Choroba wysokościowa
Etiologia i przyczyny
Choroba wysokościowa jest wynikiem hipoksji spowodowanej obniżonym ciśnieniem parcjalnym tlenu (PO2) na dużych wysokościach, co prowadzi do hipoksemii i niedotlenienia tkanek. Objawy pojawiają się zwykle powyżej 1500 m, a ryzyko wzrasta znacząco powyżej 2500 m, szczególnie przy szybkim wznoszeniu się (>500 m/dzień powyżej 3000 m). Najczęstsza forma to ostra choroba górska (AMS) z objawami takimi jak ból głowy, nudności i zmęczenie, pojawiająca się w ciągu 6-12 godzin od ekspozycji. Poważniejsze postaci to wysokogórski obrzęk mózgu (HACE) i płuc (HAPE), które mogą prowadzić do śmierci w ciągu 12-24 godzin bez leczenia. Czynniki ryzyka obejmują szybkie tempo wznoszenia, niską wysokość początkową, sen na dużej wysokości, wcześniejsze epizody choroby, intensywny wysiłek fizyczny oraz predyspozycje genetyczne. Dodatkowo, choroba może być nasilona przez spożycie alkoholu, odwodnienie, infekcje dróg oddechowych i stosowanie leków uspokajających.
- Choroba wysokościowa – Etiologia, przyczyny, czynniki sprawcze
- Czynniki ryzyka choroby wysokościowej
- Patofizjologia choroby wysokościowej
- Rola szybkości wznoszenia i aklimatyzacji
- Przyczyny specyficznych form choroby wysokościowej
- Patogeneza wysokogórskiego obrzęku mózgu (HACE)
- Patogeneza wysokogórskiego obrzęku płuc (HAPE)
- Czynniki ryzyka specyficzne dla HAPE i HACE
- Podsumowanie etiologii choroby wysokościowej
Choroba wysokościowa – Etiologia, przyczyny, czynniki sprawcze
Choroba wysokościowa (ang. Altitude sickness) to stan patologiczny występujący, gdy organizm nie ma wystarczająco dużo czasu na adaptację do niższej dostępności tlenu na dużych wysokościach. Główną przyczyną choroby wysokościowej jest hipoksja, czyli zmniejszona podaż tlenu do tkanek, spowodowana obniżonym ciśnieniem parcjalnym tlenu (PO2) w powietrzu wdychanym na dużych wysokościach12. Wraz ze wzrostem wysokości ciśnienie atmosferyczne (barometryczne) spada, co prowadzi do zmniejszenia liczby cząsteczek tlenu dostępnych w każdym oddechu, mimo że procentowa zawartość tlenu w powietrzu pozostaje na poziomie około 21%34.
Podstawowy mechanizm patofizjologiczny
Na dużych wysokościach, przy niższym ciśnieniu atmosferycznym, pęcherzyki płucne nie są w stanie transportować wystarczającej ilości tlenu do krwi5. Prowadzi to do hipoksemii, czyli niskiego poziomu tlenu we krwi, co z kolei powoduje niedotlenienie tkanek (hipoksję). W warunkach niskiego ciśnienia parcjalnego tlenu organizm uruchamia szereg mechanizmów kompensacyjnych, w tym zwiększoną częstość oddechów i przyspieszoną pracę serca, aby dostarczyć więcej tlenu do tkanek67. Jeśli tempo wznoszenia jest zbyt szybkie, mechanizmy te nie mają wystarczająco dużo czasu na efektywną adaptację, co prowadzi do objawów choroby wysokościowej8.
Mózg jest najbardziej wrażliwym narządem na hipoksję i stres tlenowy przy podstawowym poziomie metabolicznym. Dlatego objawy choroby wysokościowej są pośredniczone głównie przez ośrodkowy układ nerwowy (OUN)9. U wielu osób przebywających na dużej wysokości oddychanie podczas snu rozwija okresowy wzorzec, który może przyczyniać się do rozwoju objawów10.
