高海拔对人类的影响


高海拔对人类的影响是相当大的。其主要作用于人体血液中红血球内的血红素与氧气的亲密度上,当人体处于海拔约2,100米(即7,000英呎)左右,血红素与氧气的亲密度出现的氧化血红蛋白的型成比例暴跌,可以离解为血红素将不在能有效吸引及输送氧气去到身体各处在同一氧气的百分比下,更别提高海拔出现空气稀薄等情况。不过身体是有两套应急的反应针对这样的高度产生的血氧作用,分为短期及长期适应反应去捕偿身体的缺氧情况。运动员通过这样的适应反应去增加他们的表现,又称为高原训练,就是利用高原海拔的情况多点刺激血液带氧的比例,使其回平地比赛时血液有更多的氧气,这是和打血入身体相同的合理作弊方法。但凡事也有极限,一般登山者当高度达到海拔约8,000米(26,000英呎)时,即达到所谓的"致命区"(deathzone)。在这样的高度里,一般人的身体无法进行代谢,只有少数专业极限运动员是例外。

高度反应

主条目:高山症

一般而言,人体对适当的活动的高度,是指大气压力在101,325帕斯卡Pa或1013.25百万巴millibars或是通称一个大气压力下为定义。在这环境下,大气环境中的氧气(O2)是占百分之20.9。所以约为O2(PO2)21.2千帕斯卡。在一个正常的人体中,血红素的溶氧是最佳

大气压力会随者高度下降而出现比例性的减少至到极少,其范围约是海拔0~100km左右。当去到这范围约一半时5000米约(16404英呎)时,氧与血红素的结合率也差不多跌倒相若的水平。我们可见到当去到喜马拉亚山的起点营约1/3的山峰高度8,848m(29,029ft)。就是这样的情况,身题不断的底偿高度的情况。高山医学中将这高度分为三个分区;并将这分区与身体的血氧百分比进行挂钩

高山高度=1,500米(4,900英尺)-3,500米(11,500英尺)

过高山高度=3,500米(11,500英尺)-5,500米(18,000英尺)

极高山高度=超过5,500米(18,000英尺)

在这种高度下进行旅游,可以出现以下几种常见医疗疾病:其中较微的有急性高山症至有致命可能的高海拔型肺积水(Hape)和高海拔型颅内积水(HACE)。去的地方越高,引发的机率就越高。

人类目前可见到的最大耐受高度记录约是生活在5,950m(19,520ft)约[475百万巴的大气压力]下2年,,而在极高山高度下7,500m(24,600ft)约[383百万巴的大气压力],连睡眠都变得十分困难,整个消化系统差不多停止,消化食物变得十分困难,同时患上HAPE和HACE的机率也大大增加。


喜马拉亚山的山峰就是位于需给氧区,英文的DeadZone

在登山当高度已经高到血液中的氧气含量已经不足够满足一般人体生存的条件,这就是需给氧区。通常我们将8,000m(26,000ft)[低于356百万巴的大气压力].当做界点。许多的登山死亡都出现在这一区所产生的情况,可常见直接的引起器官衰竭或间接的因高为压力或低体能产生的错判造成意外死亡。在需给氧区中,没有人体可以进行代偿的行为,在身体的情况是所有储存的氧气消耗已经不够身体的吸氧的补偿;在过长的停留在需给氧区并缺少合适的补助给氧器具会导致整各身体功能弱化至崩溃、失去知觉、和最终导致死亡。需给氧区的英文"deathzone",是由一位瑞士医师爱德华·威丝·度南在他1952年的著作《山岳世界》中首先发表。

适应高度

人体是可已透过不同的反应去适应高度,一般可分为立即及长期的适应。在高海拔、高原的高度时,一个立即的缺氧的情况会被为与颈动脉的颈动脉球,这样会引起身体进行加快呼吸频率过度换气行为,不过如字眼所示有一系列副作用其中因呼吸型血碱中毒产生的抑制中枢性呼吸系统再产生一连串对抗型的肺与肾疾病。

还有在在高海拔、高原的高度时,心跳加快心率加速,导致心输出量微微减少,及非必要性的生理行为被抑制、如消化行为、消化功效下降,从而引起心肺疾患。

而一个长期的适应行为需要数日甚至数星期的时间,透过逐步性的身体代偿行为,透过肾功能将呼吸型血碱中毒排除,令到呼吸行为变为正常避免呼吸型血碱中毒。这一般需要整整四天才能进行调整,磺胺类药品丹木斯(Diamox)据说可加快过程的时间。同一时间,因为整体血糖或葡萄糖代谢的减少,造成最终带谢中间物乳酸的产生也相对减少,也造成了血浆的减少、从而增加了血蛋白与血球的相对浓度,被动的型成红血球增多症或加大了红血球比例,也再次影响加大毛细血管在肌肉的含量;也造成球蛋白增加,还会型成粒线体数量加大,并加快有氧呼吸的脢释出,及最终导致一系列ATP能量钱币的高产、肺血管过量收缩引发右心房肥大等等

一个完整的血氧适应可以令到人体的红血球完整的保持在一个高水平并维持一段时间,在这段时间理,人体可以在0极高山高度随意的如平地一般活动[5,500米(18,000英尺)],要记算一个合理的时间到达血氧适应期是有公式帮忙记算的,约为11.4天成上相对的高度(用公里记算)。如要进入4,000米(13,000英尺)的高度并达到血氧适应的状态你需要约46天(11.4*4)不在高度5,950米(19,520英尺)以上,这公式不成立,因为没有人成功到达。

运动员的表现

对运动员来说,高海拔可已造成两大强化的因素影响其表现,已爆发力为主的(如400米以内的短跑及跳远和三级跳来说)大气压力减少带表阻力减少,更高更快的表现可以诞生在耐力项目(5000米以上)稀薄的氧气令到运动员整体表现下降在高海拔的情况,所以国际田径联会(IAAF)有规定超过1000米的比赛不被记录认可.

运动员同时也可以在血氧适应上获得强大的优势当他们回到平地时,高海拔的血氧适应大大加强了他们的表现,不过这不一定全部适用的,因为再高海拔时训练的密度与强度被大大的降低(人体耐受力与氧含量)这样的非训练状态会拖低运动员的强化计划.

这样的矛盾行为,引起了一个全新的训练模式"生活在高地,训练在平地"让运动员花时间休息与睡觉在高海拔,回到平地进行(大部份或全部)高强度练习,90年代犹他大学的数星期的模拟研究中出现十分强大的效果其他的研究成果也显示相关的成果在不同长度的类似模组中.

造成这样的效果主要是可能因为血细胞数增高,更有效的运动训练,或因为整个肌肉的生理出现了改变.


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