Introduktion

Beboere i lavlandet (<1500 m), der hurtigt stiger op til høje (>2400 m) og især meget høje (>3500 m) eller ekstreme (>5500 m) højder, er i risiko for at udvikle højdesygdom (Gallagher og Hackett, 2004) og opleve en betydelig forringelse af deres fysiske og kognitive arbejdspræstationer (Fulco et al., 1998). Højdeakklimatisering er en række fysiologiske tilpasninger, der kompenserer for reduktionen i den omgivende ilt. Højdeakklimatisering er den bedste strategi til forebyggelse af akut bjergsygdom (AMS) (Forgey, 2006) og giver folk mulighed for at opnå den maksimale fysiske og kognitive arbejdspræstation, der er mulig i forhold til den højde, de er akklimatiseret til (Fulco et al., 2000; Banderet et al., 2002). En gradvis eller trinvis opstigning med en første nats sovehøjde på højst 2400 m og en daglig højdeforøgelse begrænset til 300 til 600 m er den anbefalede strategi for indledning af højdeakklimatisering (Forgey, 2006). For mange bjergbestigere og vandrere med en stram tidsplan kan der imidlertid ikke være tilstrækkelig tid til at udvikle en tilstrækkelig grad af højdeakklimatisering. For eksempel ville en bestigning af Kilimanjaro (5896 m) efter den hurtigste anbefalede graduerede stigningstakt på 600 m/dag over 2500 m (Hackett og Roach, 2001) kræve 8 dage (6 klatredage og 2 hviledage) til akklimatisering. Til sammenligning omfatter den relativt hurtige opstigning på en populær kommerciel klatrerute til toppen kun 4 eller 5 nætter med søvn over 2500 m. Personer, der følger denne relativt hurtige opstigning, oplever en høj forekomst (∼75 %) af akut bjergsyge, og kun 51 % til 61 % når med succes toppen (Karinen et al., 2008; Kayser et al., 2008, Davies et al., 2009). Akklimatisering til højden, inden denne bestigning påbegyndes, ville sandsynligvis mindske modtageligheden for AMS, forbedre den fysiske præstation og øge succesen med at nå toppen.

Højdeakklimatisering fremkaldes oftest ved kontinuerlig eksponering for højder >1500 m. For personer, der bor i lav højde, er det dog i månederne til ugerne før afrejse på en klatretur måske ikke muligt at opholde sig kontinuerligt i stor højde. For nogle personer, der bor i lav højde, kan det være muligt at foretage en lejlighedsvis 1- eller 2-dages tur til moderat eller større højde. Spørgsmålet er, om denne type højdeforberedelse giver nogen fordele, og i givet fald hvor længe fordelene varer ved.

I stedet for akklimatisering findes der flere lægemidler, som effektivt mindsker modtageligheden for højdesygdom (Hackett og Roach, 2001). Alle disse lægemidler (f.eks. acetazolamid, dexamethason og sildenafil) har imidlertid potentielle bivirkninger, som begrænser deres anvendelse, og ingen af disse farmaceutiske interventioner forbedrer direkte den fysiske arbejdspræstation. Faktisk mindsker acetazolamid ved den højeste anbefalede dosis udholdenhedspræstationen (Stager et al., 1990, Garske et al., 2003), hvilket forværrer den højdemæssige arbejdsforringelse. Omvendt er det muligt, at lavere doser af acetazolamid ikke effektivt forhindrer AMS i højder >4000 m (Dumont et al., 2000). Højdeakklimatisering er således fortsat den bedste metode til at ophæve de skadelige virkninger af højden på helbredet og den menneskelige præstationsevne.

Sigtet med denne gennemgang er at give en kort beskrivelse af de vigtigste fysiologiske tilpasninger af højdeakklimatisering, at vurdere fordelene ved højdeforeksponering og at give anbefalinger til planlægning og timing af højdeforeksponering inden afrejse på et ophold i store højder. På grund af mulige forskelle mellem hypobarisk og normobarisk hypoxi og begrænsninger på længden af denne gennemgang gennemgås kun brugen af hypobarisk eksponering for reel eller simuleret højde til at fremkalde højdeakklimatisering.

