ФУНКЦІОНАЛЬНІ ЧИННИКИ, ЩО ЗАБЕЗПЕЧУЮТЬ УМОВИ ДЛЯ МАСОПЕРЕНОСУ РЕСПІРАТОРНИХ ГАЗІВ В ОРГАНІЗМІ ПРИ ФІЗИЧНИХ НАВАНТАЖЕННЯХ В ГОРАХ
##plugins.themes.bootstrap3.article.main##
Анотація
Мета. Проаналізувати (на основі літературного огляду і власних спостережень) вплив перебудов в організмі спортсменів в горах на умови забезпечення масопереносу респіраторних газів при м’язовій діяльності різної інтенсивності. Методи. Здійснювали аналіз спеціальної науково-методичної літератури з питань впливу нестачі О2 у вдихуваному повітрі на функціонування системи зовнішнього дихання, серцево-судинну систему, кисневотранспортну функцію крові, тканинне дихання, гомеостатичні характеристики і т.і. Результати Розглядаються основні адаптаційні реакції цих систем в горах, які забезпечують надходження О2 із зовнішнього середовища до легень, з’єднання з гемоглобіном, транспортування його з кров’ю до працюючих органів, віддача гемоглобіном і переміщення в м’язи, умови споживання О2, утворення СО2 і виведення його із організму та інші процеси. Можна стверджувати про те, що регуляція кисневого постачання організму при фізичних навантаженнях в процесі адаптації до гіпоксії відбувається як на системному рівні, так і на рівні тканин: відбувається економізація всієї системи дихання, розширюються механізми регуляції процесу масоперенесення респіраторних газів.
Таким чином, при напруженій м’язовій діяльності в горах, в результаті зниженого РО2 у вдихуваному повітрі відбуваються зміни функціонування практично усіх фізіологічних систем, які приймають участь в забезпеченні процесу масопереносу респіраторних газів в організмі.
##plugins.themes.bootstrap3.article.details##
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з такими умовами:
1. Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
2. Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
3. Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи.
УГОДА
ПРО ПЕРЕДАЧУ АВТОРСЬКИХ ПРАВ
Я, автор статті/Ми, автори рукопису статті _______________________________________________________________________
у випадку її прийняття до опублікування передаємо засновникам та редколегії наукового видання «Вісник Черкаського Університету: Серія Біологічні науки» такі права:
1. Публікацію цієї статті українською (англійською) мовою та розповсюдження її друкованої версії.
2. Розповсюдження електронної версії статті через будь-які електронні засоби (розміщення на офіційному web-сайті журналу, в електронних базах даних, репозитаріях, тощо).
При цьому зберігаємо за собою право без узгодження з редколегією та засновниками:
1. Використовувати матеріали статті повністю або частково з освітньою метою.
2. Використовувати матеріали статті повністю або частково для написання власних дисертацій.
3. Використовувати матеріали статті для підготовки тез, доповідей конференцій, а також усних презентацій.
4. Розміщувати електронні копії статті (зокрема кінцеву електронну версію, завантажену з офіційного web-сайту журналу) на:
a. персональних web-pecypcax усіх авторів (web-сайти, web-сторінки, блоги, тощо);
b. web-pecypcax установ, де працюють автори (включно з електронними інституційними репозитаріями);
с. некомерційних web-pecypcax відкритого доступу (наприклад, arXiv.org).
Цією угодою ми також засвідчуємо, що поданий рукопис відповідає таким критеріям:
1. Не містить закликів до насильства, розпалювання расової чи етнічної ворожнечі, які викликають занепокоєння, є загрозливими, ганебними, наклепницькими, жорстокими, непристойними, вульгарними тощо.
2. Не порушує авторських прав та права інтелектуальної власності інших осіб або організацій; містить всі передбачені чинним законодавством про авторське право посилання на цитованих авторів та / або видання, а також використовувані в статті результати і факти, отримані іншими авторами чи організаціями.
3. Не був опублікований раніше в інших видавництвах та не був поданий до публікації в інші видання.
4. Не включає матеріали, що не підлягають опублікуванню у відкритій пресі, згідно з чинним законодавством.
____________________ ___________________
підпис П.І.Б. автора
"___"__________ 20__ р.
Посилання
Ільїн B. М., Філіппов М.М., Клименко Г.В. Перебудови в системі дихання спортсменів при адаптації до середньогір’я // Science and Education a New Dimension. Natura land Technical Sciences. Budapest, 2019. VI(22), Issue: 193. Р. 69-72. https://doi.org/10.31174/SEND-NT2019-193VII23-17.
Портниченко В., Ільїн В., Філіппов М., Коваль С. Стан регуляторних процесів організмі бігунів на середні дистанції після тренувань в умовах середньогір’я. // Теорія і методика фізичного виховання і спорту. 2021;1;61-66. https://doi.org/10.32652/tmfvs.2021.1.61-66.
Сосновский В. В. Пастухова В. А., Філіппов М. М., Ільїн В. М. Аналіз спектрів потужності варіабельності серцевого ритму у спортсменів під час початкової адаптації до умов гірської гіпоксії. // Science and education a new dimension. Natural and Technical Sciences. - VI(22), Issue: 186, 2018 Dec.-Р. 42-45. https://doi.org/10.31174/SEND-NT2018-186VI22.
