at Extreme Altitude:
Role of Hyperventilation
((Pb – 47 mm Hg (mættet vanddamps tryk)) x 0.209) – PCO2
Højde
(m.o.h.)
Barometer
tryk
alveolar PO2
(PCO2 = 40)
0m
760 mm Hg
109 mm Hg
8000 m
277 mm Hg
8 mm Hg
8848 m
250 mm Hg
2 mm Hg
8848 m
250 mm Hg
35 mm Hg
7,5 mm Hg
9
3
Hyperventilation
10
Work Capacity „on“ Mount Everest
OE II (253 mmHg)
Sea Level
PACO2, mmHg
PaO2, mmHg
VE (l/min)
SaO2 (%)
rest
11
30
42
58
60 W
11
28
132
51
120 W
10
28
184
50
120 W
40
100
48
98
HR (min-1)
VO2max (ml/kg/min)
101
5
119
12
118
16
120
48
Sutton, JAP (1988)
11
Maximal Aerobic Performance
at Extreme Altitude
altitude
0m
VO2max (ml/min/kg)
reduction (%)
50-70
7500 m
20
60 %
8000 m
17.5
65 %
8800 m
13.5
73 %
• normal values for men (80 yrs): 20 – 24 ml/kg/min
• heart failure: 18 ml/kg and less
• heart transplantation: < 14 ml/kg/min
12
4
13
Fald i VO2max med højde
Tommelfinger regel:
1 % fald per 100 m over
1500 m
Ingen effekt af
akklimatization:
- Det reducerede minut
volumen fastholdes
Calbet, Am J Physiol 284:R302-16, 2003
14
Peak
8125 mtr.
Camp III
7000 mtr.
Camp IV
7500 mtr.
Camp II
6200 mtr.
Camp I
5000 mtr.
Base camp
15
4000 mtr.
5
8500m
8000m
7500m
7000m
6000m
5 min
5 min
5 min
5 min
5 min
16
Effects of hypoxia on systemic and
pulmonary circulation
Bärtsch, P. et al Circulation 2007;116: 2191-2202
17
Transthoracic echocardiogram showing a parasternal short-axis
view of the right and left ventricles.
There is interventricular septal deviation toward the left as a
consequence of hypoxic pulmonary hypertension.
18
6
37-year-old male
mountaineer with highaltitude pulmonary edema
27-year-old mountaineer with recurrent
HAPE showing patchy distribution of
edema.
19
Effects of hypoxia on systemic and
pulmonary circulation
Bärtsch, P. et al Circulation 2007;116: 2191-2202
20
De-saturering ved arbejde i højden
Intensity 120 (n=3) / 60 Watt (n=2)
mtr. : 0
6100
7620
8840
Bärtsch, P. et al Circulation 2007;116: 2191-2202
21
7
Maximal iltoptagelse i højderne hos patienter med hjerteinsufficiens
Højde over
havets
overflade
30
25
92 m
20
1000 m
15
1500 m
10
2000 m
5
3000 m
r
Sv
æ
M
od
er
at
Le
t
0
Ra
sk
VO2-max (ml/min/kg)
35
Agostoni et al Am J Med 2000;109:450-5
22
Death Rate during Descent
20
18
% of deaths
16
22/117
Mount Everest
K2
14
12
10
8/96
8
6
4
2
0
32/1077
0/47
with supplemental O2
without supplemental O2
23
R.B. Huey, JAMA 284:181 (2000)
Acclimatization to High Altitude
Ventilatory
acclimatization:
Ventilation increases
over 2 weeks at a
given altitude.
Bender PR, JAP 1989;66:2733
24
8
Øget erythropoiese ved højde
●
●
60 dage på Mt. Everest
→ 25% øgning
65 dage ved 5260 m
→ 35 % øgning
●
●
Milledge, Ward and West. High Altitude
Physiology and Medicine, Chapman and Hall
25
Minutes to Complete 720kJ
Improvement of Submaximal
Performance with Acclimatization
105
90
75
60
40
Sea Level
VO2max (%) 100
Day 3
4300m
74
Day 10
4300m
74
Fulco, J Appl Physiol.
26
Ophold i
højden
27
9
Echocardiography at an
Altitude of 7620 m
28
Suarez, Am J Cardio. 1987
Puls
29
Akklimatisation til højde
1. Ventilation:
- Ventilationen øges over 2 uger
2. Øgning af blodets ilt-bærende kapacitet:
- Fald i plasma volumen
- Øget erythropoiese
3. Ilt tilbud til muskler:
Øget kapillarisering
30
10
Blodtrykket.