Wpływ wysokości na organizm
Choroba wysokościowa może wystąpić po raz pierwszy na wysokości 1500 metrów (4900 stóp), ale objawy stają się poważne na ekstremalnych wysokościach (powyżej 5500 metrów, czyli 18000 stóp)11. Najczęściej jednak choroba wysokościowa dotyka osoby, które szybko wznoszą się na wysokości powyżej 2500 metrów (8000 stóp) nad poziomem morza1213.
Ryzyko wystąpienia choroby wysokościowej zwiększa się znacząco wraz z wysokością. Badania wykazały, że około 25% osób śpiących na wysokości powyżej 8000 stóp (2400 m) doświadcza objawów ostrej choroby górskiej (AMS), natomiast wskaźnik ten wzrasta do 40-50% u osób śpiących na wysokości powyżej 10000 stóp (3000 m)14. Na wysokościach powyżej 18000 stóp (5500 m) odsetek ten może sięgać nawet 75%15.
Formy choroby wysokościowej
Choroba wysokościowa może przybierać różne formy o zróżnicowanym nasileniu16:
- Ostra choroba górska (AMS – Acute Mountain Sickness) – najczęstsza forma, charakteryzująca się bólem głowy, mdłościami, zmęczeniem i zawrotami głowy, pojawiającymi się w ciągu 6-12 godzin po wejściu na dużą wysokość17.
- Wysokogórski obrzęk mózgu (HACE – High Altitude Cerebral Edema) – poważna postać choroby wysokościowej, w której dochodzi do obrzęku mózgu z powodu gromadzenia się płynu18.
- Wysokogórski obrzęk płuc (HAPE – High Altitude Pulmonary Edema) – stan zagrażający życiu, w którym płyn gromadzi się w płucach. Jest to najczęstsza przyczyna zgonów związanych z chorobą wysokościową19.
HACE i HAPE mogą rozwinąć się jako postęp AMS lub wystąpić niezależnie. HAPE jest śmiertelny w ciągu 12 godzin, jeśli nie jest leczony, natomiast HACE może prowadzić do śmierci w ciągu 24 godzin20.
Czynniki ryzyka choroby wysokościowej
Główne czynniki ryzyka
Najważniejszym i najbardziej modyfikowalnym czynnikiem ryzyka wystąpienia choroby wysokościowej jest zbyt szybkie wznoszenie się na dużą wysokość21. Inne istotne czynniki ryzyka obejmują22:
- Wysokość początkowa (wysokość miejsca zamieszkania) – osoby mieszkające na niskich wysokościach są bardziej narażone2324
- Maksymalna osiągnięta wysokość25
- Wysokość, na której się śpi – szczególnie ważna, gdyż sen na dużej wysokości zwiększa ryzyko rozwoju choroby26
- Wcześniejsze epizody choroby wysokościowej – osoby, które wcześniej doświadczyły choroby wysokościowej, mają około 3 razy większe ryzyko jej ponownego wystąpienia2728
- Intensywność wysiłku fizycznego na dużej wysokości – wyczerpujący wysiłek, szczególnie w pierwszych dniach pobytu, zwiększa ryzyko29
- Predyspozycje genetyczne – czynniki genetyczne mogą wpływać na podatność na chorobę wysokościową, szczególnie na HAPE3031
Populacje zwiększonego ryzyka
Każda osoba niezaaklimatyzowana, udająca się na wysokość snu powyżej 2450 m (8000 stóp), a czasem nawet niższą, jest narażona na chorobę wysokościową32. Dodatkowo, osoby, które skutecznie przystosowały się do jednej wysokości, są zagrożone podczas przemieszczania się na wyższe wysokości snu, szczególnie jeśli przyrost wysokości wynosi 600-900 m (2000-3000 stóp)33.
