Organismus se také chová jinak, pokud je pohybová aktivita provozována ve vyšších nadmořských výškách. Vysokohorský trénink je výborným prostředkem pro zvýšení výkonnosti především u vytrvalců.
Vysokohorské prostředí dělíme dle nadmořské výšky na 3 zóny (Máček, Radvanský, 2011):
- střední výška 1500-2500 m.n.m.
- velká výška 2500-5300 m.n.m.
- extrémní výška nad 5300 m.n.m.
Ve vysokohorském prostředí (obr. 29) atmosférický tlak se stoupající nadmořskou výškou klesá. Stejně tak klesá i parciální tlak kyslíku (PO2). Se zvyšující se nadmořskou výškou klesá teplota vzduchu o 1°C každých 150 m výšky, nezávisle na zeměpisné šířce, ta však výrazně ovlivňuje sezónní a denní kolísání teploty (rozdíl na slunci a ve stínu, vítr).
Obrázek 29 Vnější podmínky při různé nadmořské výšce (Upraveno dle Wilmore et. al., 2008)
Horský studený vzduch má snížený tlak vodních par, absolutní vlhkost je ve vysokých nadmořských výškách extrémně nízká. Kombinace nízké relativní vlhkosti může být subjektivně velmi nepříjemná. Vzduch je tedy sušší a řidší. Naopak se zvyšuje intenzita slunečního záření, zejména jeho UV složka. Intenzita UV záření se zvyšuje asi o 20-30% na 1000 m, tyto účinky jsou značně zvýšeny odrazem od sněhu. Také stoupá intenzita kosmického záření (tvorba kyslíkových radikálů, jejich množství se zvyšuje se stoupajícím tlakem kyslíku). Ve vyšších výškách je nepatrně nižší gravitace a proudění vzduchu.
Nízký parciální tlak kyslíku nepříznivě ovlivňuje přechod kyslíku z alveol do kapilár malého krevního oběhu (difuzí) i transport kyslíku ke tkáním. Tím pádem dochází k nedostatku kyslíku ve tkáních – hypoxii. (Jančík a kol., 2007). Tím vysokohorské prostředí způsobuje menší afinitu hemoglobinu (Hb) ke kyslíku, což ovlivňuje fyzický výkon.
Reakce organismu na vysokohorské prostředí
Ve výšce do 2500 m.n.m. se neobjevuje významnější pokles dodávky kyslíku tkáním. S mírnějšími příznaky akutní horské nemoci se můžeme setkat u 15% příchozích do této výšky. (Máček, Radvanský, 2011)
Hypoxické podmínky vysokohorského prostředí ovlivňují fyziologické reakce organismu. Významně je narušen difuzní gradient, který podmiňuje výměnu kyslíku mezi krví a tkáněmi. Je snížena saturace (nasycení) hemoglobinu kyslíkem. Organismus se snaží tyto negativní vlivy odvrátit aktivací regulačních mechanismů a přísun kyslíku zvýšit. Dochází k hyperventilaci v klidu i při zátěži, hlubší (zvýšení dechového objemu - DO) rychlejší dýchání (zvýšení dechové frekvence - DF). Z oběhových parametrů se zvyšuje srdeční frekvence (SF) i minutový objem srdce (Q). Znásobuje se otevření kapilár cév, což zabraňuje akutní hypoxii. Postupně se snižuje objem krevní plazmy, což následně způsobuje zvýšení koncentrace erytrocytů, což dovoluje větší přenos kyslíku a tím částečně kompenzuje sníženou dodávku kyslíku. (Jančík a kol., 2007) Pokles tělesné výkonnosti zřejmě souvisí se snížením VO2max, která klesá lineárně s přibýváním výšky, asi o 10% na 100 m. (Máček, Radvanský, 2011, dle Wilmore et al. 2008)
Adaptace (aklimatizace) na vysokohorské prostředí
Adaptací organismu na vysokohorské prostředí rozumíme přizpůsobování se organismu tomuto prostředí z pohledu dlouhodobějšího. Jedná se o komplexní proces trvající několik týdnů. Rychlost adaptace je závislá na výšce. Postupně se zvyšuje kapacita transportního systému pro kyslík. Dochází k většímu vyplavování erytropoetinu (EPO), což zvyšuje tvorbu erytrocytů v kostní dřeni. Díky tomu také stoupá množství hemoglobinu, který přenáší v těle kyslík. V organismu se zvyšuje počet mitochondrií, myoglobin a aktivita enzymů. Zlepšuje se prokrvení tkání cévami (vaskularizace). (Jančík a kol., 2007, dle Havlíčková, 2004)
Novější studie nepotvrzují významné zlepšení výkonnosti v nížině po vysokohorském tréninku. Podmínky ve střední a vyšší poloze vedou často k dehydrataci a úbytku svalové hmoty. Nynější studie doporučují pro zvýšení celkové výkonnosti trénink v nižší poloze s pobytem ve střední výšce (pro zvýšení počtu erytrocytů).
