In november 2018 liep ik een meerweekse tocht in de Solokhumbu, de regio in de Nepalese Himalaya waar Mount Everest ligt. Ik liep in ruim twee weken een tocht van 175 km waarbij ik 3 passen van boven de 5400m overstak. Prachtige weken om nooit te vergeten door de oneindige vergezichten en fysieke beproevingen, maar óók doordat ik me zo kwetsbaar voelde toen ik om me heen zag wat de hoogte met mensen die niet goed geacclimatiseerd zijn, doet. Hier volgt een beknopt van de fysiologische veranderingen die op hoogte optreden en de meest voorkomende hoogtegerelateerde ziektebeelden; acute hoogteziekte, hoogte hersenoedeem en hoogte longoedeem. Dit overzicht is niet volledig, maar is bedoeld om een globaal overzicht te geven.

Hoogte, luchtdruk en acclimatisatie

Hoe hoger, hoe lager de luchtdruk is. Hoewel het percentage van elk gas dat bijdraagt aan de luchtdruk op hoogte hetzelfde blijft- 78% stikstof, 21% zuurstof en 1% andere gassen zoals koolstofdioxide en waterdamp-, daalt op hoogte wel de partiele druk van ieder van deze afzonderlijke gassen. Het lichaam moet zich aanpassen aan de lagere zuurstofspanning die dit tot gevolg heeft, om ervoor te zorgen dat er geen hypoxie op weefselniveau optreedt. In dit proces van acclimatisatie staan een aantal veranderingen in de ademhaling en in het cardiovasculaire systeem centraal, die nu zullen worden besproken.

De ademhaling

Wat betreft de ademhaling zijn de belangrijkste processen toename van de ademfrequentie en het teugvolume, met als gevolg alveolaire hyperventilatie. Hierdoor ontstaat een extreme hypocapnie die tot een hoogte van 5500 metabool gecompenseerd kan worden door renale klaring van bicarbonaat, maar daarboven niet meer. Tevens is er sprake van een toegenomen diffusiecapaciteit in de longen door uitzetting van het pulmonale vaatbed. Wel is er tegelijkertijd een afname van de diffusiesnelheid, door een afgenomen verschil in zuurstofspanning in de alveolus en in de capillair.

De circulatie

Het cardiovasculaire systeem past zich allereerst aan door een toegenomen cardiac output (met name toename van de hartfrequentie) door prikkeling van het centrale zenuwstelsel door hypoxie. Tevens vindt er een een verschuiving van de zuurstofdissociatiecurve naar links plaats door de respiratoire alkalose (en dus een toename van de zuurstofaffiniteit van hemoglobine). De derde belangrijke fysiologische verandering is een toename van het hemoglobinegehalte. Initieel berust deze Hb-toename op een afname van de hoeveelheid plasma door de toegenomen diurese; later is dit effect toe te schrijven aan een toegenomen erytropoetine (EPO) productie.
In de longen is de reactie op hypoxie vasoconstrictie. Samen met een toegenomen cardiac output leidt deze hypoxische pulmonale vasoconstrictie tot een toename in de pulmonaaldruk; een bovengemiddelde toename van deze pulmonaaldruk is een risicofactor voor het ontwikkelen van HAPE ( high altitude pulmonary edema; dit ziektebeeld zal in het hieropvolgende artikel worden besproken).

De weefsels

In de weefsels heeft de linksverschuiving van de zuurstofdissociatiecurve maar een minimaal effect op de zuurstofafgifte, omdat de curve hier minder steil is.
Ook op weefselniveau vinden er specifieke acclimatisatieprocessen plaats. Zo neemt het aantal capillairen per volume-eenheid toe als gevolg van atrofie van de spiervezels. De maximale zuurstofopname van de weefsels neemt echter snel af boven de 4600m, omdat het aantal mitochondrieen afneemt maar de oxidatieve enzymactiviteit toeneemt.

Hoogtegerelateerde ziektebeelden

Met bovenstaande hoogtefysiologie in acht genomen, zullen in het artikel dat volgende week verschijnt, de meest voorkomende ziektebeelden die voorkomen op hoogte en de achterliggende pathofysiologie worden besproken: acute mountain sickness (AMS), high altitude cerebral edema (HACE) en high altitude pulmonary edema (HAPE).

Literatuur

Diercks, R. (2016). Leerboek sportgeneeskunde (1e editie). Houten, Nederland: Bohn Stafleu van Loghum.
Donegani, E., Paal, P., …, & Hillebrandt, D. (2016). Drug Use and Misuse in the Mountains: a UIAA MedCom Consensus Guide for Medical Professionals. High alt med biol 17(3).
Duff, J. (2007). First aid and wilderness medicine (10e editie). Milnthorpe, UK: Cicerone Press
Johnson, C., Anderson, …, & Warrel, D. (2008). Oxford handbook of expedition and wilderness medicine (2e editie). Oxford, UK: Oxford University Press
Willems, H. (2014). Hoogteziekte, theorie en praktijk (1e editie). Huis ter Heide, Nederland: Han Willems.
De UIAA richtlijn: https://www.theuiaa.org/mountain-medicine/medical-advice/
De WMS richtlijn: https://www.wemjournal.org/article/S1080-6032(14)00257-9/fulltext