مکانیزم هم هوائی و انطباق بدن در ارتفاعات  
و بیماری های مربوط به آن«پیشگیری و درمان»
گردآوری و ترجمه : محمد اسماعیلی (قسمت اول)

صعود به ارتفاعات بالا در کوهستان ها و نظاره مناظر پیرامون از فراز یک قله بلند برای همه افراد لذت بخش است چون از سوئی توان، نیرو و اراده خود را محک می زنید هم قادرید با زیبائی های کوهستان در ارتفاعات به آرامشی برسید که در زندگی روزمره بشدت ماشینی از آن محرومید اما ریسک هائی هم در رفتن به ارتفاعات بالا برای افرادی که بدنشان با آن شرایط تطابق پیدا نکرده و به اصطلاح هم هوا نشده اند وجود دارد و امر مهم اینست که با خطرات و مشکلاتی که ممکن است بر اثر بیماری در ارتفاعات بالا در کوهستان با آن مواجه می شویم آشنا شویم .

چگونه بیماری ارتفاع بوجود می آید ؟
غلظت اکسیژن در سطح دریا ۲۱ درصد می باشد و فشار میانگین ( بارومتریک ) هوا ( mm/Hg ) 760 ( میلی متر جیوه ) است ، این فشار باعث می شود که اکسیژن براحتی از غشای ریوی به درون خون جریان پیدا کند .
با افزایش ارتفاع ، فشار هوا کاهش می یابد و این کاهش فشار باعث می شود عبور اکسیژن از ریه ها و عبور از سیستم عروقی و ورود به جریان خون به دشواری صورت بگیرد و این بعلت هیپوکسی ( کمبود اکسیژن ) محیطی بوجود می آید .

با افزایش ارتفاع فشار هوا کاهش می یابد .
فشار هوا در ارتفاع ۳۶۰۰ متر ۳۷ درصد کاهش می یابد وتقریبا به ۴۸۰ میلی متر جیوه می رسد . در ارتفاع ۵۳۰۰ متری معادل بیس کمپ اورست تقریباً نصف می شود و به ۵۰ درصد می رسد در قله اورست در ارتفاع ۸۸۴۸ متری به میزان یک سوم(۱/۳) سطح دریا می رسد و تقریباً mm/Hg 250 میلی متر جیوه می شود .
در عین حال باید توجه داشت افزایش ارتفاع بر روی دمای هوا هم تاثیر می گذارد بدین معنی که هر ۱۵۰ متری که ارتفاع افزایش می یابد یک درجه سانتی گراد دمای هوا کاهش می یابد .اگر دمای هوا سطح دریا ۱۵ درجه سانتی گراد باشد ، دمای هوا در قله اورست با ارتفاع ۸۸۴۸ متر حدوداً ۴۰ – ( منفی ) سانتی گراد می شود .

