Ademtocht

Cotopaxi
Ecuador









Al in de buurt van de 3000 meter maakt u, vanwege de lage zuurstofspanning aldaar, een gerede kans op het oplopen van Grote Hoogteziekte (High Altitude disease). Een aandoening waar u niet te lichtzinnig over moet denken. Verwar het ook vooral niet met de kortademigheid die u overvalt na enige inspanning bij het zoeken naar een parkeermeter. In het bijzonder reizigers, die lijden aan hartaandoeningen of gebukt gaan onder verminderde longcapaciteit - bijvoorbeeld longemfyseem - moet worden afgeraden zich over te geven aan al te grote inspanning op enige afstand boven zeeniveau. Nog verstandiger is natuurlijk om in geval van twijfel voor vertrek even de huisarts te raadplegen.

Bij langdurig verblijf reageert het lichaam op de lage zuurstofspanning met de aanmaak van extra rode bloedcellen. Rode bloedcellen danken hun kleur aan het hemoglobine dat in staat is zuurstof te binden en via de bloedvaten door het lichaam te transporteren naar de organen waar het nodig is voor de verbranding. Gebleken is dat de hooglander in de Andes – evenals de Alpenbewoner – de lage zuurstofspanning te lijf gaat met de aanmaak van meer rode bloedcellen.
Bijzonder is echter dat Tibetanen, levend op een hoogte van 4200 meter, zich van een ander geheel mechanisme bedienen. Zij maken niet meer rode bloedcellen aan, hebben ook geen hogere gehaltes aan hemoglobine in hun bloed, maar produceren in de wanden van hun bloedvaten meer van het bloedvat verwijdende stikstofmonoxide (NO). Hier dus geen vermeerdering van het aantal rode bloedcellen maar een verhoging van de stroomsnelheid waardoor meer zuurstof de weefsels bereikt. Vermoedelijk een erfelijke factor. Niet vreemd, uiteindelijk heeft de bevolking van Tibet vele tienduizenden jaren langer de kans gehad zich te wapenen tegen de zuurstof tekorten dan de Andes bewoners, die hooguit tien tot 12.000 jaar geleden in hun berglanden neerstreken. De bewoners van de hooglanden in Ethiopië, die vermoedelijk langer dan welke andere aardbewoners ook zich op grote hoogte bevinden, bedienen zich van weer een ander mechanisme. Zij maken - evenals de Tibetanen - niet meer rode bloedcellen aan en ook worden de wanden van de bloedvaten in de longen niet verwijd, maar het heeft er alle schijn van dat de zuurstof makkelijker vanuit hun longen wordt overgedragen aan het bloed.
En met succes, gezien de resultaten van hun langeafstandlopers.

De inheemse bevolking in de Andes heeft eeuwenlang met kauwen van coca-bladeren of met het drinken van thee van dezelfde struik het leven op grote hoogte dragelijk kunnen houden. De reiziger uit de laaglanden doet er evenwel goed aan de eigen conditie degelijk in de gaten te houden en vooral regelmatig te drinken om de verliezen ten gevolge van verdamping in de droge ijle lucht weer aan te vullen. Daarnaast is het een zaak van niet te snel klimmen en niet al te grote fysieke inspanning leveren. Na enkele dagen verdwijnen de symptomen doorgaans. Maar worden duizelingen, misselijkheid, hoofdpijn, benauwdheid, slaapstoornissen, flauwvallen en zelfs overlijden u te gortig dan rest niet anders dan zo spoedig mogelijk terug, weer naar beneden. Vochtophoping in de hersenen en de longen kan u uiteindelijk fataal worden. In ernstige gevallen kan het vocht afdrijvende middel Diamox (acetalozolamide) worden gebruikt. Niet mag worden vergeten dat ook dit middel lastige bijwerkingen kan vertonen, in het bijzonder bij reizigers die bepaalde geneesmiddelen gebruiken.

Niet onmogelijk dat een genetisch bepaald signaleringssysteem in de huid de zuurstofspanning in de buitenlucht meet en daarop – indien nodig - reageert met de aanmaak van extra rode bloedcellen. Bij laboratoriummuizen werd onlangs het eiwit HIF-1a in de huid aangetoond dat de aanmaak van erythropoëtine (EPO) stimuleert, verantwoordelijk voor de toename van het aantal rode bloedcellen. Deze kernloze ronde bloedcellen transporteren zuurstof vanuit de longen naar de lichaamsweefsels door het te binden aan het eiwit hemoglobine.
Tot nu toe was het HIF-1a alleen in longweefsel gevonden.
Het idee om eens naar de huid te kijken in relatie tot de zuurstof voorziening komt niet uit de lucht vallen: bij amfibieën vindt een belangrijk deel van de zuurstofvoorziening via de huid plaats. In Kalimantan werden zelfs geheel longloze kikkers ontdenkt.
Misschien aardig op deze plek iets meer uit de doeken te doen over de gaswisseling in vogel, zoogdier en krokodillenlongen. Bij zoogdieren – dus ook bij ons - stroomt de ingeademde lucht via talloze en steeds kleiner wordende vertakkingen van de luchtpijp tot in het diepst van de longen, waar uiteindelijk in de longblaasjes de gaswisseling plaats vindt. Zuurstof wordt overgedragen aan het bloed en de afvalproducten van de stofwisseling, koolzuurgas en waterdamp, bewegen zich vanuit het bloed naar de longblaasjes en wordt uitgeademd. Bij zoogdieren pendelt de luchtkolom dus eigenlijk op en neer, een soort eb- en vloedbeweging waarbij zuurstofrijke en zuurstofarme lucht zich erg inefficiënt mengen.
Vogels hebben een ademhalingsstelsel waarin de longen worden geventileerd via luchtzakken. Hierin vindt geen directe gaswisseling plaats, maar ze doen dienst als blaasbalgen, waardoor de longen relatief veel verse lucht toegevoerd krijgen en er vrijwel geen menging plaatsvindt van zuurstofrijke en zuurstofarme lucht, zoals dat bij zoogdieren het geval is. Vogellongen hebben geen longblaasjes, zoals zoogdierlongen dat hebben.
Duidelijk moge zijn dat dit geavanceerde gaswisselingssysteem onderdeel is van het vermogen om jaarlijks de soms duizenden kilometers te overbruggen tussen broedplaatsen en overwinteringsgebieden.
Nu blijkt een vergelijkbaar systeem al voor te komen bij alligatoren en vermoedelijk ook bij krokodillen. Ook hier beweegt zich de lucht in een continue circulaire stroom door het longweefsel. Alligatorlongen bleken uit heel dunne buisjes te zijn samengesteld waar de gaswisseling plaatsvindt en de lucht in een richting doorheen stroomt. Niet onmogelijk stellen de onderzoekers, dat door deze efficiënte longen de voorouders van de krokodillen, alligators, dinosauriërs en vogels de reusachtige uitstervingsgolf ca. 250 miljoen jaar geleden hebben weten te overleven. Het zuurstof gehalte van de aardse atmosfeer lag toen zo’n 12 procent lager dan nu.