den ersten 4–6 Tagen in der Höhe findet man im Blutbild jedoch eine Zunahme der Retikulozyten, die Vorstufen der roten Blutkörperchen. Die Hypoxie ist hierfür der entscheidende Stimulus, sie kurbelt die Erythropoese an. Hinzu kommt ein Anstieg des überwiegend in der Niere produzierten Hormons Erythropoietin (EPO). Nach kurzer Zeit erreicht es sein Maximum im Serum, um dann wieder kontinuierlich abzufallen, auch wenn der Aufenthalt in der Höhe weiter andauert. Seine Höhe ist abhängig vom Grad der Hypoxie.
Hinweis. Eine Substitution von EPO, um eine Leistungssteigerung beim Höhenbergsteigen zu erzielen, wäre nicht nur Doping, sondern ein äußerst riskantes und potenziell tödliches Experiment.
Wie schon ausgeführt, reduziert sich das Plasmavolumen in der Höhe, eine zusätzliche, schnelle Zunahme von roten Blutkörperchen würde die Fließeigenschaften des Blutes noch weiter verschlechtern. Erfrierungen und ein extrem hohes Risiko für Thrombosen und Lungenembolien wären unweigerlich die Folge!
Sauerstoffbindungskurve und 2,3-Diphosphoglyzeratspiegel
Zwei weitere Anpassungsmechanismen spielen sich im Erythrozyten selbst ab, dargestellt durch die Sauerstoffbindungskurve sowie eine Zunahme der Konzentration von 2,3-Diphosphoglyzerat (2,3-DPG) im Erythrozyten.
Abbildung 2.6 zeigt die charakteristische S-förmige Sauerstoffbindungskurve. Sie stellt den Zusammenhang her zwischen dem O2-Partialdruck in den Lungenbläschen und der Affinität des O2-Moleküls zum Hämoglobin.
Abb. 2.6: S-förmig gebogene Sauerstoffbindungskurve
Der rechte obere flache Anteil vermittelt die Bedeutung in den mittleren Höhen, er geht dann über in einen mittleren, steilem Verlauf, der sich wiederum abflacht und hier die Veränderungen in großen und extremen Höhen beschreibt.
Anhand dieser Kurve lässt sich die O2-Affinität während der akuten Anpassungsphase darstellen. Die Kurve wird durch Veränderungen des pH-Wertes, dem pCO2, 2,3-DPG und der Temperatur beeinflusst.
In den mittleren Höhen entwickelt sich schon nach wenigen Stunden eine über Tage fortbestehende Rechtsverschiebung der Kurve. Im flachen oberen Teil ist die arterielle O2-Sättigung fast normal. Durch Rechtsverschiebung wird im kapillaren Bereich der Gewebe die O2-Abgabe gesteigert. Diese Zunahme bedeutet eine bessere Versorgung der Zellen mit Sauerstoff in mittleren Höhen, durch eine leichtere Diffusion des Sauerstoffmoleküls ins Gewebe bei einem höheren O2-Druck (pO2) im Kapillargebiet. In Höhen von > 5000 m verschiebt sich unter dem Einfluss der respiratorischen Alkalose die Kurve nach links. Trotz kontinuierlich weiterer Abnahme des pO2 in den Lungenalveolen sorgt die Linksverschiebung für eine immer noch ausreichende Sauerstoffaufnahme.
Hinweis. Rechtsverschiebung bedeutet also verbesserte Abgabe von Sauerstoff in die Zellen, Linksverschiebung eine verbesserte Zufuhr von Sauerstoff trotz sich verschlechternder äußerer Bedingungen.
2,3-Diphosphoglyzerat (2,3-DPG) steigt schon in den mittleren Höhen schnell an und setzt die Affinität des O2 zum Hämoglobinmolekül herab, das heißt, das Sauerstoffmolekül kann leichter in die Zellen des Gewebes abgegeben werden. Es unterstützt damit die Wirkung der Rechtsverschiebung der O2-Bindungskurve.
pH-Veränderungen in der Höhe
In großen Höhen verschiebt sich der pH-Wert im Blut als Folge einer vermehrten Abatmung von CO2. Ursache ist die respiratorische Alkalose bei Hyperventilation. Die damit verbundene Linksverschiebung der Sauerstoffkurve erhöht zwar kurzzeitig die Affinität von O2 zum Hämoglobin, aber der 2,3-DPG-Anstieg kompensiert dies, wodurch O2 in der Höhe in der Folge besser abgegeben werden kann.
Die O2-Affinität ist in der Höhe gesteigert durch die Alkalose und Hypokapnie und wirkt so einer wesentlichen Abnahme der arteriellen Sauerstoffsättigung entgegen.