در ارتفاع بالا دو نوع استرس محیطی به روی بدن آدمی وجود دارد:
۱- تغییرات آب و هوا که شامل روزهای گرم بر اثر تابش نور خورشید بوجود می آید تا شب های فریز کننده که از مشخصات ارتفاعات بالاست ، در عین حال باد و رطوبت کم و خشکی هوا باعث دهیدارته شدن ( از دست دادن آب ) بدن می شود .
۲- فشار هوا کاهش می یابد و این معمولاً مهمترین فاکتور محدود کننده در ارتفاعات بالاست .
برای اینکه بدن به اکسیژن کافی دسترسی پیدا کند ، سرعت تنفس حتی در زمان استراحت مجبور است که افزایش یابد این افزایش تنفس باعث افزایش حجم اکسیژن در خون می شود ولی با این وجود به اندازه غلظت اکسیژن در خون هم سطح دریا نمی باشد و بدن باید خودش را با شرایط استرس زای کمبود اکسیژن در ارتفاعات بالا وفق دهد .
کمبود اکسیژن ( هیپوکسی ) که بر اثر فشار هوای رقیق شده ( کم شدن فشار هوا ) ایجاد میشود معمولاً با عدم توانایی انجام فعالیت های فیزیکی نرمال آغاز می شود مانند بالا رفتن از یک بلندی اندک بدون اینکه توانایی این را داشته باشیم که خسته نشویم و در اکثر افراد هم بیماری ارتفاع بوجود می آمد که بیماری ارتفاع شامل : کم شدن اشتها ، تهوع ، سردرد ، اختلال دید ، ضعف و خستگی و مشکل در تفکر و تمرکز و خاطره می باشد .
در حالات جدی ، علائمی مثل سینه پهلو ( ادم ریوی ) بعلت هموراژی ( خونریزی ) در شش ها و یک تجمع غیر نرمال مایع در مغز ( ادم مغزی ) ممکن است شخص را در ارتفاعات شدیدا بالا درگیر کند .
افزایش استرس در ارتفاعات بالا بعلت فشار بر روی ریه ها و قلب و سرخرگ ها باعث ریسک بالای مشکل قلبی می شود.
هنگامی که ما به نواحی ارتفاعات بالا صعود می کنیم بدن ما ابتدائاً پاسخ های فیزیولوژیک ناکافی و نامناسب بروز می دهد افزایش تنفس و افزایش ضربان قلب در حدود ۲ برابر حد معمول حتی در زمانی که در حال استراحت هستیم ، می رسد .
فشار خون و ضربان ( نبض ) شخص بسرعت بالا می رود تا خون بیشتری را بتواند به سراسر بدن پمپ کند که از این طریق بتواند اکسیژن کافی را به تمامی سلول های بدن برای تولید انرژی برساند .
این تغییرات استرس زا برای کسانی که قلب ضعیفی دارند و یا مبتلا به مشکل قلبی هستند خطر بیشتری بهمراه دارد .

