Gli effetti della quota sull’organismo umano sono dovuti alla diminuzione della pressione atmosferica, alla secchezza dell’aria, alla temperatura ed all’irradiazione solare.
La pressione atmosferica è il risultato della forza di attrazione terrestre sull'aria e a livello del mare equivale al peso di una colonna di 760 mm di mercurio. La pressione atmosferica diminuisce con l'altitudine secondo una funzione esponenziale che dipende dalla distanza dal centro della terra: a 5500 m è circa dimezzata, sulla cima dell'Everest è poco più di 1/3 della pressione rilevabile a livello del mare.
Qual è l'effetto della diminuzione della pressione atmosferica sull'aria che respiriamo? L'effetto consiste in una diminuzione della pressione di ogni singolo gas di cui è costituita l'aria. Sappiamo, infatti, che l'aria è composta da azoto (79%), da ossigeno (21%) e da anidride carbonica (0.04%) e che ognuno di tali gas esercita una pressione che viene chiamata pressione parziale. La somma delle pressioni parziali di tutti i gas presenti nell'aria è uguale alla pressione atmosferica. Se diminuisce la pressione atmosferica, diminuirà di conseguenza la pressione parziale dei gas che compongono l'aria. Poiché la diffusione dell'ossigeno dai polmoni al sangue ed il legame dell'ossigeno con l'emoglobina dipendono dalla pressione parziale dell'ossigeno, è chiaro che quando questa diminuisce, diminuirà anche la capacità del nostro organismo di utilizzare ossigeno. Questa situazione è chiamata ipossia ed ha come conseguenza una penalizzazione dei processi metabolici aerobici che forniscono energia nella gare di lunga durata.
Fortunatamente esistono numerosi meccanismi fisiologici per far fronte all'ipossia, i più importanti dei quali sono l’aumento della frequenza degli atti respiratori (iperventilazione), l’aumento della frequenza cardiaca, l’aumento della concentrazione di emoglobina e dei globuli rossi.
L'umidità' dell'aria diminuisce con l'altitudine: a 5000 m l'umidità dell'aria è inferiore di circa 10 volte rispetto al livello del mare. L'aria che respiriamo per poter essere utilizzata, deve essere umidificata. Se respiriamo aria secca dovremo impiegare una parte dell'acqua presente nell'organismo per umidificare l'aria. Tale quantità di acqua viene poi persa durante l'espirazione. La secchezza dell'aria, unitamente all'iperventilazione ipossica e da esercizio in altitudine possono condurre l'organismo ad una rapida disidratazione.
In quota la temperatura diminuisce di poco più di mezzo grado centigrado ogni 100 m . Sulla cima dell'Everest la temperatura è spesso inferiore a -40 gradi centigradi . Inoltre il vento può contribuire ad abbassare la temperatura corporea aumentando la dispersione termica. L'irradiazione solare è invece aumentata per effetto della maggiore limpidità dell'aria, dovuta al suo scarso contenuto di vapore acqueo, e per effetto della maggiore riflessione, dovuta alla presenza di neve o all'assenza di vegetazione. Ne deriva che in alta quota bisogna essere adeguatamente protetti dal freddo e dall'irradiazione solare.
| bassa quota | media quota | alta quota | altiss. quota | |
|---|---|---|---|---|
| Altitudine m | 0 ÷ 1800 | 1800 ÷ 3000 | 3000 ÷ 5500 | 5500 ÷ 9000 |
| Pressione atmosferica mmHg | 760 ÷ 611 | 611 ÷ 525 | 525 ÷ 379 | 379 ÷ 231 |
| Temperatura media teorica °C | +15 ÷ +5 | +4 ÷ -4 | -5 ÷ -20 | -21 ÷ -43 |
| Vegetazione Alpi | varia | aghifoglie-lich. | licheni | -- |
| Vegetazione Ande | foresta equ. | latifoglie | conifere-licheni | -- |
| Vegetazione Himalaya | foresta trop. | latifoglie | latifoglie-licheni | -- |
| Saturazione emoglobina% | > 95% | 94% ÷ 91% | 90% ÷ 81% | 80% ÷ 62% |
| VO2max % | 100 ÷ 96 | 95 ÷ 88 | 88 ÷ 61 | 60 ÷ 8 |
| Sintomatologia | assente | rara | frequente | frequentissima |
L' alta quota costituisce un fattore di stress psicologico non indifferente. Tale stress è dovuto in parte all'ipossia che a lungo andare produce anche lesioni cellulari a carico del sistema nervoso centrale, in parte alle condizioni di vita disagiata tipica delle alte quote. Freddo, mancanza di comodità, cibi non appetibili, disidratazione, unitamente a qualche blando sintomo di mal di montagna quale cefalea, insonnia, nausea o inappetenza, possono mettere a dura prova anche gli alpinisti più esperti.
L'organismo umano reagisce agli stimoli indotti dalla quota con meccanismi ad intervento immediato (adattamento) o ritardato (acclimatazione). L'aumento della frequenza respiratoria e cardiaca avvengono immediatamente, in seguito entro circa una settimana aumentano il numero dei globuli rossi e la concentrazione di emoglobina. È questo uno dei motivi per cui alcuni atleti vanno ad allenarsi in altura. Complessivamente è necessaria circa una settimana per acclimatarsi a quote comprese tra 3000 e 4000 m , mentre a quote superiori può essere necessario più tempo. È opportuno rilevare che la risposta alla quota è individuale e dipende da vari fattori quali l'altitudine raggiunta ed il tempo impiegato a raggiungerla, l'esperienza precedente, l'alimentazione e l'idratazione, lo stato di salute e la quantità di esercizio fisico che si effettua appena arrivati in quota.
Principali sintomi a riposo e loro terapia durante acclimatazione: la risposta è sempre soggettiva.
N.B. le terapie devono sempre essere controllate da un medico.
| Sintomo | Terapia |
|---|---|
| Aumento della frequenza cardiaca (tachicardia) | nessuna |
| Aumento della frequenza respiratoria (tachipnnea) | nessuna |
| Aumento della pressione arteriosa (ipertensione) | diuretico o vasodilatatore |
| Mal di testa (cefalea) | antidolorifico |
| Inappetenza (anoressia) | nessuna |
| Nausea | antinausea |
| Insonnia | induttore del sonno |
| Emorragia nasale (epistassi) | manovre meccaniche |
| Nevrosi - ansia - irrequietezza | ansiolitico |
Le principali conseguenze per chi pratica sport di lunga durata o si allena in altitudine sono: