Кратко и по сути. Центральный регулятор — стабилизация фактора HIF (главно HIF‑1α) при пониженной парциальной концентрации кислорода, что запускает каскад генетической перестройки клеток и тканей.
Клеточные изменения
- HIF‑опосредованная экспрессия генов: ↑эритропоэтина ($EPO$), ↑VEGF (ангиогенез), ↑гликолитических ферментов и транспортёров глюкозы (GLUT1) — сдвиг метаболизма в сторону анаэробного гликолиза.
- Метаболическая перестройка: ↑PDK1 → ингибиция PDH → уменьшение входа пирувата в ТКЦ, ↑лактатогенез; относительное снижение окислительного фосфорилирования и перестройка митохондрий (функциональная адаптация/уменьшение окислительного стресса).
- Рост 2,3‑БФГ в эритроцитах → сдвиг кривой диссоциации Hb вправо (↑$P_{50}$) — облегчение высвобождения O2 в тканях.
- ↑антиоксидантной защиты (SOD, каталаза) и белков теплового шока; модуляция ионных каналов и мембранной устойчивости к гипоксии.
- Ангиогенез и локальное увеличение капиллярной плотности в тканях (лучшее диффузионное снабжение).
Системные изменения (длительная акклиматизация)
- Дыхание: устойчивое гипервентиляция (увеличение минутной вентиляции) → повышение $PA{O}_2$, снижение $PaC{O}_2$ и респираторный алкалоз; затем почечная экскреция бикарбоната частично компенсирует рН. Адаптация вентиляторной чувствительности к гипоксии развивается в течение дней–недель.
- Кровь: ↑синтез $EPO$ (почки) → рост массы эритроцитов и концентрации гемоглобина (гемоконцентрация + истинная эритропоэз); типично при значительной длительной экспозиции Hb может повышаться на десятки процентов (зависит от высоты: примерно \(+\!10\mbox{–}30\%\)).
- Сердечно‑сосудистая система: в острой фазе ↑ЧСС и минутного объёма; при хронической адаптации минутный объём часто нормализуется, но может сохраняться более высокий сердечный выброс при нагрузке; хроническая гипоксическая вазоконстрикция лёгочных сосудов → повышение лёгочного давления, возможна гипертрофия правого желудочка.
- Кровяная реология и объём: начальная диурез/натрийурез → снижение плазменного объёма (концентрация Hb↑); далее увеличение ОЦК в зависимости от длительности.
- Ткани и мышцы: ↑капилляризация, частичная перестройка мышечных волокон (уменьшение объёма медленных волокон и митохондрий у нетренированных), изменение аэробной ёмкости; местные ↑миоглобина и ферментов углеводного обмена возможны при длительной адаптации.
- Гомеостаз и сон: периодическое дыхание во сне, адаптация сна с уменьшением симпатоадреналовой нагрузки со временем.
- Метаболизм: изменение энергетических затрат, смещение в сторону гликолиза, изменение аппетита/массы тела в зависимости от длительности и тяжести гипоксии.
Временные рамки (ориентировочно)
- Немедленные (минуты‑часы): гипервентиляция, тахикардия, начальная сдвижка кислородного транспорта.
- Коротко‑/среднесрочные (дни—недели): вентиляторная акклиматизация, почечная компенсация рН, начало эритропоэза.
- Длительные (недели—месяцы): максимальная эритропоэтическая реакция, структурная капилляризация, кардиопульмональная ремоделировка.
Замечание: генетические и популяционные различия (например, андецы vs тибетцы) дают разные профили адаптации — преимущественно высокий Hb у андецев, преимущественно повышенная вентиляция и $NO$‑сигнализация у тибетцев.