Stiger det … eller stiger det ikke i højden?
Frem og tilbage… kaffe og kage…..
Generel regel:
Uændret op til 4000 mtr.
Derefter + 20 mmHg
(Trykket i lungekredsløbet stiger markant (op til
15-24 mm Hg) … en af årsagerne til lungeødem)
31
Betydning af højde for præstationsevne
(hypoxi vs. ”tynd luft”)
32
Hjælper træning?
33
11
Stigning i systolisk pulmonalt tryk ved opstigning til 4559 meter
Maggiorini et al Ann Intern Med 2006;145:497-506
34
Højde tolerance hos patienter med
kardiovaskulær sygdom
I tilslutning til….
35
Højde ”tolerance” hos pt. med kardiovaskulær sygdom
Extra ”bekymringer”:
1.
Lav luftfugtighed
- Blodplade aktivering
Dehydrering
Sympatisk aktivitet
&
Katekolaminer 
2. Kulde + fysisk arbejde
- Udløse akut koronar
syndrom
- Aterosklerostiske pt. har
øget følsomhed for den
vasokonstriktoriske effekt
af katekolaminer

reduceret myokardie
perfusion
36
12
Højde ”tolerance” hos pt. med kardiovaskulær sygdom
Extra ”bekymringer”:
1.
Lav luftfugtighed
3. Ventilation 
Dehydrering
Respiratorisk alkalose
Sympatisk aktivitet
&
Katekolaminer 
2. Kulde + fysisk arbejde
Hypokaliæmi
(K+ optages i celler i udveksling med H+)
OBS. Diuretika behandlede.
Koronare spasmer
4. Hypoxisk pulmonær
hypertension
Hø ventrikel belastn.  iskæmi
Arrytmier
37
Simuleret højdeforsøg i pt. med KHI (EF 32-35%)
arbejdskapacitet
Raske falder med 3% per 1000 mtr.
Svær KHI pt. falder med 11% per 1000 mtr.
38
Pt. med kardiovaskulær sygdom og højde:
• Evt. angina forværres de første dage (puls & let BT øgning)
• Op til 2000-2500 mtr (lufttryk sv.t. alm. flyrejse!)
– Mild hypoxæmi og alkalose induceres
– pH bliver normal efter 1 dag.
– Arbejdskapaciteten er næsten som ved havoverfladen.
• Op til 3000-3500 mtr.
– Kun minimal risiko ved stabil coronar sygdom.
– Pt. skal være asymptomatiske eller må kun have angina ved svær
anstrengelse (CCS I-II).
– Velkontrolleret blodtryk; negativ arbejdstest;
– Ingen arrytmier, KHI eller KOL.
– Langsom opstigning (350 mtr/dag > 2000 mtr.)
• Pt. med svær KHI, ustabil koronar sygdom og/eller ødemer skal
undgå opstigning (højde?).
• Pt. med pulmonær hypertension skal undgå opstigning til højder >
1500-2000 mtr. Overveje supplerende ilt ved flyrejser.
39
13
Kan denne mand deltage i en trekking tur,
Anapurna rundt (4000 -5500 mtr) ?
• 65 årig mand med kendt hjerteinsufficiens på iskæmisk basis.
Tidl. AMI x 2 sidst i 2009 beh. med PCI. 40% stenose lades
urørt.
CCS kl. 0. NYHA kl. II. LVEF 30%.
Går dagligt ture og svømmer x 1/uge uden problemer.
Risikofaktorer: Ikke DM, stoppet med at ryge, total kolesterol
4,0 mmol/l, LDL 2,0 mmol/l, BMI 25,
BT 120/70, EKG: SR
Medicin:
ACE-hæmmer (Odrik 4 mg x 1)
ß-blokker (Selo-Zok 100 mg x 2)
HMG-CoA-reduktase hæmmer (Simvastatin 40 mg x 1)
Magnyl 75 mg x 1
40
Andre problemer
50-år mand: Sløret syn og skotomer i højre øje.
Set umiddelbart efter 2-uger hiking i Andes bjergene (6000 m),
m/azetolamide (Diamox. Kulsyre anhydrase hæmmer). Ingen symptomer under
hiking.
Visus: 20/50 (hø) og 20/20 (ve). Normalt farvesyn. Småblødninger i hø øje (A)
og perikapillære blødning i ve (B). Ingen papilødem.
Diagnose: “High altitude retinopathy”. Ikke ualmindeligt > 5000 m.
Beh.: afventende kontrol. Fund væk efter 2 mdr.
41
14