Osobom z istniejącymi wcześniej schorzeniami medycznymi zaleca się konsultację z lekarzem specjalizującym się w medycynie wysokogórskiej przed podróżą na duże wysokości34. Szczególnie narażone mogą być osoby z:35
- Niedokrwistością sierpowatokrwinkową
- Ciążą
- Niewydolnością serca
- Niestabilną dławicą piersiową
- Mukowiscydozą
- Przewlekłą obturacyjną chorobą płuc (POChP)
- Bezdechem sennym
Warto zauważyć, że choć osoby z powyższymi schorzeniami mogą być mniej zdolne do tolerowania zmian wysokości, to same te schorzenia nie zwiększają automatycznie ryzyka wystąpienia choroby wysokościowej36.
Czynniki nietypowe i mity
Istnieje kilka powszechnych błędnych przekonań na temat czynników ryzyka choroby wysokościowej:
- Sprawność fizyczna – Powszechnym błędnym przekonaniem jest to, że dobra kondycja fizyczna chroni przed chorobą wysokościową. Rzeczywistość jest taka, że nawet osoby w doskonałej formie mogą doświadczyć choroby wysokościowej, jeśli wznoszą się zbyt szybko3738.
- Płeć – Mimo że niektóre źródła sugerują, że mężczyźni mogą być bardziej narażeni na chorobę wysokościową niż kobiety39, większość badań wskazuje, że płeć nie odgrywa znaczącej roli w podatności na AMS i HACE40.
- Wiek – Choć młodszy wiek jest czasem wymieniany jako czynnik ryzyka41, nie ma jednoznacznych dowodów na to, że wiek sam w sobie jest istotnym czynnikiem predysponującym do choroby wysokościowej.
Dodatkowe czynniki, które mogą zwiększać ryzyko to:4243
- Spożycie alkoholu, szczególnie w pierwszej nocy na dużej wysokości
- Odwodnienie
- Palenie tytoniu
- Aktualna infekcja dróg oddechowych
- Niewystarczająca podaż płynów
- Hipotermia
- Zażywanie leków uspokajających
Patofizjologia choroby wysokościowej
Mechanizmy patofizjologiczne
Dokładna patofizjologia ostrej choroby górskiej (AMS) i wysokogórskiego obrzęku mózgu (HACE) nie jest w pełni poznana, pomimo znaczących badań w tej dziedzinie44. Obecne dowody sugerują, że hipoksemia prowadzi do względnego zatrzymania płynów, w przeciwieństwie do typowej reakcji diurezy u osób niecierpiących na tę chorobę45.
W przypadku HACE uważa się, że obrzęk jest prawdopodobnie pozakomórkowy, spowodowany wyciekiem z bariery krew-mózg (obrzęk naczyniopochodny), a nie wewnątrzkomórkowy, spowodowany opuchnięciem komórek (obrzęk cytotoksyczny)46. Hipoksja może indukować rozszerzenie naczyń krwionośnych mózgu w odpowiedzi na niedotlenienie, co prowadzi do zwiększonego przepływu krwi i, w konsekwencji, wyższego ciśnienia w naczyniach włosowatych47.
Niektórzy badacze sugerują, że AMS jest podobna do migreny, gdyż obie choroby mają pewne podobieństwa, choć nie są identyczne48. Inni proponują, że pęcznienie mózgu może powodować niewielki wzrost ciśnienia wewnątrzczaszkowego, prowadząc do objawów ostrej choroby górskiej49.
W przypadku HAPE, głównym mechanizmem jest prawdopodobnie nasilone hipoksyczne zwężenie naczyń płucnych, które powoduje wzrost ciśnienia w tętnicy płucnej50. Prowadzi to do zwiększonego ciśnienia w naczyniach włosowatych płuc, co powoduje wyciek płynu do przestrzeni śródmiąższowej i pęcherzyków płucnych51. Zmniejszona biodostępność tlenku azotu i zwiększony poziom endoteliny-1 w naczyniach płucnych mogą przyczyniać się do nasilonego skurczu naczyń płucnych52.
