Γεια σας και καλωσήρθατε σε άλλο ένα ταξίδι στην επιστήμη. Θυμάμαι πριν κάποιους μήνες συζητούσα με ένα φίλο μου που έχει πάθος με την πεζοπορία στο βουνό και μου μιλούσε για το πόσο θα ήθελε να πραγματοποιήσει μια πεζοπορία στο Everest και να κατακτήσει τη μεγαλύτερη κορυφή του κόσμου. Αυτή η συζήτηση με έκανε να θέλω να μοιραστώ μαζί σας έναν ακόμα υπέροχο μηχανισμό του οργανισμού μας, ο οποίος αξιοποιείται σε μεγάλα υψόμετρα.
Έχετε αναρωτηθεί ποτέ τι είδους μεταβολές συμβαίνουν στο αναπνευστικό μας σύστημα όταν βρισκόμαστε σε μεγάλο υψόμετρο; Τι συμβαίνει εάν σκαρφαλώσουμε στο Everest;Αυτό που όλοι σίγουρα γνωρίζουν είναι πως το διαθέσιμο οξυγόνο μειώνεται. Άρα, κάποιος θα σκεφθεί ότι ίσως είναι αδύνατο να επιβιώσει ένας άνθρωπος σε πολύ μεγάλα υψόμετρα λόγω των πολύ χαμηλών ποσοστών διαθεσίμου οξυγόνου. Ή μήπως δεν είναι έτσι; Υπάρχουν εκατομμύρια άνθρωποι που ζουν σε υψόμετρο 2,500 μέτρων και οι κάτοικοι των Άνδεων που ζουν σε υψόμετρο περίπου 5,000 μέτρων! Τι ακριβώς συμβαίνει; Ας το αναλύσουμε.
Καταρχάς, γνωρίζουμε ότι η ατμοσφαιρική πίεση στο επίπεδο της θάλασσας είναι 760mmHg. Αν κάνουμε τα μαθηματικά θα δούμε ότι η μερική πίεση διαθέσιμου οξυγόνου είναι περίπου 100mmHg. Αν ανεβούμε στο Everest που φτάνει τα 8,848 μέτρα υψόμετρο, η μερική πίεση του οξυγόνου είναι λιγότερη από τη μισή στο επίπεδο της θάλασσας και υπολογίζεται στα 47mmHg. Τι αντιρροπιστικούς μηχανισμούς έχει ο οργανισμός μας προκείμενου να επισκεπτόμαστε αυτά τα ύψη και να μη χάνουμε τις αισθήσεις μας λόγω του πολύ χαμηλού οξυγόνου;
1-ΥΠΕΡΑΕΡΙΣΜΟΣ
Τα χαμηλά επίπεδα οξυγόνου στο αίμα σε αυτά τα υψόμετρα ενεργοποιούν χημειοϋποδοχείς, οι οποίοι ενεργοποιούν με τη σειρά τους το αναπνευστικό κέντρο, και συγκεκριμένα τον προμήκη μυελό, προκειμένου να αυξηθεί η αναπνευστική μας συχνότητα. Έτσι, η λειτουργιά του αερισμού (πρόσληψη οξυγόνου και αποβολή διοξειδίου του άνθρακα) επιτελείται σε πιο έντονο βαθμό καταπολεμώντας τα χαμηλά επίπεδα οξυγόνου στον οργανισμό λόγω του υψομέτρου.
2-ΠΟΛΥΚΥΤΤΑΡΑΙΜΙΑ
Ένας ακόμα πολύ ενδιαφέρον μηχανισμός είναι η αυξημένη παράγωγη ερυθρών αιμοσφαιρίων. Στα ερυθρά αιμοσφαίρια βρίσκεται η αιμοσφαιρίνη, μια πρωτεΐνη όπου το οξυγόνο δεσμεύεται και ταξιδεύει προς τους ιστούς προκειμένου να πραγματοποιηθούν οι μεταβολικές διεργασίες του οργανισμού μας. Τα χαμηλά επίπεδα οξυγόνου λόγω του υψομέτρου ενεργοποιούν μια ορμόνη που παράγεται από τους νεφρούς, την ερυθροποιητίνη, η οποία δρα στο μυελό των οστών και αυξάνει την παράγωγη των ερυθρών αιμοσφαιρίων. Η συγκεκριμένη ορμόνη χρησιμοποιήθηκε και ως αναβολικό στεροειδές από αθλητές μεγάλων αποστάσεων (όπως ποδηλάτες που πραγματοποιούσαν το γύρο της Γαλλίας για να ενισχύουν την αντοχή τους). Περισσότερα ερυθρά αιμοσφαίρια ισοδυναμούν με αυξημένη διαθεσιμότητα για μεταφορά οξυγόνου στους ιστούς και καταπολέμηση της υποξαιμίας. Στα αρχικά στάδια αυτού του φαινομένου, η αύξηση της αιμοσφαιρίνης παρατηρείται εξαιτίας αιμοσυμπύκνωσης, λόγω μειωμένου όγκου πλάσματος στην κυκλοφορία. Βέβαια, πολλοί επιστήμονες θεωρούν αυτό το μηχανισμό κάτι το αρνητικό, διότι τα αυξημένα ερυθρά αιμοσφαίρια αυξάνουν το ιξώδες του αίματος και υπάρχει ο κίνδυνος να αποτελέσουν βάση για διάφορες παθολογικές καταστάσεις.
