aklimatyzacja - o wysokości i jej wpływie na organizm słów kilka

Myślę, ze temat jest bardzo ciekawy i nazwijmy to życiowy. Nie sądziłam, że kiedyś część mojej pracy magisterskiej będę mogła przedstawić na blogu - a tu proszę. Temat dotyczy wpływu wysokości na organizm człowieka. Pominę mechanizmy zmian i reakcje chemiczne zachodzące w organizmie, bo nie o wykład z medycyny górskiej tu chodzi, a skupię się na przedstawieniu tego, jak podle może czuć się człowiek na "niecodziennych" wysokościach...

Mont Blanc - 2004r.

Rejonem wysokogórskim określa się tereny powyżej 2500 m n.p.m. Na świecie powyżej tej wysokości żyje 140 milionów ludzi, głównie w Azji, Ameryce Południowej, Środkowej i Północnej, a także Afryce Wschodniej. Da się? No jasne, że się da! Nie są to oddalone od cywilizacji wioski wysokogórskie, jakby mogło się wydawać lecz niekiedy całkiem spore miasta jak na przykład La Paz w Boliwi - najwyżej położona na świecie stolica - na wysokości 3658 m n.p.m.

Środowisko wysokogórskie posiada szereg odmienności istotnych dla człowieka. Najważniejszą jest fakt, iż ze spadkiem wysokości spada ciśnienie atmosferyczne, a co za tym idzie, ciśnienie parcjalne tlenu. Obniża się również temperatura powietrza, pojawia się znaczna zmienność pogody, nagłe opady atmosferyczne, bardzo silne wiatry i wyładowania elektryczne w atmosferze. Podłoże zmienia się na skalne bądź lodowe, pojawiają się niebezpieczne rozpadliny, w których nie trudno o poważną kontuzję. W najwyższych partiach gór zmienia się flora i fauna znikająca tutaj niemalże zupełnie.

Ciśnienie atmosferyczne obniża się wraz ze wzrostem wysokości n.p.m.. Na poziomie morza wynosi ono 760 mmHg, na Mont Blanc (4810 m n.p.m.) 410 mmHg, natomiast na Mont Everest (8848m n.p.m.) już tylko 250 mmHg. Obniżanie się ciśnienia atmosferycznego jest równoznaczne z rozrzedzaniem się powietrza, czyli zmniejszaniem się ilości cząsteczek tlenu w danej objętości powietrza np. jednym wdechu. Im wyżej n.p.m. tym więcej powietrza musimy dostarczyć do płuc (wdychać) by organizm otrzymał tą samą ilość tlenu. 

Im szerokość geograficzna jest wyższa, tym mniejsze ciśnienie atmosferyczne odnotowuje się na tej samej wysokości n.p.m.. Dodatkowo zimą ciśnienie atmosferyczne jest niższe niż latem na tej samej wysokości. Również podczas załamania pogody ciśnienie atmosferyczne obniża się. Temperatura otoczenia obniża się około 6.5 °C co 1000 m. W górach występują ogromne dobowe wahania temperatury powodowane na przykład przez odbijanie się promieni słońca od lodowca podczas bezwietrznej pogody. Przenikalność promieniowania UV przez atmosferę zwiększa się o 4 % co 300m. W górach wysokich występuje zjawisko tzw. wysokościowej pustyni. Może tłumaczyłoby to fakt, dlaczego w ciągu godzinnej kąpieli w gorących źródłach na Laguna Verde na wysokości 4300 m n.p.m. spiekliśmy się na raka...

W zależności od osiągniętej wysokości i czasu przebywania w warunkach obniżonego ciśnienia wyróżnia się następujące postacie niedotlenienia: 

• umiarkowane niedotlenienie – od 2400 do 4200 m n.p.m., 
• duże niedotlenienie – od 4200 do 5500 m n.p.m., 
• bardzo duże niedotlenienie – powyżej 5500 m n.p.m..

