Эритропоэтин

Эритропоэтин — гормон гликопротеидной природы, секреция которого осуществляется преимущественно в почках и в меньшей степени в печени. Обобщенные результаты 15 исследований показывают, что после подъема в горы происходит увеличение уровня эритропоэтина в покое в 2—3 раза. Концентрация его достигает максимального значения примерно через 24—48 ч, после чего начинает постепенно снижаться, однако даже при длительном пребывании в горных условиях не возвращается к значениям, которые наблюдаются на уровне моря. Изменения уровня эритропоэтина под влиянием физической нагрузки при кратковременном и продолжительном пребывании в горах изучены недостаточно, поэтому определить, происходит ли усиление изменений концентрации эритропоэтина при выполнении физических упражнений в условиях гипоксии, в настоящее время не представляется возможным. Первоначальная стимуляция его выработки при кратковременном пребывании в горах обусловлена снижением парциального давления кислорода в тканях организма, в частности в коре надпочечников (Jelkmann, 1992). В роли элемента, чувствительного к изменениям концентрации кислорода в почках, может выступать гем-содержащий белок (Goldberg et al., 1998) либо фермент, который называется индуцируемый гипоксией фактор-1 а-пролил-гидроксилаза (hypoxia-inducible factor-1а prolyl-hydroxylase, HIF-PH) (Ivan ct al., 2001; Jakkola et al., 2001). В присутствии снижения доставки кислорода активация такого чувствительного элемента приводит к синтезу HIF-1a, который затем связывается с активным сайтом в области энхансера гена эритропоэтина и активирует его транскрипцию (Semenza et al., 1991). Быстрое повышение уровня эритропоэтина стимулирует процессы кроветворения, и в результате при продолжительном пребывании в горных условиях приводит к увеличению выработки эритроцитов.

Снижение уровня эритропоэтина почти до значений, наблюдающихся на уровне моря, несмотря на сохраняющуюся гипоксемию, объяснить довольно сложно. Как и в случае любого другого гормона, здесь существует динамическое равновесие между образованием и расходованием. Если возрастание эритроидной активности, обусловленное продолжительным пребыванием в горных условиях, сопровождается увеличением расходования эритропоэтина, тогда его содержание в плазме может снизиться в результате повышения интенсивности оборота гормона. Кроме того, объяснить снижение уровня эритропоэтина в условиях сохранения системной гипоксии могут и другие факторы, которые изменяются при увеличении продолжительности пребывания в горных условиях, например повышение уровня 2,3-дифос-фоглицерата (Miller et al., 1973), понижение уровня симпатической стимуляции (Mazzeo, Reeves, 2003) и снижение активности фактора HIF-1a (D’Angelo et al., 2003).

Гормоны, регулирующие водный баланс

Система ренин-ангиотензин-алъдостерон. Ренин — это гликопротеин, секреция которого происходит в юкстагломерулярных клетках почек. Он расщепляет ангиотензиноген, циркулирующий в крови, с образованием ангиотензина I, который подвергается дальнейшим превращениям в активную форму — ангиотензин II, которое происходит при участии аигиотен-зиипревращающего фермента в сосудистом эндотелии легких. Ангиотензин II — мощный сосудосуживающий фактор, стимулирует секрецию альдостерона в коре надпочечников. Количественную оценку ренина обычно проводят путем инкубации анализируемого образца и определения образовавшегося количества ангиотензина I. Таким образом получают значение активности ренина в плазме. Обобщение результатов 25 исследований свидетельствует о снижении активности ренина в плазме в состоянии покоя на 9 % при кратком временном воздействии горных условий; при увеличении времени пребывания в горах происходит дальнейшее снижение его активности еще на 10 %. Неизвестно, что именно является сигналом для небольшого и продолжающегося снижения активности и концентрации ренина в плазме при воздействии горных условий, в то же время известно, что ренин обычно высвобождается в ответ на p-адренергическую стимуляцию и снижение артериального давления (Bouissou et al.,, 1989). Поскольку βадренергическая стимуляция возрастает при кратком и снижается при длительном пребывании в горах, можно было бы ожидать параллельного повышения и снижения активности и концентрации ренина в плазме. Гипоксическое подавление его активности в плазме при кратком и долговременном пребывании в горах может быть связано с повышением концентрации предсердного натрийуретического пептида при срочной реакции организма на горные условия (Johnston et al., 1989) или стимуляцией внутрипочечных барорецепторов вследствие усиления кровообращения в почках при долговременной реакции на пребывание в горах (Hogan et al., 1973; Olsen, 1995).

Как и в случае выполнения физических упражнений на уровне моря, при кратком и продолжительном пребывании в горах регулярная двигательная активность сопровождается повышением активности и концентрации ренина в плазме в 2—3 раза (Maher et al., 1975; Bouissou et al., 1988; Bartsch et al., 1991a; Rock et al., 1993). Обобщенные результаты исследований свидетельствуют о том, что относительное увеличение активности или концентрации ренина в плазме при физической нагрузке по сравнению с состоянием покоя практически одинаково во всех случаях (-150—233 %), точно так же не обнаружено различий и в абсолютных показателях, достигаемых в разных условиях.

