高地での人体の適応

要約

この記事では、人体が高地に適応する方法について探求します。標高2,500メートル以上では、酸素不足が高山病を引き起こす可能性がありますが、私たちの体は高地に適応するための多くの方法を持っています。高地に到達した直後、数分以内に、私たちの体は呼吸の速度と深さを増加させ、心拍数も増加します。数週間かけて、血漿の量が減少し、ヘモグロビンのレベルが上昇し、血液がより多くの酸素を運べるようになります。数週間の適応の後、私たちの体は十分な変化を遂げ、さらに高い場所に登ることができます。

高地が身体に及ぼす影響

海面高度では、息を吸うと、酸素分子を含む空気が肺に入り、赤血球のヘモグロビンに結合します。その後、血液は体内を循環し、全ての細胞に必要な酸素を運びます。しかし、高度が上がるにつれて、空気が薄くなり、各化合物の相対的な量は上層大気圏まで同じままです。しかし、全体的には、私たちの体が吸収する酸素は少なくなります。

2,500メートル以上の高度に登ると、酸素不足による高山病が起こる可能性があります。高度に適応するために、私たちの体には多くの方法がありますが、急速に登ると高山病が起こることがあります。

高地に対する即時の反応

1,500メートル以上の高度に到達すると、数分または数秒以内に、あなたの首の動脈体化学受容体は、血液中の酸素圧の低下を感知します。これにより、呼吸の速度と深さが増加して酸素不足を補います。心拍数も増加し、心臓はより強く収縮して、各拍で追加の酸素を含んだ血液を迅速に体内に循環させます。これらの変化は比較的速く起こり、さらに高い場所に登る場合は、心拍数と呼吸もそれに応じて速くなります。

高地に対する長期的な適応

高地に数週間滞在すると、いくつかの長期的な適応の恩恵を受けることができます。1,500メートル以上の高度に到達して最初の数日で、血漿の量が減少し、ヘモグロビンの濃度が上がります。次の2週間で、ヘモグロビンのレベルがさらに上昇し、血液がミリリットルあたりより多くの酸素を運ぶことができるようになります。心拍数が高いため、この新しいヘモグロビン豊富な血液は効率的に体内に酸素を分配します。同時に、呼吸もさらに増加し、換気適応と呼ばれる過程が進みます。

高地のリスク

エベレストの頂上はただ高いだけでなく、地球上で最も高い場所であり、3,500メートル以上の高度では、私たちの体は非常にストレスを受けています。脳の動脈と静脈は拡張して血流を速めますが、最も小さい血管である毛細血管は同じサイズのままです。この増加した圧力により、血管が漏れて脳内に液体がたまることがあります。同様の問題が肺でも起こり、低酸素状態により血管が収縮し、漏れた血管と液体がたまることがあります。これら2つの状態は、それぞれHACEとHAPEと呼ばれ、非常にまれですが、迅速に対処しないと命にかかわることがあります。

人体の限界を克服する

チベット人や南アメリカ人の中には、高地に住んでいる家族の歴史を持つ人々が、軽度の高山病を防ぐ遺伝的な利点を持っていることがありますが、彼らもこれらの重篤な状態に免疫を持っていません。しかし、これらのリスクにもかかわらず、過去の1世紀にわたって、登山家たちは科学者が思っていた以上に高く登ることができることを証明してきました。彼らは自分たちの体の限界を超え、人類が適応できる範囲を再定義しています。

まとめ

まとめると、私たちの体は、呼吸や心拍数の増加などの即時的な反応や、ヘモグロビンレベルの上昇や換気適応のような長期的な適応など、高地に適応するための多くの方法を持っています。しかし、3,500メートル以上の高度では、HACEやHAPEなどの重大なリスクがあります。これらのリスクにもかかわらず、人間は自分たちが適応できる限界を超え、地球の最高地域を探索し続けています。