Højdeakklimatisering

Der findes mange fremragende, omfattende gennemgange af højdeakklimatisering (Bisgard og Forster, 1996; Ward et al., 2000, Young og Reeves, 2002). I denne gennemgang vil vi fokusere på de vigtigste tilpasninger, der finder sted i løbet af de første par timer til dage efter eksponering i højden.

Den foreliggende dokumentation tyder på, at der i højdeområdet fra 900 til 1500 m opnås en grad af hypobarisk hypoxi, der stimulerer udviklingen af højdeakklimatisering (Kellogg 1968, Honigman et al., 1993, Reeves et al., 1993). To centrale tilpasninger, der omfatter højdeakklimatisering, er øget ventilation og nedsat samlet kropsvand, hvilket resulterer i et reduceret plasmavolumen (dvs. hæmokoncentration). Ventilatorisk akklimatisering til højden er karakteriseret ved progressive stigninger i ventilation, arterielt iltpartialtryk og iltmætning (Sao2) og et fald i arterielt kuldioxidpartialtryk sammen med normalisering af arteriel pH i løbet af de første 5 til 9 dage efter ophold i stor højde (Bisgard og Forster, 1996). Samtidig med stigningen i ventilationen øges blodets ilttransporterende kapacitet ved hæmokoncentration som følge af reduktion i plasmavolumen (Hoyt og Honig, 1996). Nettoresultatet af den øgede ventilation og hæmokoncentration er en næsten normalisering af det arterielle iltindhold efter et ca. 7-dages ophold i stor højde (Sawka et al., 2000). Den respiratoriske akklimatisering kan fremskyndes af lægemidlet acetazolamid (Kronenberg og Cain, 1968).

Akut eksponering for stor højde øger hjertefrekvensen og hjertekapaciteten for at opretholde den systemiske ilttilførsel (Mazzeo et al., 1994). Efterhånden som det arterielle iltindhold øges ved akklimatisering i højden, vender både hjertekapaciteten og den perifere blodgennemstrømning tilbage mod det normale. Dette fald i blodgennemstrømningen kan bidrage til forbedret træningstolerance ved at reducere hjertearbejdet og give mere diffusionstid til vævsudtrækning af ilt (Sawka et al., 2000). Akut eksponering for høj højde forårsager hypoxisk pulmonal vasokonstriktion, hvilket resulterer i et øget pulmonalt arterielt tryk, der hos nogle få personer kan medføre højhøjde-lungeødem (HAPE) (Gallagher og Hackett, 2004). For nylig har vi vist, at ophold i ∼2200 m i 6 dage dæmpede stigningen i det pulmonale arterietryk (PAP) betydeligt under den efterfølgende direkte opstigning til 4300 m (Baggish et al., 2010), hvilket kan reducere risikoen for at udvikle HAPE. Ved akklimatisering sker der en øget transport og oxidation af kulhydrater i metabolisk aktive væv (Brooks et al., 1991). I et iltfattigt miljø er kulhydrater således den foretrukne brændstofkilde (Fulco et al., 2005).

Med kontinuerligt ophold i højden mindskes den fysiologiske belastning ved træning, og træningstolerancen i højden forbedres sammenlignet med den oprindelige ved ankomsten (Horstman et al., 1980; Fulco et al., 2005). Desuden aftager symptomerne på AMS med akklimatiseringen (Gallagher og Hackett, 2004). Hvis f.eks. personer, der er ramt af AMS, standser yderligere opstigning og hviler i deres nuværende højde, forsvinder AMS-symptomerne for ∼80% af dem i løbet af 2 til 7 dage (Gallagher og Hackett, 2004), efterhånden som der opnås akklimatisering til hypoxi. Disse resultater reducerer risikoen ved at forbedre dømmekraften, mindske træthed og sygdom og øge sandsynligheden for at gennemføre et trek eller en opstigning i stor højde med succes.