تاثیر ارتفاع بر روی گلبول های قرمز :
در افراد سالم در مناطق هم سطح دریا اکسیژن با هموگلوبین با درصد بالائی اشباع می شود اما هر چه ارتفاع بیشتر می شود اشباع هموگلوبین با اکسیژن کاهش می یابد.
هر گلبول قرمز شامل صدها مولکول ها هموگلوبین است هموگلوبین پروتئین تخصص یافته ای است که در شش ها به اکسیژن متصل می شود و بدین وسیله می تواند اکسیژن را به بقیه نقاط بدن منتقل کند .
هر مولکول هموگلوبین درون گلبول قرمز توانائی حمل ۴ مولکول اکسیژن را دارا می باشد ( یا به عبارتی متصل به ۴ مولکول اکسیژن می باشد )
امر بسیار مهم این است که مولکول های هموگلوبین به گونه ای طراحی شده اند که به اکسیژن محکم می چسبند تا آن را از شش ها در جریان خون حمل کنند وسپس آن را در عروق خونی کوچک ( کاپیلاری ) خون به عضلات و دیگر ارگان های بدن انتقال دهند در بافت ها و سلول های عضلانی و ارگان هایی که مسئولیت اکسیژن رسانی به آنها را دارند اتصالشان به اکسیژن را شل می کنند و اکسیژن را رها می کنند که اکسیژن وارد سلول ونهایتاً میتوکندری سلول شوند و بدین صورت امکان سوخت و انرژی برای فعالیت کل بدن تامین شود .
«کل این پروسه انتقال اکسیژن توسط هموگلوبین بهترین عملکرد را در سطح دریا و فشار هوای متعادل با بدن در ارتفاع پایین را دارد» .
ولی هر چه شخص به ارتفاعات بالاتر می رود پروسه انتقال اکسیژن به سلول اختلال پیدا می کند .
از ارتفاع ۱۵۰۰ متر به بالا این عملکرد و هموگلوبین کارآئی خود را کم کم از دست می دهد و هموگلوبین شش ها را بدون اینکه ظرفیت ۴ گیرنده اش پر شده باشد ترک می کند و وارد جریان خون می شود و این منجر به کمبود اکسیژن و پایین آمدن فشار اکسیژن خون در رگ ها می شود.
از سوئی با کمبود اکسیژن در ارتفاعات بالا هورمون اریتروپویتین (EPO) در کلیه ها تولید می شوند تا با کمبود اکسیژن ( هیپوکسی ) مقابله کنند بعلاوه اریتروپوئیتین (Erythropioetin) به گلبول های قرمز در جریان خون متصل است و کمبود گلبول قرمز در گردش خون باعث افزایش تولید سطح هورمون اریتروپوئیتین درگردش خون می شود که متعاقباً باعث تحریک تولید گلبول های قرمز از مغز استخوان می شود .
به عبارتی با کاهش اکسیژن محیطی در ارتفاعات ، اریتروپوئیتین توسط کلیه ها تولید می شود و این هورمون باعث افزایش تولید گلبول های قرمز از مغز استخوان می شود و بنابراین با افزایش گلبول قرمز در جریان خون اکسیژن بیشتر وارد جریان خون می شود و کمبود اکسیژن در سلول های بدن تامین می شود .
در حدود ۴۰ تا ۵۰ درصد حجم کلی خون از گلبول قرمز ساخته شده است برای مثال اگر هماتوکریت شما ۴۳ باشد بنابراین ۴۳ درصد تمام خون شما از گلبول قرمز تشکیل شده است بیشتر از هر چیز دیگر ، گلبول های قرمز شامل هموگلوبین هستند و هموگلوبین به علت داشتن آهن در ترکیب خود که در حالت احیاء شده می باشد می تواند با اکسیژن و دی اکسید کربن (Co2) ترکیب شود بنابراین رژیم حاوی آهن کافی در مواد غذایی در ارتفاعات برای ساختن گلبول قرمز و هموگلوبین ضروری است .
با افزایش گلبول های قرمز در ارتفاعات ، هموگلوبین هم افزایش می یابد تا پروسه هم هوائی و انطباق با کمبود اکسیژن محیطی بدرستی صورت گیرد ، در این حالت مویرگ های کوچک ( کاپیلاری ها ) بیشتری ایجاد می شوند تا بتوانند اکسیژن بیشتری را به سلول های بدن انتقال دهند ، شش ها حجیم تر می شوند تا امکان اسمز ( عبور و نفوذ ) اکسیژن و گاز کربنیک (Co2) در شش ها براحتی انجام شود .
در عین حال شبکه ای از افزایش عروق کوچک در عضلات و بافت ها باعث انتقال اکسیژن و دی اکسید کربن (Co2) می شود .
در هر حال هم هوائی موفق هم از نظر فیزیکی و ذهنی که تقریباً چیزی شبیه عملکرد بدن هم سطح دریا باشد تقریباً در ارتفاعات بالا برای کوهنورد رخ نمی دهد ، ورزش و کار شدید و اعمالی که نیاز به حفظ کردن یا یاد گرفتن و استفاده از قوای ذهنی باشد هنوز در ارتفاع بالا مشکل ساز است .

در چه افرادی بیماری ارتفاع در کوهستان ظاهر می شود ؟
درک اینکه چه افرادی ممکن است تحت تاثیر ارتفاع بالا قرار گیرند مشکل است و فاکتورهایی مثل سن ، جنس ، موقعیت فیزیکی ملاکی نیستند که بر اساس آن بتوانیم حساسیت فرد به ارتفاع بالا را مرتبط بدانیم ، بعضی از افراد می توانند با ارتفاع بالا کنار بیایند وبعضی از افراد بیشتر از دیگران به ارتفاع حساس هستند و بدنشان واکنش نامطلوب نشان می دهد .
مطالعات نشان میدهد که در حدود ۱۴۰ میلیون نفر از انسان ها در ارتفاع بالای ۲۵۰۰ متر زندگی می کنند و نسبت به کمبود اکسیژن تطابق پیدا کرده اند ، این تطابق عمدتاً در مورد مردمانی که در بلندیهای کوههای آند در آمریکای جنوبی و تبتی ها و نپالی ها که در کوههای هیمالیا در آسیا زندگی می کنند اطلاق می شود .
بومی های بلندیهای آند وجمعیت ساکن در بلندی های هیمالیا در هنگام تولّد با اکسیژن موجود انطباق پیدا کرده اند و در طول زندگی حجم شش های بزرگتری دارند و ظرفیت بالائی از فعالیت در ارتفاعات بالا را دارند .
تفاوت قابل توجهی بین افرادی که درکوهستان زندگی کرده اند و افراد دیگری که بعنوان کوهنورد به آن نواحی می روند وحتی با ارتفاعات بالا « هم هوا » شده اند وجود دارد معمولاً جمعیت های انسانی که در ارتفاعات زندگی می کنند موفق ترین کسانی هستند که در ارتفاعات بالا می توانند فعالیت نرمالی داشته باشند این افراد اجدادشان برای هزاران سال در ارتفاعات بالا زندگی کرده اند ، این دلیلی است که بعضی از بومی های کوههای آند در پرو و بولیوی و همچنین کسانی که در بلندی های تبت و نپال هیمالیا زندگی می کنند ، آنها را با افراد دیگر متمایز می کنند .
اجداد بسیاری از این جمعیت هایی که در ارتفاعات زندگی می کنند در ارتفاع بالای ۴۰۰۰ متر در حدود ۲۷۰۰ سال زندگی کرده اند .
استدلال این امر این است که انتخاب طبیعی در حدود هزاران سال باعث شده است که جمعیتی پدید آیند که بصورت ژنتیک نسبت به شرایط استرس زای ارتفاعات بالا بتوانند مقاوم باشد ، بهر حال جمعیت ها و مردمان متفاوت از نظر فیزیولوژیک نسبت به فشار هوای پایین و اکسیژن پائین ( هیپوکسی ) در ارتفاعات بالا در راههای متفاوت واکنش نشان می دهند .