Mechanizmy adaptacyjne organizmu
Organizm ma kilka mechanizmów adaptacyjnych, które pomagają przystosować się do niższego poziomu tlenu na dużych wysokościach53:
- Zwiększenie produkcji erytropoetyny, co prowadzi do wzrostu hematokrytu i stężenia hemoglobiny, zwiększając zdolność krwi do transportu tlenu
- Zwiększenie stężenia 2,3-BPG (2,3-bisfosfoglicerinian), co ułatwia uwalnianie tlenu z hemoglobiny i powoduje przesunięcie krzywej dysocjacji Hb-O2 w prawo
- Wydalanie wodorowęglanów przez nerki, co pomaga w adaptacji (zastosowanie acetazolamidu może wspomagać ten proces)
- Przewlekły hipoksyczny skurcz naczyń płucnych (może prowadzić do przerostu prawej komory serca)
Proces aklimatyzacji, czyli dostosowywania się organizmu do niższego poziomu tlenu, zwykle trwa od 3 do 5 dni54. W tym czasie organizm przywraca poziom tlenu w tkankach do normalnego lub prawie normalnego. Choroba wysokościowa może rozwinąć się przed zakończeniem procesu aklimatyzacji, ale nie po jego zakończeniu55.
Rola czynników genetycznych
Istnieją dowody na to, że czynniki genetyczne odgrywają rolę w podatności na chorobę wysokościową56. Osoby, które wcześniej doświadczyły choroby wysokościowej, mają większe ryzyko jej ponownego wystąpienia, co sugeruje genetyczną komponentę tej choroby57.
Nie wiadomo dokładnie, dlaczego niektórzy ludzie są bardziej podatni na HACE niż inni58. Jedna z teorii sugeruje, że różnice w wielkości mózgu mogą odgrywać rolę, choć zwiększenie objętości mózgu z powodu obrzęku prawdopodobnie nie powoduje impakcji sklepienia czaszki59.
Badania nad genetycznymi przyczynami podatności na chorobę wysokościową są aktywnie prowadzone, ale na chwilę obecną nie zidentyfikowano jednoznacznie specyficznych markerów genetycznych60.
Rola szybkości wznoszenia i aklimatyzacji
Wpływ szybkości wznoszenia
Szybkość wznoszenia jest najbardziej istotnym i modyfikowalnym czynnikiem ryzyka rozwoju choroby wysokościowej61. Choroba wysokościowa rozwija się, gdy tempo wznoszenia na wyższe wysokości przekracza zdolność organizmu do przystosowania się do tych wysokości z powodu zmniejszającego się poziomu tlenu62.
Im szybciej osoba wznosi się na dużą wysokość, tym większe jest prawdopodobieństwo wystąpienia choroby wysokościowej63. Szybkie wznoszenie nie daje organizmowi wystarczająco dużo czasu na adaptację do niższej zawartości tlenu w powietrzu64.
Ogólnie zaleca się, aby tempo wznoszenia nie przekraczało 500 metrów dziennie, gdy jest się już powyżej 3000 metrów65. Szczególnie ryzykowne są sytuacje, gdy podróżni muszą szybko wznieść się samolotem na wysokość 3400 m (11150 stóp), co stawia ich w kategorii wysokiego ryzyka AMS66.
Znaczenie aklimatyzacji
Aklimatyzacja to proces, w którym organizm dostosowuje się do niższego poziomu tlenu na dużej wysokości67. Jest to kluczowy czynnik w zapobieganiu chorobie wysokościowej. Proces aklimatyzacji zwykle trwa od 3 do 5 dni, a choroba wysokościowa może rozwinąć się przed zakończeniem tego procesu, ale nie po jego zakończeniu68.
Jedyną pewną metodą zapobiegania chorobie wysokościowej jest poświęcenie wystarczającej ilości czasu na wznoszenie69. Najlepszym sposobem na zapobieganie chorobie wysokościowej jest powolne wznoszenie70.