In großen und extremen Höhen führt neben der Abnahme des Plasmavolumens auch die langsame Zunahme der Erythrozyten zu einer besseren Sauerstofftransportkapazität.
2.3.4 Veränderungen im Flüssigkeitshaushalt
In mittleren, aber v. a. in den großen und extremen Höhen ist der menschliche Körper in einem hohen Maß äußeren Einflüssen ausgesetzt. Diese beeinflussen die Veränderungen im Flüssigkeitshaushalt des Körpers mit. In der Höhe reduzieren sich:
■ Sauerstoffpartialdruck,
■ Luftdichte,
■ Luftfeuchtigkeit,
■ Wasserdampfdruck,
■ Temperatur.
Die UV-Strahlung nimmt mit der Höhe aber zu. Diese äußeren Veränderungen und die körperlichen Anstrengungen eines Aufenthalts in der Höhe, ziehen Verschiebungen im Flüssigkeits- und Elektrolythaushalt des Menschen nach sich.
Über die Atmung und Schweißdrüsen der Haut verliert der Körper in der extrem trockenen Luft großer Höhen Flüssigkeit und Elektrolyte. So reduziert sich in der Akutphase der Höhenanpassung das Plasmavolumen in Höhen zwischen 3000–4000 m innerhalb von 24–48 Stunden um 500–1000 ml, was zu einer Erhöhung des Hämatokrits führt. Die genaue Ursache der Abnahme des Plasmavolumens ist unklar, der Flüssigkeitsverlust allein kann dafür nicht verantwortlich sein. In der Literatur wird ursächlich auch eine Verminderung von Plasmaproteinen diskutiert.
Bedeutung der Höhendiurese und deren Auswirkung
Hinweis. Die Höhendiurese ist typisch und durchaus sinnvoll in der Anpassungsphase des Körpers an die Höhe. Schon ab mittleren Höhen stellt sich eine individuell unterschiedliche nächtliche Diurese ein, die zu einer Minderung der Schlafqualität führen kann. In großen Höhen ist es normal, nachts zwischen 1 und 1,5 Liter auszuscheiden. Die individuellen Mengen sind aber recht unterschiedlich.
Die Verminderung des Plasmavolumens erhöht den Hämatokrit, was zu einer Verbesserung der Sauerstofftransportkapazität und damit der Leistungsfähigkeit in der Höhe führt. Dies ist eine sinnvolle und normale physiologische Reaktion des menschlichen Körpers. Andererseits ist eine Urinausscheidung < 500 ml immer ein Warnsymptom für evtl. sich anbahnende Höhenerkrankungen (s. dort)!
Über die Niere verliert der Körper als Folge der zu kompensierenden respiratorischen Alkalose Bikarbonat. Aldosteron, ein Hormon, ist in Hypoxie vermindert. Dies führt zur Abnahme von NaCl und Wasser im Flüssigkeitshaushalt. Andererseits wirkt körperliche Belastung diesem Effekt entgegen. Dadurch erhöht sich der Aldosteronspiegel, so dass Natrium und Wasser wieder rückresorbiert werden.
Unter Hypoxie und körperlicher Belastung kommt es zu einer Natriumretention. Ursächlich wird ein Anstieg des atrialen, natiuretischen Peptids (ANP) angenommen, was sowohl eine Zunahme von interstitiellem als auch Plasmavolumen zur Folge hat. Ein nicht kompensierter Flüssigkeitsverlust in der Höhe geht mit einer Abnahme des Schlagvolumens sowie reflektorischem Anstieg der Herzfrequenz einher. Sie ist in der Akklimatisationsphase zwar immer erhöht, es würde jedoch ein überproportional hoher Puls resultieren.
Abb. 2.7: Urinflasche beim Trekking in Nepal (Foto: U. Gieseler)
Hinweis. Mangelnde Flüssigkeitszufuhr senkt die Leistungsfähigkeit. Bei allen körperlichen Belastungen müssen dem Körper ausreichende Trinkmengen zugeführt werden, um eine Leistung über viele Stunden erbringen zu können.
Für längere Höhenaufenthalte ist eine Urinflasche (2 l) hilfreich, um nächtliche Ausscheidung zu kontrollieren und nicht bei Wind und Wetter aus dem Zelt zu müssen. Eine Weithalsflasche schafft für Männer und Frauen gleichermaßen Abhilfe (Abb. 2.7).
Flüssigkeitszufuhr in der Höhe
Ab einem Verlust von 5 % Körperflüssigkeit entwickelt sich ein starker Leistungsabfall und Lethargie, ab 10 % Gangstörungen, eine noch stärkere Abnahme ist mit dem Leben nicht