【書摘】《聖母峰》-聖母峰的體能挑戰

發表於2016/04/17
1,265次點閱
Facebook分享
Line分享
收藏文章

※本文摘錄「聖母峰

布魯斯‧強生

為什麼科學家要犛牛和挑夫幫忙把數百公斤重的設備運上聖母峰,在那裡設立一座研究實驗室?登山者遠征聖母峰或許是為了挑戰身體極限,科學家則是對人體的適應極限更感興趣──簡單來說,就是登山者是如何成功爬上山的。

人體有絕佳的適應能力,而聖母峰對人類而言,可能是地球上最極致的生理挑戰:氧氣含量大幅減少,氣候又冷又乾,登山者晚上會難以入眠,需要很長的時間才能適應高山環境,而登山本身又是非常費力的活動。我們代表梅奧醫院與國家地理學會和The North Face合作,觀察測量聖母峰登山者的身體變化,這是前所未有的創舉。目的是希望能克服高海拔的挑戰、理解人體如何適應極度低氧的環境,以及人體無法負荷時會出現哪些徵狀。

 

聖母峰上的醫療研究

在聖母峰上進行醫療研究是一個仍在延續、成果頗豐的傳統。任何登山季期間,都會有數個團隊,針對人體如何適應聖母峰的極端環境,進行田野調查。喜歡冒險的科學家會覺得這類型的研究工作十分精采刺激,研究成果也能實際應用在其他醫學領域。舉例來說,從聖母峰獲得的知識,有助於醫療人員為要在高冷乾燥或類似的極端環境生活一段時間的部隊或員工作適當的安排。在美國南極站(U.S. South Pole Station),每年都有多達700名員工需要立即適應高海拔環境。另外,也有人在北半球高緯度地區從事石油產業,或是到許多位於高海拔地區的天文臺工作。當然,還有一般戶外運動與觀光產業的從業人員。

除此之外,聖母峰的研究成果也可以應用在日常生活。例如,在高海拔地區的登山者和其他人員,容易出現缺氧的情況,因此相關研究可以協助醫院和診所治療缺氧相關的病症,像是充血性心臟衰竭、睡眠障礙和肺部疾病等等。

 

高海拔的挑戰

高海拔環境為什麼讓身體難以適應?

17世紀,義大利物理學家伊凡傑利斯塔‧托里切利(Evangelista Torricelli,1608-1647)在伽利略的研究基礎上,證實我們頭頂上的空氣有重量。同一時期,羅伯特‧波以耳(Robert Boyle,1627-1691)與其他物理學家也發現,空氣重量(或氣壓)會決定肺部的氧氣含量,進而影響血液含氧量。這說明了人類為何難以在高海拔地區生存:氣壓促使氧氣進入血液,登山者會覺得痛苦不堪就是因為嚴重缺乏氣壓。

在探討海拔高度對身體的影響前,必須先了解人體如何處理以及運用地表上的氧氣。我們把氧氣吸入肺部,然後氧從肺部進入血液,流往各個器官,讓器官可以運作。血紅素是紅血球內的金屬蛋白,負責把氧氣運送到全身。循環過後的血液,重新回到肺部補充新鮮氧氣,也就是說,肺部的氧氣含量平均高於動脈。

血氧濃度(一種表示血液含氧量的測量值)一般介於95%至100%。人在平地上要閉氣到足以讓血氧濃度大幅降低是很困難的。如果這個數值低於85%至88%(慢性肺部疾病患者會出現的症狀),就需要使用攜帶式氧氣筒,或是家庭式製氧機,才能維持正常的生活品質。

地表每一處的氧氣濃度,幾乎都穩定維持在21%。事實上,從海平面到地球大氣層的最外圍(距離地表100公里),空氣中的氧氣濃度大致不變。改變的是大氣壓力,會隨著海拔高度上升而等比例減少。聖母峰基地營的大氣壓力約為海平面的一半,峰頂上的氣壓更只剩海平面的三分之一;換句話說,在高海拔地區每一次呼吸,吸入的氧氣都比在海平面上少。因此,肺部與血液中的含氧量,會隨著大氣壓力的下降而減少。海拔3000公尺處(略高於大部分聖母峰遠征隊的出發地)的血氧濃度,正常值為88%到90%。睡覺時由於呼吸減緩,血氧濃度更可能會降到84%以下。許多肺疾患者在血氧降到這個濃度之前,就會開始使用輔助氧氣。

攀登高海拔山脈時,肺部和動脈之間的氧含量平衡特別重要。體力消耗會加快紅血球流經肺部的速度,減少血液在肺部補充氧氣的時間。運動再加上高海拔環境,使身體承受了雙重的壓力,而且爬得愈高,負擔也愈重。必須在此強調的是:每個人的高海拔適應能力差距頗大,受到各式各樣的因素影響,包括遺傳、整體健康情況、居住環境高度,以及許多情境因子,例如水合作用等等。

 

書籍相關資料

 

 書名:聖母峰:探索世界第一高峰的歷史、科學與未來

 作者:康拉德.安克

 譯者:陳心冕,邱筱涵,許隽安,江威毅

 出版社:大石國際文化 

 出版日期:2015年09月26日