Kardiovaskulär reglering vid extrema förhållanden

Bakgrund och syfte med projektet

Syftet med forskningen är dels att studera regleringen av cirkulation, respiration och metabolism i olika stressituationer (andhållning, fysiskt arbete, temperaturstress) och hur denna kan förbättras genom träning, dels att studeras vilka kort och långsiktiga hematologiska förändringar som igångsätts vid apné och i andra fysiologiskt ansträngande situationer. Frånvaro av ventilation (apné) är en av de mest akuta stressituationerna för det kardiovaskulära systemet, och ett tillstånd som snabbt kan hota organismens överlevnad. Det ställer stora krav på en effektiv reglering av de begränsade syretillgångarna i lungor, blod och övriga vävnader. Därför baseras en av våra huvudmodeller på att personer håller andan maximal tid i vila eller under fysiskt arbete, vilket utlöser en serie reflexer som skyddar hjärnan och hjärtat från syrebrist. De tydligaste omställningarna är att vissa organ får minskat blodflöde och att pulsen minskar. Genom att detta reflexsystem har högsta prioritet slår regleringen ut andra kardiovaskulära responser då flera stressorer finns samtidigt och modellen kan därför användas för att studera en rad olika reglermekanismer i kroppen. Vi har visat att även kontraktion av mjälten ingår i människans respons på apnéstress, med ökad mängd cirkulerande röda blodkroppar och därmed ökade syrelager som följd. Ett mål inom projektet är att klarlägga hur mjältesresponsen styrs och fungerar. Ett nytt fynd är att även långsiktiga hematologiska förändringar sker vid apné. I olika delprojekt studeras effekten av kort- och långtidsträning på reflexsvaren vid fysiologisk stress, samt integreringen mellan termiska reflexer och apnéreflexer. Även olika andningstekniker studeras och resultaten rapporteras internationellt via tidskrifter och direkt till idrottsutövare.

Populärvetenskaplig sammanfattning av projektresultaten

Resultaten för perioden 2010-2012 belyser effekterna av och mekanismer bakom människans olika försvarssystem mot syrebrist, som utlöses vid t ex dykning och höghöjdsvistelse. Flera forskningsprojekt bedrivs parallellt för att belysa olika aspekter av människans prestationsförmåga i extrema miljöer.

Vi har funnit att människans dykrespons, som ransonerar det tillgängliga syret, och den mjältesreskontraktion som höjer blodvärdet vid apne, höjer prestationsförmågan vid många olika typer av hypoxi, t ex på hög höjd (Lodin-Sundström A, Schagatay E, 2010). Mjälteskontraktion har visats påverka inte bara av syrgasnivån (Richardson, deBruijn, Schagatay 2009) utan även av koldioxidnivån i kroppen (Richardson, Engan, Lodin-Sundström, Schagatay 2012). Förändringar som indikerar långtidseffekter av frekvent apneträning på dessa skyddsmekanismer har upptäckts, t ex med avseende på blodbildningen och dykresponsen (Engan, Richardson, Lodin Sundström, van Beekvelt, Schagatay 2011).

En serie studier gällande vilka faktorer som predicerar prestation inom tävlingsdykning har gett spännande resultat, vilket bla publicerats i två reviewer inom projektperioden (en rörande idrottsgrenarna inom “Dynamisk apnea” där dykaren ska simma så långt det är möjligt under vattnet med eller utan fenor på ett andetag; Schagatay 2010, den andra reviewen behandlar förutsättningarna för tre olika typer av djupdykning; Schagatay 2011). Vi har även specialstuderat betydelsen av lungvolym respektive mjältesvolym hos atleter på prestationsförmågan (Schagatay, Richardson, Lodin-Sundström 2012), samt möjligheten att genom träning påverka volymen hos dessa organ, och visat att lungvolymen kan tränas upp (Johansson, Schagatay 2012). Fynden från dyksporter är även tillämpliga inom simning och andra idrotter.

Våra studier behandlar även pulmonära och andra effekter av djupdykning, och vi har tidigare funnit att riskerna för squeeze (tryckskador på lungan) är störst vid arbete med överkroppen i “Free immersion” (Schagatay, Lodin-Sundstrom, Schagatay, Andersson, Linér. 2009) vilket studerats vidare. Övriga resultat gäller huvudsakligen tillämpningar av nya fynd från dyk- och hypoxiområdet inom olika idrotter eller annan extremfysiologi (Vigetun, Appelberg, Forsberg, Kaldensjö, Schagatay 2011).

Under tidsperioden har vi även belyst den specialiserade typ av dykning som utförs av professionella apnedykare i olika delar av Asien, där Ama dykare i Japan och Bajau dykare i Indonesien funnits ha särskilt god förmåga att arbeta under vattnet – de kan vistas 60% av sin arbetstid under ytan (Schagatay, Lodin-Sundström, Abrahamsson 2011). Baserat på tidigare och nya studier har även två artiklar som behandlar fysiologiska aspekter av människans evolution publicerats (Gistel och Schagatay 2011; Schagatay 2011), samt en artikel som belyser säkerheten inom avancerad fridykning (Schagatay 2012).

Läs mer

Projektansvarig:
Erika Schagatay
Projektnummer:
P2010-0021
Lärosäte:
Mittuniversitetet
År:
2010
Nyckelord:

Feedback

All form av feedback är välkommen.

Var innehållet i artikeln det du sökte efter?
Skriv en kommentar
Ditt meddelande är skickat!