Філіппов М. М., Ільїн В. М., Портниченко В. І., Лук’янцева Г. В. Cистемні зміни в організмі спортсменів, які впливають на масоперенесення респіраторних газів при м’язовій діяльності в горах. //Вісник проблем біології і медицини, 2019. Вип. 2, том 2 (151). С. 64-71. https://doi.org/10.29254/2077-4214-2019-2-2-151-64-71.13
Azad, P.; Stobdan, T.; Zhou, D.; Hartley, I.; Akbari, A.; Bafna, V.; Haddad, G.G. High-altitude adaptation in humans: From genomics to integrative physiology.// J. Mol. Med. 2017, 95, 1269–1282. https://doi.org/10.1007/s00109-017-1584-7.
Basak N., Norboo T., Mustak M.S., Thangaraj K. Heterogeneity in Hematological Parameters of High and Low Altitude Tibetan Populations. J. Blood Med. 2021, 12, 287–298. https://doi.org/10.2147/jbm.S294564.
Beretta E., Lanfranconi F., Grasso G.S., Bartesaghi M., Alemayehu H.K., Pratali L. еt al. Air blood barrier phenotype correlates with alveolo-capillary O2 equilibration in hypobaric hypoxia //Respir Physiol Neurobiol. 2017 Dec;246:53-58. doi: 10.1016/j.resp.2017.08.006.
Beretta E., Grasso G.S., Forcaia,G., Sancini, G., Miserocchi, G. Differences in alveolo-capillary equilibration in healthy subjects on facing O2 demand. Sci. Rep. 2019, 9, 16693. https://doi.org/10.1038/s41598-019-52679-4.
Burtscher J., Mallet R.T., Pialoux V., Millet G.P., Burtscher M. Adaptive Responses to Hypoxia and/or Hyperoxia in Humans. Antioxid. Redox Signal. 2022, 37, 887–912. https://doi.org/10.1089/ars.2021.028.
Dominelli P.B., Wiggins C.C., Roy T.K.. Secomb T.W., Curr, T.B., Joyner, M.J. The Oxygen Cascade During Exercise in Health and Disease. Mayo Clin. Proc. 2021, 96, 1017–1032. https://doi.org/10.1016/j.mayocp.2020.0 6.063.
Fitzgerald R.S., Rocher A. Physiology and Pathophysiology of Oxygen Sensitivity. Antioxidants. 2021, 10, 1114. https://doi.org/10.3390/ antiox10071114.2.
Gao L., Ortega-Sáenz P., Moreno-Domínguez A., López-Barneo J. Mitochondrial Redox Signaling in O(2)-Sensing Chemoreceptor Cells. Antioxid. Redox Signal. 2022, 37, 274–289. https://doi.org/10.1089/ars. 2021.0255.
Lemieux P., Birot O. Altitude, Exercise, and Skeletal Muscle Angio-Adaptive Responses to Hypoxia: A Complex Story. Front. Physiol. 2021, 12, 735557. https://doi.org/10.3389/fphys.2021.735557.
Leonard E.M., Salman S., Nurse, C.A. Sensory Processing and Integration at the Carotid Body Tripartite Synapse: Neurotransmitter Functions and Effects of Chronic Hypoxia. Front. Physiol. 2018, 9, 225. https://doi.org/10.3389/fphys.2018.00225.
Li Y., Wang,Y. Effects of Long-Term Exposure to High Altitude Hypoxia on Cognitive Function and Its Mechanism: A Narrative Review. Brain Sci. 2022, 12, 808. https://doi.org/10.3390/brainsci12060808.
López-Barneo J., Ortega-Sáenz P. Mitochondrial acute oxygen sensing and signaling. Crit. Rev. Biochem. Mol. Biol. 2022, 57, 205–225. https://doi.org/10.1080/10409238.2021.
Marquis A.D., Jezek F., Pinsky D.J., Beard D.A. Hypoxic pulmonary vasoconstriction as a regulator of alveolar-capillary oxygen flux: A computational model of ventilation-perfusion matching.// PLoS Comput. Biol. 2021, 17, e1008861. https://doi.org/10.1371/journal.pcbi.1008861.
Murray A.J., Montgomery H.E., Feelisc M., Grocott M.P.W., Martin D.S. Metabolic adjustment to high-altitude hypoxia: From genetic signals to physiological implications. //Biochem. Soc. Trans. 2018, 46, 599–607. https://doi.org/10.1042/BST20170502.
Jacobs R.A., Lundby A.K., Fenk S., Gehrig S., Siebenmann C., Fluck D., Kirk,N,. Hilty M.P., Lundby C. Twenty-eight days of exposure to 3454 m increases mitochondrial volume density in human skeletal muscle. J. Physiol. 2016, 594, 1151–1166. https://doi.org/10.1113/ expphysiol. 2012.066092.
Ora J., Rogliani P., Dauri M., O’Donnell D. Happy hypoxemia, or blunted ventilation? Respir. Res. 2021, 22, 4. https://doi.org/10.1186/s12931-020-01604-9.
