Summary
The most important adaptive mechanism to acute hypoxia is alveolar hyperventilation which improves the oxygen uptake in the lung. The delivery of oxygen to the particular organs is regulated according to their vital function. An essential adaptive mechanism can not be observed above an inspiratory O2 partial pressure of 100 mm mercury, corresponding to an altitude of about 3000 m in normals. In contrast, in patients with cardio-pulmonary disturbances adaptive mechanisms take place at far lower altitudes. Especially in patients with arterial hypoxemia, pulmonary hypertension and occlusive vascular disease moderate hypoxia may lead to decompensation of an a priori unstable equilibirum.
Zusammenfassung
Der wichtigste Adaptationsmechanismus an akute Hypoxie ist die alveoläre Hyperventilation und damit die Verbesserung der Sauerstoffaufnahme in der Lunge. Bei der Sauerstoffabgabe an die Gewebe setzt der Organismus Prioritäten entsprechend der vitalen Funktion der Organe. Wesentliche akute Akklimatisationsvorgänge finden erst ab einem inspiratorischen Sauerstoffpartialdruck unter 100 mm Hg, entsprechend einer Höhe von etwa 3000 m statt. Dagegen ist bei Erkrankungen des cardiopulmonalen Systems bei weit geringerer Höhenexposition mit dem Auftreten von Adaptationsmechanismen zu rechnen. Insbesondere bei Patienten mit vorbestehender arterieller Hypoxämie, pulmonaler Hypertonie oder obliterierenden Gefäßerkrankungen kann bereits eine geringe akute Hypoxie zur Dekompensation eines labilen Zustandes führen.
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Literatur
Ball, W.C. Jr., Stewart, P.B., Newsham, L.G.S., Bates, D.V.: Regional pulmonary function studied with xenon133. J. clin. Invest.41, 519 (1962)
Benesch, R., Benesch, R.E.: The effect of organic phosphates from the human erythrocyte on the allosteric properties of hemoglobin. Biochem. biophys. Res. Commun.26, 162 (1967)
Bert, P.: La Pression Barométrique: Recherches de physiologie expérimentale. Paris, Masson, 1878
Daly, M., DeB Scott, M.J.: J. Physiol.165, 1979 (1963)
Eaton, J.W., Brewer, G.J., Grover, R.F.: Role of red cell 2,3-diphosphoglycerate in the adaptation of man to altitude. J. Lab. clin. Med.73, 603 (1969)
Euler, U.S. von, Liljestrand, G.: The regulation of respiration during muscular work. Acta physiol. scand.12, 268 (1946)
Hartmann, B., Unger, M., Debelic, M., Hilpert, P.: Blutgaswerte und Atemwegswiderstand bei Gesunden und bei Patienten mit obstruktiven Atemwegserkrankungen vor und nach Höhenadaptation. Respiration31, 7 (1974)
Hultgren, H.N., Grover, R.F.: Circulatory adaption to high altitude. Amer. Rev. Med.19, 119 (1968)
Hultgren, H.N., Flam, M.D.: Pulmonary oedema. Modern Con. Cardiovas. Dis.28, 1 (1969)
Klausen, K.: Cardiac output in man in rest and work during and after acelimatiration to 3,800 m. J. Appl. Physiol.21, 609 (1966)
Kleeberg, U.R., Rühle, K.H., Schilling, M., Freitag, M., Schleh, H., Konietzko, N., Matthys, H.: Adaptation of the Oxygen Affinity of Haemoglobin in Acute Hypoxia. Europ. J. clin. Invest.4, 47 (1974)
Konietzko, N., Schlehe, H., Gerke, E., Adam, W.E., Matthys, H.: Early changes in regional ventilation and blood flow of the lung during acute normobaric hypoxia. Pneumonologie (zur Publikation eingereicht)
Lenfant, C., Sullivan, K.: Adaptation to high altitude. New England J. Med.284, 1298 (1971)
Marticorena, E., Hultgren, H.N.: Circulation34, Suppl. 3, 163 (1966)
Matthys, H., Volz, H., Ernst, H., Konietzko, N., Kleeberg, H.R.: Kardiopulmonale Belastung von Flugpassagieren mit obstruktiven Ventilationsstörungen. Schweiz. Med. Wschr.104, 1786 (1974)
Mitscherlich, A.: Medizin ohne Menschlichkeit. Fischerverlag, 1949
Rahn, H., Otis, A.B.: Man's respiratory response during and after acclimatisation to high altitude. Am. J. Physiol.157, 445 (1949)
Rahn, H., Fenn, W.O.: A graphical analysis of the respiratory gas exchange. Washington D.C. Amer. Physiol. Soc. 1955
Severinghaus, J.W., Mitchell, R.A., Richardson, B.W., Singer, M.M.: Respiratory control at high altitude suggesting active transport regulation of CSF pH. J. appl. Physiol.18, 1155 (1963)
Severinghaus, J.W., Bainton, C.R., Carcelen, A.: Respiratory insensitivity to hypoxia in chronically hypoxic man. Resp. Physiol.1, 308 (1966)
Sterling, G.M.: The mechanism of bronchoconstriction due to hypocapnia in man. Clin. Sci.34, 277 (1968)
Weidemann, H.E.: Höhenphysiologische Untersuchungen der körperlichen Ausdauer — Leistungsfähigkeit des Menschen. Karl Hoffmann Verlag, Schorndorf, 1973
Weihe, W.H. (Hrsg.): The physiological effects of high altitude. Pergamon-Verlag, Oxford 1964
West, J.B., Dollery, C.T.: Distribution of blood flow and ventilation-perfusion ratio in the lung, measured with radioactive CO2. J. appl. Physiol.15, 405 (1960)
Wyne, T.F. Jr., Severinghouse, J.W.: Experimental hypoxic pulmonary oedema in the rat. Physiologist10, 342 (1967)
Vogel, J.A., Harris, C.W.: Cardiopulmonary responses of resting man during early exposure to high altitude. J. Appl. Physiol.22, 1124–1128 (1967)
Opitz, E.: Über akute Hypoxie. Ergebn. Physiol.44, 315 (1941)
Margaria, R. (Hrsg.): Exercise at Altitude. Excerpta Medica Foundation, Amsterdam (1967)
Roskamm, A.L., Sanek, Weidemann, H., Reindell, H.: Leistung und Höhe. Knoll Verlag AG, Ludwigshaven (1968)
Auer, F.: Höhenmedizin. Urban & Schwarzenberg, München-Berlin-Wien (1973)
Heath, D.: Life at high altidudes (Pergnancy and delivery at high altitude). 13–20 Pan American health Organ. Washington D.C. (p. 93, 1966)
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Konietzko, N., Matthys, H. Kardiopulmonale Adaptation an akute Hypoxie. Klin Wochenschr 54, 1161–1167 (1976). https://doi.org/10.1007/BF01469388
Issue Date:
DOI: https://doi.org/10.1007/BF01469388
Key words
- Hypoxia
- High altitude adaptation
- Gas exchange
- Pulmonary hypertension
- Chronic obstructive lung disease
- Coronary heart disease