Acclimatisering er højdespecifik; det vil sige, at fuld akklimatisering i én højde kun giver delvis akklimatisering til en større højde. Den tid, det tager for en person at blive akklimatiseret, er en funktion af den pågældendes fysiologi og omfanget af den hypoxiske udfordring, som defineret af den opnåede højde (Reeves et al., 1993). Personer uden nylig (>1 måned) højdeakklimatisering kræver de største fysiologiske kompensationer og dermed den længste tid til at akklimatisere sig. Personer, der opholder sig i moderate eller høje højder, opnår hurtigere akklimatisering til en større højde (Muza et al., 2004). For de fleste mennesker, der udsættes for høje højder, sker 70-80 % af den respiratoriske del af akklimatiseringen i løbet af 4-10 dage, og 80-90 % af deres samlede akklimatisering er opnået inden for 2 uger til en måned (Purkayastha et al., 1995). Tidsforløbet for flere akklimatiseringsresultater (fysiske og kognitive præstationer, AMS, Sao2 og puls) målt i vores Pikes Peak-laboratorium i 4300 m højde er illustreret i fig. 1.

Højde-deakklimatisering

Når akklimatiseringen først er opnået, opretholdes den, så længe personen opholder sig i højden, men den går tabt i løbet af nogle få dage til uger efter tilbagevenden til lavere højder. Den hastighed, hvormed afklimatisering i højden finder sted, er ikke blevet undersøgt nærmere. Vores laboratorium (Lyons et al., 1995; Muza et al., 1995; Beidleman et al., 1997) akklimatiserede lavlandsbeboere i 4300 m højde i 16 dage og sendte dem derefter tilbage til havniveau i 7 dage. På dag 8 på havniveau steg de op til 4300 m for at blive udsat for en overnatning i vores hypobariske kammer. Disse tidligere akklimatiserede personer bevarede ca. 50 % af deres respiratoriske akklimatisering, var helt uden AMS og havde mindre fysiologisk belastning under submaksimal træning. Savourey og kolleger (1996) rapporterede om en gruppe bjergbestigere, der vendte tilbage til lav højde 10 dage efter at have forladt Mount Everest-basecampen; når de blev genudsat til 4500 m i et hypobarisk kammer, var Sao2 i hvile og under træning stadig betydeligt højere end før akklimatiseringen. Endelig målte Sato og kolleger (1992) det hypoxiske ventilationsrespons (HVR) hos beboere i lavlandet i løbet af 5 dage i 3810 m højde og i løbet af 1 uge efter tilbagevenden til havniveau. HVR var signifikant forhøjet på dag 3 i højden og forblev forhøjet i de første 3 dage tilbage på havniveau. I modsætning til resultaterne af disse undersøgelser observerede Richalet og kolleger (2002) imidlertid ikke noget fald i AMS-sværhedsgraden i løbet af de første 2 dage i meget stor højde hos minearbejdere, der skiftevis arbejdede 7 dage i 3800 til 4600 m højde og hvilede 7 dage på havniveau. Da der var tale om en feltundersøgelse, kan andre miljø- eller arbejdsrelaterede faktorer have ophævet enhver gavnlig akklimatiseringseffekt hos disse minearbejdere. Samlet set tyder hovedparten af resultaterne fra disse direkte undersøgelser af højdeafklimatisering på, at akklimatiseringen aftager efter nedstigning til lav højde, men at den bibeholdes i mindst 1 uge hos personer med god akklimatisering og i mindst 3 dage hos personer med mindre veludviklet akklimatisering.