Несмотря на существование сомнений, в настоящее время практически все исследователи пришли к единому мнению о том, что в условиях гипоксии не происходит подавления активности ангиотензинпревращающего фермента и образования ангиотензина II (Milledge, Catley, 1987; Raff et al., 1989). Таким образом, даже в горных условиях секреция альдостерона остается под доминирующим контролем системы ренин-ангиотензин (Olsen, 1995), поэтому не удивительно, что по обобщенным результатам 28 исследований уровень альдостерона в состоянии покоя снижается на 30 и 50 % по сравнению с уровнем моря при кратком и продолжительном пребывании в горах соответственно. Хотя наиболее вероятной причиной снижения уровня альдостерона при пребывании в горах является снижение уровня ренина (Olsen, 1995), свой вклад могут вносить также уменьшение концентрации ионов К+ и АКТГ, сопровождающее процесс акклиматизации к горным условиям (Okazaki et al., 1984).

Как и в случае выполнения физических упражнений на уровне моря, двигательная активность при кратком и продолжительном пребывании в горах сопровождается повышением уровня альдостерона в 2—3 раза (Sutton, 1977; Bouissou et al., 1988; Bartsch et al., 1991a; Braun et al., 2000; Beidleman et al., 2002). Обобщение результатов исследований свидетельствует о том, что во всех условиях относительная величина повышения уровня альдостерона практически одинакова (-169—244 %), однако достигаемый абсолютный уровень в горных условиях ниже за счет более низкого исходного уровня. Причиной снижения уровня альдостерона в состоянии покоя и при выполнении физических упражнений может быть усиление натрийуреза и диуреза при срочной и долговременной реакции на пребывание в горах. Эти физиологические адаптации полезны для организма, поскольку повышают концентрацию гемоглобина и улучшают транспорт кислорода, а также способствуют уменьшению отека головного мозга и, следовательно, симптомов острой горной болезни (Hackett, 1999).

Предсердный натрийуретический пептид. Секреция предсердного натрийуретического пептида (ПНП) происходит в мышечных волокнах предсердий в ответ на чрезмерное растяжение предсердий. Несмотря на противоречивость представленных в литературе данных, обобщение результатов 21 исследования свидетельствует о том, что уровень ПНП повышается на 26 % при кратком и возвращается к норме при долговременном пребывании в горах. Первичным стимулом выделения ПНП может быть гипоксическое сужение кровеносных сосудов, происходящее при кратком пребывании в горах, однако этот фактор не позволяет объяснить последующего снижения уровня ПНП, учитывая стабильное повышение артериального давления в легких при увеличении продолжительности пребывания в горах (Boussuges et al., 2000). Принимая во внимание стимулирующий эффект HIF-1a на трансактивацию ПНП в миоцитах предсердий в условиях гипоксии (Chen Y.F. et al., 1997), стимуляция и подавление экспрессии HIF-la могут быть одной из причин повышения и снижения уровня ПНП (D’Angelo et al., 2003).

Как и в случае выполнения физических упражнений на уровне моря, регулярная двигательная активность при кратком и продолжительном пребывании в горах приводит к повышению уровня ПНП на 50—150 % (Bartsch et al., 1991а; Olsen et al., 1992; Rock et al., 1993; Braun et al., 2000). Обобщение данных исследований говорит о том, что относительная величина повышения уровня ПНП, индуцированного физической нафузкой, ниже при длительном пребывании в горах (-3 %) по сравнению с уровнем моря (-88 %) и кратким пребыванием в горах (-72 %). Причиной внезапного повышения уровня ПНП может быть усиление диуреза и уменьшение объема плазмы крови, которые наблюдаются при кратком пребывании на высоте.

Антидиуретический гормон. Антидиуретический гормон (АДГ) или вазопрессин является пептидным гормоном, который запасается в задней доле гипофиза и секретируется под влиянием увеличения осмотического давления. Обобщение результатов 16 исследований показывает, что концентрация АДГ возрастает на 10 % при краткосрочном пребывании в горах и возвращается к исходному уровню при длительном нахождении на высоте. Недостаточное количество исследований не позволяет сделать каких-либо заключений в отношении изменений уровня АДГ при воздействии физической нагрузки. В одной из работ (Bartsch et al., 1991а) сообщается о том, что относительная величина изменений концентрации АДГ, индуцированных физической нагрузкой, одинакова на уровне моря и при кратком пребывании в горах, тогда как в другой работе (Robach et al., 2002) обнаружено усиление секреции АДГ во время выполнения упражнении при кратком пребывании в горах. Очевидно, что для окончательных выводов в отношении изменений АДГ при выполнении физических упражнений в горах необходимо проведение дополнительных исследований. Небольшое повышение АДГ при кратком пребывании в горах может быть результатом повышения активности периферических хеморецепторов (Share, Levy, 1966) или осмоляльности плазмы (Bestle et al., 2002; Maresh et al., 2004). В то же время эти факторы не объясняют дальнейшего снижения содержания АДГ, поскольку при долговременной адаптации организма к горным условиям активность хеморецепторов (Bisgard, Forster, 1996) и осмоляльность плазмы (Blume et al., 1984; De Angelis et al., 1992; Bestle et al., 2002; Maresh et al., 2004) повышаются. Было обнаружено, что уровень АДГ характеризуется отрицательной корреляцией с артериальным давлением (АД) крови (Heyes et al., 1982). Таким образом, резкое снижение АД при кратковременном пребывании в горах может стимулировать повышение уровня АДГ, тогда как постепенное повышение АД при увеличении продолжительности пребывания в горах может способствовать восстановлению нормального уровня АДГ. Учитывая, что повышение уровня АДГ препятствует проявлению положительного влияния диуреза, причины небольшого повышения АДГ при кратком пребывании в горах остаются непонятными.