Aklimatizace
Pro aklimatizaci je potřebná doba individuálně odlišná. Závisí na několika faktorech, jako je rychlost výstupu, dosažená absolutní výška, překonaný relativní výškový rozdíl a především aktuální zdravotní stav jedince.
Střední výška 1500-2500 m.n.m.
Saturace arteriální krve kyslíkem (SaO2) přesahuje 90% a nedochází k omezení okysličení tkání. V prvních dnech pobytu se zvyšuje klidová ventilace.
Velká výška 2500-5300 m.n.m.
2500 m.n.m. je prahovou výškou pro vznik aklimatizačních pochodů. SaO2 klesá výrazně pod 90%. V této výšce lze dosáhnout úplné a dlouhodobé aklimatizace. Nejvýše položené trvale obývané místo na zemi je hornické městečko La Rinconada v Peru (5100 m.n.m.).
Extrémní výška nad 5300 m.n.m.
Těmto výškám se už nelze přizpůsobit, při delším pobytu dochází k chátrání organismu. Oxygenaci zajišťuje jen výrazná hyperventilace. Od 6000 m je inhibována anaerobní glykolýza a tvorba laktátu. Saturace O2 na vrcholu Everestu se pohybuje okolo 50%.
Průběh aklimatizace
Aklimatizace probíhá po etapách. O aklimatizaci na danou výšku svědčí návrat klidové srdeční frekvence naměřené ráno po probuzení k výchozím individuálním hodnotám. Doba potřebná pro aklimatizaci se liší individuálně a závisí na několika faktorech: rychlosti výstupu, dosažené absolutní výšce, překonanému relativnímu výškovému rozdílu a zdravotním stavu jedince.
Orientačně platí, že na výšku:
3000 m je třeba se aklimatizovat 2-3 dny
4000 m je třeba se aklimatizovat 3-6 dní
5000 m je třeba se aklimatizovat 2-3 týdny
Výškám nad 5500 m se již přizpůsobit nelze (nad touto hranicí dochází i při maximálním fyzickém šetření k zhoršování zdravotního stavu a ke snížení výkonnosti). Adaptační mechanismy umožní organismu v této výšce přežít jen několik málo dní.
Adaptace na hypoxii zahrnuje změny transportu kyslíku do tkání a změny jeho utilizace v buňkách. Akomodace, tj. počáteční odpověď, u netrénovaného nastupuje za několik sekund až hodin. Aklimatizace a aklimace, změny které se projevují za několik dní až měsíců pobytu v hypoxickém prostředí (fenotypické adaptace, které jsou po návratu do normoxických podmínek reverzibilní).
Fáze aklimatizace
- Latentní fáze – trvá prvních 6 hodin po příchodu do výšky, bez příznaků akutní horské nemoci (AHN).
- Aklimatizace – období získávání aklimatizace s velkým rizikem aklimatizačních poruch resp. AHN
- Aklimatizace – období trvající 2-3 týdny, během kterých je člověk optimálně přizpůsoben výšce a je schopen největších fyzických výkonů.
- Fáze degradace (výškové deteriorace) se zhoršením fyzických a psychických funkcí.
Obecná pravidla aklimatizace
- Přespávat v co nejnižší nadmořské výšce, vystupovat po etapách a vždy přespat v nižší než dosažené výšce.
- Na každých 500 m překonané výšky mají připadnout dvě přenocování ve stejné výšce, v průběhu jednoho týdne nepřespávat v táboře výše než o 1000 m.
- Spát s mírně vyvýšenou horní polovinou těla, průběh aklimatizace neurychlí žádný lék.