مردمان دره های کوههای بلند در پرو و بولیوی ( کوههای آند ) میزان هموگلوبین بیشتری در خونشان تولید می کنند و در عین حال ظرفیت شش هایشان هم افزایش پیدا کرده است هر دو عامل باعث شده است که اکسیژن بیشتری در جریان خون حمل کنند وعملکرد مناسبی در ارتفاعات آشکار سازند .
اما در مقابل در تبتی ها و نپالی ها که در ارتفاعات بالای هیمالیا زندگی می کنند تنفس‌اشان سریعتر است تا اکسیژن بیشتری را از طریق سرخرگ ها و مویرگ های گشاد و وسیع خود به سلول های بدنشان انتقال دهند بنابراین جریان خون در رگ های آنها سرعت بیشتری دارد و مقدار اکسیژن بیشتری می توانند به عضلات و سلول های بدن انتقال دهند ودر عین حال آنها سطح هموگلوبین نرمالی دارند .
مطالعه اخیری که بر روی مردمان روستاهای تبت که در ارتفاع حدود ۴۵۰۰ متر زندگی می کنند نشان داده است که آنها ۱۰ ژن پردازش اکسیژن دارند که معمولا در جمعیت های انسانی که در ارتفاعات پائین زندگی می کنند دیده نمی شود .
ژن EPAS 1 مخصوصا در محیط هایی که بطور دائم کمبود اکسیژن در آنجا وجود دارد بسیار مهم است .
اگر شما در کوهستان در ارتفاع بالا با بیماری ارتفاع مواجه شدید ممکن است بخشی بعلت ژن هایی باشد که به ارث برده اید .
اشخاصی که ژن PDP 2 در آنها سطح ظهور کمتری دارد معمولاً بیشتر از دیگران علائم بیماری ارتفاع را شدیدتر ظاهر می کنند ، ژن PDP 2 برای پروتئینی کد می شود که در تبدیل غذا به سوخت دخیل است در عین حال این ژن در هم هوائی و انطباق بدن در ارتفاعات بالا نقش مهمی دارد .
نکته جالب اینکه در سال ۲۰۱۱ محققین از دانشکده پزشکی کلرادو و بهمراه بخش سلامتی جهانی هاروارد مقاله ای درمجله اپیدومیولوژی و سلامتی جامعه انتشار دارند مبنی بر اینکه : افرادی که معمولا در ارتفاعات بالا به مدت طولانی زندگی کرده اند خطر بیماری های قلبی در آنها کاهش می یابد ( البته در صورتی که شخصی مشکل تنفسی مزمن نداشته با شد )
محققین دریافتند که هیپوکسی ملائم و کمبود اکسیژن باعث بهبود عملکرد قلب می شود به این شکل که رگ های خونی جدیدی ایجاد می شود و جریان خون به قلب تسریع می شود .
توضیح دیگر محققین در این مقاله این بود که افزایش مواجهه با اشعه ماوراء بنفش که از خورشید ساطع می شود ( در ارتفاعات بالا ) توانائی بدن برای تولید ویتامین D را افزایش می دهد که تاثیر مفیدی بر روی عملکرد قلب دارد .
پزشکی کوهستان ۳ ناحیه را با کاهش مقدار اکسیژن و کاهش فشار هوا برای افرادی که به این نواحی صعود می کنند و ایجاد مشکل ارتفاع در ارتباط با موضوع سلامت و پزشکی می کند به شرح زیر اعلام می کند :
ارتفاع بالا= ۱۵۰۰ تا ۳۵۰۰ متر
ارتفاع خیلی بالا = ۳۵۰۰ تا ۵۵۰۰ متر
ارتفاع شدیدا بالا = ارتفاع بالای ۵۵۰۰ متر