Pena E., El Alam S., Siques P., Brito, J. Oxidative Stress and Diseases Associated with High-Altitude Exposure. Antioxidants. 2022, 11, 267. https://doi.org/10.3390/antiox11020267.
Pilotto, A.M., Adami A., Mazzolari R., Brocca L., Crea E., Zuccarelli L, Pellegrino M.A., Bottinelli R., Grassi B., Rossiter H.B. et al. Near-infrared spectroscopy estimation of combined skeletal muscle oxidative capacity and O(2) diffusion capacity in humans. J. Physiol. 2022, 600, 4153–4168. https://doi.org/10.1113/jp283267.
Poole D.C., Kano Y., Koga S., Musch T.I., August Krogh: Muscle capillary function and oxygen delivery. Comp. Biochem. Physiol. A Mol. Integr. Physiol. 2021, 253, 110852. https://doi.org/10.1016/ j.cbpa.2020.110852.
Poole D.C., Musch T.I., Colbu, T.D. Oxygen flux from capillary to mitochondria: Integration of contemporary discoveries. Eur. J. Appl. Physiol. 2022, 122, 7–28. https://doi.org/10.1007/s00421-021-04854-7.
Richalet J.P., Hermand E. Modeling the oxygen transport to the myocardium at maximal exercise at high altitude. //Physiol. Rep. 2022, 10, e15262. https://doi.org/10.14814/phy2.15262.
Tremblay J.C., Ainslie P.N. Global and country-level estimates of human population at high altitude. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2021. https://doi.org/10.1073/pnas.2102463118.
Samaja М., Ottolenghi S. The Oxygen Cascade from Atmosphere to Mitochondria as aTool to Understand the (Mal)adaptation to Hypoxia. //Int. J. Mol. Sci. 2023, 24, 3670. https://doi.org/10.3390/ijms24043670.
Siebenmann C., Lundby C. Regulation of cardiac output in hypoxia. // Scand J. Med. Sci. Sport 2015, 25 (Suppl. 4), 53–59. https://doi.org/10.1111/sms.12619.
Siebenmann C. CK, Oberholzer L., Fisher J.P., Hilsted L…M, Rasmussen P. еt al. Hypoxia-induced vagal withdrawal is independent of the hypoxic ventilatory response in men. // J. Appl. Physiol. 2019 Jan. 1; 126(1):124-131. doi: 10.1152/japplphysiol.00701.2018.
.Sinex J. A., & Chapman R. F. Hypoxic training methods for improving endurance exercise performance. //Journal of Sport and Health Science, 2015, 4(4), 325-332. doi:10.1016/j.jshs.2015.07.005.
Sosnovsky V.V., Pastukhova V.A., Pornichenko V.I., Filippov M.M., Ilyin V.M. Effects of medium-height mountain training on the functional abilities and physical fitness of mid-distance runners. // Journal of Physical Education and Sport ® (JPES), 2019, Vol.19 (4), Art 360, pp. 2379 - 2383, ISSN:2247-806X;p-ISSN:2247–8051;ISSN-L=2247-8051c JPES.
Stembridge M., Ainslie P.N., Shave R. Mechanisms underlying reductions in stroke volume at rest and during exercise at high altitude. Eur. J. Sport. Sci. 2016, 16, 577–584. https://doi.org/ 10.1080/17461391.2015.1071876.
Theunissen S., Balestra C., Bolognési S., Borgers G., Vissenaeken D., Obeid G., Germonpré P., Honoré P.M., De Bel D. Effects of Acute Hypobaric Hypoxia Exposure on Cardiovascular Function in Unacclimatized Healthy Subjects: A “Rapid Ascent” Hypobaric Chamber Study. Int. J. Env. Res. PublicHealth 2022, 19, 5394. https://doi.org/10.3390/ijerph19095394
Wagner P.D. Reduced maximal cardiac output at altitude--mechanisms and significance. Respir. Physiol. 2000, 120, 1–11. https://doi.org/10.1016/s0034-5687(99)00101-2.
Simonso T.S., Bermudez D., León-Velarde F. High-Altitude Erythrocytosis: Mechanisms of Adaptive and Maladaptive Responses. Physiology 2022, 37, 175–186. https://doi.org/10.1152/ physiol.00029.2021.
Vizcardo-Galindo G., Leon-Velarde F., Villafuert F.C. High-Altitude Hypoxia Decreases Plasma Erythropoietin Soluble Receptor Concentration in Lowlanders. High Alt. Med. Biol. 2020, 21, 92–98. https://doi.org/ 10.1089/ham.2019.0118.
West J. B. Oxygen Conditioning: A New Technique for Improving Living and Working at High Altitude. Physiology 2016, 31,216–222. https://doi.org/10.1152/physiol.00057.2015.
Wiggins C.C., Constantini K., Paris H.L., Mickleborough T.D., Chapman R.F. Ischemic Preconditioning, O2 Kinetics, and Performance in Normoxia and Hypoxia. //Med Sci Sports Exerc. 2019 May;51(5):900-911. doi: 10.1249/MSS.0000000000001882.