3- ΕΠΙΠΛΕΟΝ ΑΛΛΑΓΕΣ ΣΤΗ ΦΥΣΙΟΛΟΓΙΑ ΣΕ ΥΨΗΛΟ ΥΨΟΜΕΤΡΟ
Έκτος από τους προαναφερθέντες μηχανισμούς, που είναι και οι δύο (2) πιο σημαντικοί, υπάρχουν μερικές ακόμα αλλαγές που λαμβάνουν χώρα σε υψηλό υψόμετρο. Λόγω του υπεραερισμού εμφανίζονται μεταβολές στην οξεοβασική ισορροπία του οργανισμού. Πιο συγκεκριμένα, παρατηρείται αναπνευστική αλκάλωση, ένα φαινόμενο που βοηθά στην επιπλέον μεταφορά οξυγόνου από τις πνευμονικές κυψελίδες προς τα πνευμονικά τριχοειδή (τα αγγεία δηλαδή που περιτριγυρίζουν τις πνευμονικές κυψελίδες). Επίσης, ο αριθμός των τριχοειδών αγγείων στους περιφερικούς ιστούς αυξάνεται ως απάντηση στο υψηλό υψόμετρο. Αυτό σημαίνει ότι υπάρχουν περισσότερα διαθέσιμα αγγεία για να μεταφέρουν το οξυγόνο προς τους ιστούς και να ολοκληρωθεί η διαδικασία του μεταβολισμού. Επίσης, η μέγιστη αναπνευστική ικανότητα μεγαλώνει μιας και ο αέρας είναι πιο πυκνός, όπως ακριβώς συμβαίνει και στην άσκηση, ώστε να ενισχύσει την υψηλή αναπνευστική συχνότητα.
Εν κατακλείδι, ο οργανισμός μας μπορεί να ανταπεξέλθει ακόμα και σε αυτές τις δύσκολες συνθήκες, οπού παρά τα χαμηλά ποσοστά οξυγόνου, καταφέρνει να δημιουργήσει αντιρροπιστικούς μηχανισμούς και να τις αντιμετωπίσει. Παρόλα αυτά, προκειμένου να γίνει αυτό με επιτυχία χρειάζεται χρόνος και γι’αυτό τα άτομα που ανεβαίνουν σε υψηλά υψόμετρα σε πολύ μικρό χρονικό διάστημα αντιμετωπίζουν ένα φαινόμενο που ονομάζεται acute mountain sickness, με συμπτώματα όπως κεφαλαλγία, κόπωση, ζαλάδα, αίσθημα έντονων παλμών, αϋπνία, ναυτία και απώλεια όρεξης για φαγητό. Αυτά τα συμπτώματα εξαλείφονται εάν μείνετε σε υψηλό υψόμετρο για αρκετό χρονικό διάστημα, για αυτό αν επιχειρήσετε να ανέβετε ποτέ το Everest θα δείτε ότι δε θα γίνει σε μία ή σε λίγες ημέρες. Η προσπάθειά σας μπορεί να διαρκέσει έως και 2 μήνες, προκειμένου να ανεβείτε το βουνό σιγά σιγά και ο οργανισμός σας να συνηθίσει τις μεταβολές που συμβαίνουν στο διαθέσιμο οξυγόνο, καθώς το υψόμετρο μεγαλώνει.
Υγεία στο Σπίτι – Μια βουτία στην Επιστήμη
Ηλίας Ντόντης
RN, CCRN, BSc Nursing Sciences, MSc candidate
Πηγές:
1.West´s, Respiratory physiology The essentials, 11th edition
2.Barbalato L, Pillarisetty LS. Histology, Red Blood Cell. [Updated 2022 Nov 14]. In: StatPearls [Internet]. Treasure Island (FL): StatPearls Publishing; 2023 Jan-. Available from: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK539702/
3.Harvard Health Publishing, Harvard Medical School, Altitude Sickness
4.Patwa A, Shah A. Anatomy and physiology of respiratory system relevant to anaesthesia. Indian J Anaesth. 2015 Sep;59(9):533-41. doi: 10.4103/0019-5049.165849. PMID: 26556911; PMCID: PMC4613399.
Εικόνα: Rohit Tandon , Unsplash