 
صعود به این ارتفاعات ممکن است از علائم آرام « بیماری حاد کوهستان AMS » تا شرایط پتانسیلی کشنده ادم ریوی (HAPE) و ادم مغزی (HACE) بستگی به ارتفاع صعود شده به ارتفاعات بالا در افراد متفاوت باشد هر چه ارتفاع صعود بالاتر باشد خطر ادم ریوی وادم مغزی بیشتر می شود .
محققین خاطر نشان می کند با صعود به ارتفاعات شدیداً بالا، اگر شخص هم هوائی مناسبی نداشته باشد احتمال آسیب دائمی به مغز در بعضی افراد بالا می رود .
انسان ها در حدود ۲ سال در ارتفاع ۵۹۵۰ متر قادر به زنده ماندن بوده اند ( بلندترین ارتفاع قابل تحمل برای یک اقامت طولانی برای انسان ) بالاترین ارتفاع که انسان ها به طور دائمی زندگی می کنند شهــــر لا رینکونادا La Rinconada در آند پرو به ارتفاع ۵۱۳۰ متر است .

در ارتفاع بسیار شدید بالای ۷۵۰۰ متر که فشار اتمسفر ( ۳۸۳ میلی بار ) است، خوابیدن دشوار می شود و هضم غذا تقریباً به غیر ممکن نزدیک می شود و ریسک ادم ریوی و ادم مغزی که بسیار تهدید کننده و مرگبار است افزایش می یابد .

منطقه مرگ ( Death Zone) :
منطقه مرگ در کوهنوردی به ارتفاعی گفته میشود که در آنجا میزان اکسیژن برای عملکرد انسانها به اندازه کافی وجود ندارد و کوهنوردان در این منطقه مدت کمی می توانند دوام بیاورند وسریعاً باید به ارتفاعات پایین ترفرود آیند این ارتفاع در حدود ۸۰۰۰ متر است ( فشار اتمسفر ۳۶۵ میلی بار است ) تمامی ۱۴ قله ۸۰۰۰ متری بالای این منطقه مرگ واقع شده اند و به آنها ۸۰۰۰ متری ها گفته می شود که این ۱۴قله در هیمالیا و در رشته کوههای قره قروم در پاکستان واقع شده اند .
مفهوم ناحیه مرگ اولین بار توسط یک دکتر سویسی بنام ادوارد ویس دو آنت در سال ۱۹۵۳ در یک مقاله درباره «هم هوائی » در ژورنال « تحقیقات آلپاین فدراسیون سویس » عنوان شد .
بسیاری از حوادث کوهستان که بطور عمده شامل مرگ می شود برای کوهنوردان در ناحیه مرگ ایجاد شده است که یا بطور مستقیم ( از دست دادن عملکرد حیاتی ) و یا غیر مستقیم ( بر اثر اختلال ذهنی وفکری و تصمیم اشتباه که تحت تاثیر استرس و ضعف فیزیکی ) بوده است .
در منطقه مرگ بدن آدمی قادر به هم هوائی و انطباق نیست واقامت زیاد در منطقه مرگ بدون اکسیژن کمکی موجب عدم کارکرد مناسب بدن ، از دست دادن هوشیاری و نهایتاً منجر به مرگ می شود .

ادامه دارد …