Przyzwyczajenie się do warunków na dużej wysokości poprzez spędzenie czasu na umiarkowanych wysokościach może zmniejszyć częstość występowania choroby wysokościowej71. Przebywanie na niższych wysokościach przez kilka dni przed wspinaczką na wyższe wysokości może znacznie zmniejszyć ryzyko wystąpienia objawów72.
Strategie dla bezpiecznego wznoszenia
Aby bezpiecznie wznosić się na duże wysokości i minimalizować ryzyko choroby wysokościowej, zaleca się następujące strategie73:
- Powolne wznoszenie, szczególnie powyżej 3000 metrów
- Dodanie dodatkowych dni do wędrówki, co może uczynić ją przyjemniejszą i bezpieczniejszą
- Unikanie intensywnego wysiłku fizycznego w pierwszych dniach pobytu na dużej wysokości
- Odpowiednie nawodnienie
- Unikanie alkoholu i leków uspokajających
- Rozważenie profilaktycznego przyjmowania acetazolamidu (Diamox) w sytuacjach wysokiego ryzyka
Celem podróżnego może nie być uniknięcie wszystkich objawów choroby wysokościowej, ale doświadczenie co najwyżej łagodnej choroby, unikając w ten sposób zmian w planie podróży lub potrzeby pomocy medycznej bądź ewakuacji74.
Przyczyny specyficznych form choroby wysokościowej
Patogeneza wysokogórskiego obrzęku mózgu (HACE)
Dokładna przyczyna HACE jest nieznana, ale przypuszcza się, że hipoksja (niedobór tlenu) prowadzi do odpowiedzi neurohumoralnych i hemodynamicznych w mózgu, powodując wycieki z łożysk mikronaczyniowych i obrzęk75. HACE jest prawdopodobnie spowodowany miejscowym rozszerzeniem naczyń krwionośnych mózgu w odpowiedzi na hipoksję, co prowadzi do zwiększonego przepływu krwi i, w konsekwencji, wyższego ciśnienia w naczyniach włosowatych76.
Obrzęk mózgu jest prawdopodobnie wynikiem obrzęku naczyniopochodnego, czyli przenikania przez barierę krew-mózg, a nie obrzęku cytotoksycznego, czyli zatrzymania płynów w komórkach77. Postawiono hipotezę, że czynnik wzrostu śródbłonka naczyniowego (VEGF) może powodować przepuszczalność naczyń, która jest u podstaw HACE78.
Chociaż istnieją silne dowody na to, że obrzęk naczyniopochodny odgrywa główną rolę w HACE, obrzęk cytotoksyczny, czyli zatrzymanie płynów w komórkach, również może mieć swój udział79. Obrzęk cytotoksyczny może być spowodowany niewydolnością komórkowych pomp jonowych, która wynika z hipoksji80.
Inna teoria dotycząca przyczyny HACE mówi, że hipoksja może indukować syntazę tlenku azotu81. Rozszerzenie naczyń jest spowodowane uwalnianiem tlenku azotu i adenozyny82, co z kolei może zwiększać przepuszczalność naczyń i powodować obrzęk83.
Patogeneza wysokogórskiego obrzęku płuc (HAPE)
HAPE jest potencjalnie śmiertelnym następstwem szybkiego wznoszenia się na dużą wysokość84. Występuje zazwyczaj 2-4 dni po szybkim wejściu na wysokości przekraczające 2500 m (8202 stóp)85.
Patogeneza HAPE nadal jest przedmiotem badań, jednak prawdopodobnie jest wywołana przez wzrost ciśnienia w tętnicy płucnej z powodu normalnego zwężenia naczyń płucnych wywołanego przez hipoksję86. Prowadzi to do przeciekania płynu przez błonę pęcherzykowo-włośniczkową spowodowanego nadmierną hipoksją87.