Początkowo w organizmie człowieka, już od wysokości 1500 m, dochodzi do zmian kompensacyjnych, które nie stanowią patologii, a są jedynie wyrazem przystosowywania się organizmy do panujących warunków. W tej strefie mogą pojawić się: hiperwentylacja, skrócenie oddechu podczas wysiłku, zwiększona diureza (proces wydalania moczu), zmiany rytmu oddechowego podczas snu, nietypowe, męczące marzenia senne, zmiany przyzwyczajeń żywieniowych. Wszystkie te zmiany są wynikiem zmniejszonego wysycenia krwi tętniczej tlenem na wysokości i wywołanej tym hipoksji. Hipoksja jest stanem niewystarczającej podaży tlenu do tkanek. 

Na wysokości około 3500 m ciśnienie powietrza wynosi zaledwie około 480 mmHg. Choć procentowa zawartość tlenu jest taka sama (21%), to z uwagi na spadek ciśnienia atmosferycznego na tej wysokości jest o 40% mniej tlenu niż na poziomie morza. Ta różnica musi być wyrównywana przez szybkie mechanizmy kompensacyjne. Pojawia się hiperwentylacja, zwiększająca ilość tlenu pobieranego do tkanek, lecz nie w stopniu umożliwiającym uzyskanie podobnych wartości nasycenia tlenem krwi jak na poziomie morza. Zwiększa się szybko częstość uderzeń serca i wzrasta jego rzut. Efektem ubocznym są zmiany w równowadze kwasowo-zasadowej ustroju i związana z tym większa diureza. Stąd też bardzo istotnym jest fakt uzupełniania płynów na wysokości. Zmiany w organizmie o charakterze adaptacyjnym trwają od kilku dni do kilku tygodni. Do najważniejszych zaliczamy zmiany we krwi i układzie krwiotwórczym, w układzie sercowo-naczyniowym, w płucach, centralnym układzie nerwowym, a także zmiany w metabolizmie organizmu.

Le Brevent, w dali Aiguille du Midi, Mont Blanc du Tacul, Mont Maudit i Mont Blanc.

Choroba wysokościowa

Choroba wysokościowa nie jest jedną konkretną dolegliwością, lecz zespołem chorobowym spowodowanym brakiem adaptacji do warunków panujących na dużych wysokościach, a przejawiającą się u każdej osoby indywidualnymi dolegliwościami. Przyczyną choroby wysokościowej jest zmniejszanie się wraz z wysokością ciśnienia atmosferycznego i związany z tym spadek ciśnienia parcjalnego tlenu. Choroba wysokościowa naturalnie związana jest z długiem tlenowym. Na wysokości już od 2500 m obserwowany jest znaczny spadek ilości tlenu w atmosferze. Większość ludzi na tej wysokości nie odczuwa jeszcze dyskomfortu związanego z objawami choroby. Wśród wielu przyczyn niedotlenienia ten typ zaburzeń nazywany jest niedotlenieniem wysokościowym. 

Choroba wysokościowa najczęściej dotyka ludzi, którzy udają się w rejony wysoko położone, nie pozwalając wcześniej organizmowi przystosować się do panujących tam warunków. Choroba ta nie dotyczy jedynie osób udających się w góry najwyższe, ale również potencjalnych narciarzy, turystów wyjeżdżających kolejkami górskimi w szczególności dzieci i osoby powyżej czterdziestego roku życia. Przy lotach samolotami pasażerskimi ciśnienie barometryczne w kabinie jest dekompresowane do stałego ciśnienia atmosferycznego występującego właśnie na wysokości 2500 m na Ziemi. Stąd też dla odbywania podróży samolotowych istnieją pewne przeciwwskazania dla osób w chorobami serca, płuc, nad- czy niedociśnieniem. 

Kopuła szczytowa Mont Blanc 4810m n.p.m.

