- Ilmanpaine laskee tasaisesti korkeuden myötä, happiosuus pysyy noin 21 prosentissa, mutta happipaine putoaa ja hengityksellä tulee vähemmän happea.
- Elimistö reagoi hengityksen lisääntymisellä ja sykkeen nousulla, ja muutaman päivän kuluessa tapahtuu sopeutuminen eli akklimatisaatio.
- Sopeutumattomat ihmiset alkavat usein huomata vaikutuksia noin 2 450 ja 2 750 metrin korkeudessa, erityisesti nopeassa nousussa.
- Korkeuden aiheuttamat paine-erot ovat satoja hektopascalia ja siis paljon suurempia kuin tavanomaiset säämuutokset, mutta molemmat vaikuttavat paineherkkiin kehon järjestelmiin.
- Herkkyys vaihtelee suuresti; sydän tai keuhkosairauden kanssa elävien ja raskaana olevien kannattaa suunnitella korkealla matkustamista yhdessä oman lääkärin kanssa.
Jos olet koskaan ajanut vuoristoon ja korvasi ovat poksahtaneet, hengästynyt kiivetessäsi hotellin portaita tai nukkunut huonosti lasketteluloman ensimmäisenä iltana, olet jo kokenut korkeuden ja olon yhteyden. Mitä kauemmas merenpinnasta nouset, sitä 'ohueampaa' ilma on, ja keho huomaa sen. Sään ja paineen seuraajalle ymmärrys tästä yhteydestä tekee matkoista ja arjesta ennustettavampaa.
Mitä muuttuu noustessa
Yksinkertaisin ja tärkein fakta on tämä: ilmakehän paine laskee korkeuden kasvaessa. Ilma painaa, ja merenpinnalla olet koko ilmakerroksen alla, joten paine on suurin. Esimerkiksi standardi ilmakehän paine merenpinnalla on noin 1013 hPa. Nousemalla painetaso laskee tasaisesti: noin 2 000 metrin korkeudessa paine on noin 20 prosenttia merenpinnan arvoa alhaisempi, 3 000 metrissä noin 30 prosenttia alhaisempi, 5 500 metrissä paine on suunnilleen puolet merenpinnan arvosta ja Everestin huipulla 8 900 metrin korkeudessa paine on vain noin 30 prosenttia merenpinnasta.
Tärkeää kehon kannalta on se, että ilman happiosuus ei muutu merkittävästi, se on noin 21 prosenttia myös vuorilla. Muuttuva tekijä on hapen osapaine. Harvempaan ilmaan kussakin hengenvetossa tulee vähemmän happimolekyylejä. Merenpinnan hengitysilman 'ajava paine' on noin 20 kPa ja 3 000 metrissä noin 13 kPa. Alhaisempi happipaine tarkoittaa sitä, että vähemmän happea siirtyy keuhkoista vereen, ja tämä ilmiö on hypobarinen hypoksia.
Miksi alhainen paine tuntuu
Elimistö pyrkii pitämään elinten hapensaannin vakiona. Kun havaitsee hapen vähenevän, se reagoi nopeasti tunneissa: hengitys tihenee ja syke nousee. Päivien kuluessa syntyy pidempikestoisia muutoksia, kuten punasolujen lisääntyminen ja kudosten tehokkaampi hapenkäyttö, eli akklimatisaatio. Akklimatisaation nopeus vaihtelee yksilöllisesti, mikä selittää miksi kaksi ihmistä samassa paikassa voi kokea tilanteen eri tavalla.
Milloin vaikutukset alkavat ja mitä niistä seuraa
Yksittäistä kytkintä ei ole, mutta käytännössä alle noin 1 500 metrin korkeudessa useimmat huomaavat vähän tai eivät mitään. Vaikutukset alkavat yleisemmin välillä 2 450 ja 2 750 metriä, ja noin 3 050 metrissä jokainen hengenveto antaa suurin piirtein kaksi kolmasosaa merenpinnan hapesta. Nopealla nousulla oireet, kuten päänsärky, väsymys, ruokahaluttomuus, pahoinvointi, huimaus ja univaikeudet, alkavat tuntua tyypillisesti muutamasta tunnista vuorokauteen saapumisen jälkeen. Tämä oirekokonaisuus tunnetaan akuuttina vuoristotaudin oireena.
Sään painevaihtelut verrattuna korkeuteen
Sään aiheuttamat painevaihtelut ovat yleensä pieniä, tyypillisesti muutamia kymmeniä hPa syvän matalapaineen ja korkeapaineen välillä. Korkeuteen siirtyminen muuttaa painetta sadoilla hPa. Siis korkeudesta johtuva muutos on paljon suurempi. Kuitenkin mekanismit kohtaavat: sekä sää että korkeus muuttavat barometrista painetta, ja nenän sivuontelot, sisäkorva ja verisuonet reagoivat molempiin. Tutkimus sään herkkyydestä on keskeneräistä ja tulokset vaihtelevat, kun taas korkeuden fysiologia on hyvin dokumentoitua.
Käytännön neuvoja ja lähteet
Tiedä, että hengityksen lisääntyminen ja sykemuutokset ovat normaali ensimmäinen vaste ja että useimmat sopeutuvat, jos nousevat hitaasti ja antavat kehon toipua muutaman päivän. Ihmisten, joilla on sydän tai keuhkosairaus, sekä raskaana olevien on hyvä keskustella omasta tilanteestaan terveydenhuollon ammattilaisen kanssa ennen korkealle matkustamista. Jos oireet pahenevat tai eivät helpota sopeutumisen myötä, hakeudu hoitoon, sillä harvat korkeus-tilanteet vaativat kiireellistä hoitoa.
Lähteet
- Centers for Disease Control and Prevention (CDC), CDC Yellow Book — High-Altitude Travel & Altitude Illness: https://www.cdc.gov/yellow-book/hcp/environmental-hazards-risks/high-altitude-travel-and-altitude-illness.html
- NCBI / NIH, The Physiology of High-Altitude Exposure: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK232874/
- Grocott M. et al., Oxygen at high altitude: https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC1114067/
- Luks A.M. et al., High-Altitude Illnesses: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3678789/
- NCBI / NIH, Determinants of Acclimatisation in High Altitude: https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC4921328/
- NOAA, Standard atmosphere and pressure with altitude: https://www.weather.gov/
Koottu NOAA SWPC:n ja GFZ Potsdamin reaaliaikaisista tiedoista ja MeteoStorms-tiimin tarkistama.
Tietolähteet:NOAA SWPC, GFZ Potsdam