Główny mechanizm HAPE to prawdopodobnie nadmierne zwężenie naczyń płucnych spowodowane hipoksją, które powoduje zwiększone ciśnienie w naczyniach włosowatych płuc88. To podwyższone ciśnienie prowadzi do wycieku płynu do przestrzeni śródmiąższowej i pęcherzyków płucnych, powodując upośledzenie utlenowania89.
Częstość występowania HAPE u nieaklimatyzowanych alpinistów na wysokości 4600 m (15000 stóp) wynosi około 4%90. Ostra choroba górska nie jest warunkiem wstępnym do rozwoju HAPE91.
Czynniki ryzyka specyficzne dla HAPE i HACE
Czynniki ryzyka dla HAPE obejmują92:
- Budowę genetyczną
- Wcześniejszą historię HAPE
- Niektóre istniejące wcześniej schorzenia płuc i serca
- Historię wysokiego ciśnienia w tętnicy płucnej
- Płeć męską (mężczyźni mają tendencję do częstszego występowania HAPE niż kobiety)
- Przybycie na dużą wysokość z infekcją dróg oddechowych, szczególnie u dzieci
Dodatkowe czynniki ryzyka dla HAPE obejmują93:
- Wznoszenie się zbyt szybko, niezależnie od tego, jak zdrowy lub w jakiej formie jesteś
- Istniejące wcześniej nadciśnienie płucne
- Różnice w strukturach serca, w tym wewnątrzsercowe przecieki i nieprawidłowości naczyń krwionośnych
- Niskie temperatury
- Infekcje dróg oddechowych
Czynniki ryzyka dla HACE obejmują94:
- Dalsze wznoszenie się pomimo objawów AMS (główny czynnik ryzyka)
- Wysokość (ryzyko HACE lub AMS zwiększa się wraz z wysokością)
- HAPE (HACE często występuje wtórnie do HAPE, prawdopodobnie z powodu szybko pogarszającej się hipoksji, co jest równoważne z dalszym wznoszeniem)
Istotny jest również fakt, że każdy stan, który zajmuje miejsce w mózgu, taki jak guz mózgu, wodogłowie lub niedawne krwawienie, zwiększa ryzyko HACE, ponieważ jest mniej miejsca na obrzęk mózgu95.
Podsumowanie etiologii choroby wysokościowej
Choroba wysokościowa jest spowodowana przede wszystkim zmniejszoną dostępnością tlenu na dużych wysokościach, wynikającą z niższego ciśnienia atmosferycznego9697. Głównym czynnikiem ryzyka, który może być modyfikowany, jest zbyt szybkie wznoszenie się na dużą wysokość98.
Choroba wysokościowa może przybierać różne formy, od łagodnej ostrej choroby górskiej (AMS), po potencjalnie śmiertelne stany, takie jak wysokogórski obrzęk mózgu (HACE) i wysokogórski obrzęk płuc (HAPE)99.
Najskuteczniejszym sposobem zapobiegania chorobie wysokościowej jest powolne wznoszenie się, które pozwala organizmowi na aklimatyzację100. Acetazolamid (Diamox) może być stosowany profilaktycznie do zmniejszenia ryzyka wystąpienia choroby wysokościowej101.
Zrozumienie mechanizmów patofizjologicznych choroby wysokościowej, w tym roli hipoksji, obrzęku mózgu i zwężenia naczyń płucnych, jest kluczowe dla skutecznego zapobiegania i leczenia tego schorzenia102103.
Świadomość czynników ryzyka, w tym historii wcześniejszych epizodów choroby wysokościowej, wysokości początkowej i docelowej, tempa wznoszenia oraz indywidualnych predyspozycji genetycznych, pozwala na lepsze przygotowanie się do podróży na duże wysokości i minimalizację ryzyka zachorowania104105.
Kolejne rozdziały
Zapraszamy do dalszego czytania naszego leksykonu.
Wybierz kolejny rozdział z menu poniżej, aby otworzyć nową podstronę kompedium wiedzy i uzyskać szczegółowe informację o leku, substancji lub chorobie.