Profilaktyka choroby wysokościowej

Podstawowym sposobem zapobiegania jest indywidualne dostosowanie tempa wspinaczki, tak aby uniknąć pojawiania się objawów choroby wysokościowej. Sprawność fizyczna i duża wydolność organizmu nie zabezpieczają przed wystąpieniem żadnej formy choroby górskiej. AMS może dotknąć każdego. Płeć wydaje się nie mieć znaczenia. Jedynie młody wiek oraz znaczny stopień otyłości predysponują do zwiększonej zapadalności na AMS. W uniknięciu objawów nie pomaga również dobra kondycja fizyczna ani przebyty trening wytrzymałościowy. Często właśnie młodzi, wysportowani mężczyźni o wydawałoby się żelaznym zdrowiu, przechodzą ciężko chorobę wysokościową. Również uprzednie pobyty na wysokości nie gwarantują uniknięcia AMS. 

Podczas przebywania w górach należy pić duże ilości wody i unikać soli oraz alkoholu. Dieta podczas pierwszych kilku dni powinna zawierać znaczne ilości węglowodanów. Posiłki wysokowęglowodanowe powinny stanowić ponad 70% dostarczanej energii. Niezmiernie ważne jest unikanie zmian wysokości przed noclegiem. Lepiej aklimatyzować się na wyższych wysokościach, ale na nocleg pozostać w bazie poniżej. 

Stopniowo zwiększać wysokość maksymalnie do 600 metrów w ciągu 24 godzin. 

Elbrus, widok na Uszbę, 2007r.

Aklimatyzacja

Aklimatyzacja to proces przystosowywania się organizmu do zmiennych warunków środowiskowych panujących na dużych wysokościach. Chorobę wysokościową można zmniejszyć z pomocą odpowiednich środków farmakologicznych jednakże żadne z nich nie są tak skuteczne jak dobra aklimatyzacja. Aklimatyzacja najczęściej polega na rozłożonym w czasie zdobywaniu wysokości, przeplatanym powrotami na niższy poziom i kilkudniowymi pobytami na nim, w celu umożliwienia organizmowi dokonania odpowiednich zmian adaptacyjnych, związanych zwłaszcza z nasileniem erytropoezy (tworzeniem czerwonych ciałek krwi). Człowiek nagle przetransportowany na Mont Everest w ciągu kilku minut traci przytomność i umiera, natomiast osoba dobrze zaaklimatyzowana może zdobyć ten szczyt nawet bez stosowania dodatkowego tlenu. Tempo aklimatyzowania się organizmu jest cechą indywidualną. Ludziom rzadko prowadzącym działalność wysokogórską zaleca się, by już po przekroczeniu wysokości 3000 m n.p.m. zakładać kolejne obozy nie wyżej niż co 300 m różnicy poziomów, a co 2-3 dni stosować pełny dzień wypoczynku, bez zdobywania wysokości. Powinno się unikać również bezpośredniego transportu powyżej 2750m n.p.m.

Mimo zdolności adaptacyjnych naszego organizmu do dużych wysokości istnieje tzw. strefa śmierci. Strefa, w której procesy adaptacyjne (aklimatyzacja) przegrywają z procesami prowadzącymi do wyniszczenia organizmu ludzkiego. Powyżej 5800 m n.p.m. nie możliwe jest długotrwałe przebywanie człowieka bez dodatkowego tlenu. Niedotlenienie śluzówki jelit powoduje zaburzenia wchłaniania węglowodanów i tłuszczy. Spada masa ciała, organizm nie tylko spala nadmiar tłuszczu, ale wykorzystuje białka zawarte w mięśniach. Powyżej 8000 m n.p.m. proces wyniszczenia organizmu jest tak szybki, iż śmierć następuje po kilku dniach. Może dojść do sytuacji gdy topienie śniegu stanie się czynnością za trudną do wykonania. Dochodzi do odwodnienie organizmu, głodu i hipotermii.

W praktyce działania alpinistów powyższe granice aklimatyzacyjne ulegają znacznemu przesunięciu, a obóz bazowy jest zakładany najczęściej na wysokości 5000 m n.p.m. 

Kilimanjaro, Uhuru Peak, 2006r.