En undersøgelse giver indirekte beviser for, at funktionelt nyttig akklimatisering fortsætter i dage til uger. Schneider og kolleger (2002) vurderede AMS hos bjergbestigere, der ankom til Capanna Margherita (4559 m), og undersøgte flere etablerede risikofaktorer for AMS. De fandt, at de tre uafhængige determinanter for modtagelighed for AMS var forhistorie, opstigningshastighed og højde før eksponering. Tilstrækkelig forhåndsudsættelse i højden blev fastsat til at være 5 eller flere dage over 3000 m i de foregående 2 måneder. Uafhængigt af den kendte modtagelighed reducerede både tilstrækkelig højdeforekomst og langsom opstigning AMS-forekomsten med ∼50 %. Desværre fastlagde forskerne ikke højdeeksponeringsprofilerne eller tidspunktet for den forudgående eksponering i forhold til den faktiske opstigning og vurdering af AMS. Endelig er det muligt, at personer med en historie med AMS ophørte med at klatre i stor højde, og at klatrerpopulationen i denne undersøgelse derfor ikke omfattede personer med stor modtagelighed for AMS som følge af selvudvælgelse. Sammenfattende kan det konkluderes, at selv om der stadig er betydelige datamangler, tyder de fleste beviser på, at højdeakklimatisering fortsætter i dage til flere uger efter den sidste præeksponering.

Højdeakklimatisering før eksponering

Der er to tilgange til højdeakklimatisering før eksponering: kontinuerlig og intermitterende højdeeksponering. Der er rigelig dokumentation for, at kontinuerligt ophold i moderate og højere højder fremkalder akklimatisering (Houston, 1955; Hansen et al., 1967; Houston og Dickinson, 1975; Evans et al., 1976; Hackett et al., 1976; Stamper et al., 1980; Purkayastha et al., 1995; Beidleman et al., 2009; Fulco et al., 2009; Baggish et al., 2010). I alle disse tidligere undersøgelser fulgte yderligere opstigning til større højde imidlertid umiddelbart efter den trinvise eller graduerede opstigning til større højder. Som tidligere beskrevet beholdt lavlandspersonerne, der var godt akklimatiseret til 4300 m, og som vendte tilbage til lav højde i 7 dage, den gavnlige akklimatisering ved genopstigning til 4300 m på dag 8 (Lyons et al., 1995; Muza et al., 1995; Beidleman et al., 1997). Der er ingen offentliggjorte rapporter om varigheden af den gavnlige akklimatisering for andre kombinationer af høj højde og eksponeringsvarigheder.

Højdeakklimatisering kan induceres ved diskontinuerlig eller intermitterende højdeksponering (Muza, 2007). Der er rigelig dokumentation for, at intermitterende højdeeksponeringer inducerer ventilatorisk akklimatisering (Nagasaka og Satake, 1969; Savourey et al., 1996; Chapman et al., 1998; Katayama et al., 1998; Rodriguez et al…, 2000; Ricart et al., 2000; Katayama et al., 2001; Beidleman et al., 2004) og forbedrer arbejdspræstationen (Roskamm et al., 1969; Terrados et al., 1988; Vallier et al., 1996; Beidleman et al., 2003; Beidleman et al., 2008). Kun én undersøgelse (Beidleman et al., 2004) har undersøgt AMS efter intermitterende højdeeksponeringer. Vi fandt, at AMS var fraværende i 4300 m umiddelbart efter 15 dages 4 timers daglig eksponering i 4300 m. Inddragelse af motionstræning i stor højde kan (Roskamm et al., 1969) eller kan ikke (Beidleman et al., 2003) øge forbedringen af motionspræstationen i stor højde. I de fleste af disse undersøgelser blev vurderingen af “gavnlig” akklimatisering foretaget inden for 24 timer efter den sidste præeksponering. Derfor er det ukendt, hvor langvarige disse gavnlige tilpasninger er. Desuden blev der i de fleste af disse undersøgelser anvendt hypobariske kamre, og eksponeringerne fandt sted i meget store højder (>4000 m), som ikke let kan opnås i det naturlige miljø af personer, der bor i lav højde. Der er ingen offentliggjorte undersøgelser af effektiviteten af et mere sandsynligt højdeforberedende eksponeringsscenarie med weekendophold i stor højde gentaget over to eller flere uger. I den relativt let opnåelige højde på 2200 m udvikles der f.eks. inden for de første 2 dage (dvs. en weekend) en betydelig respiratorisk akklimatisering (Beidleman et al., 2009). Hvor længe denne grad af akklimatisering vil vare ved efter nedstigning, er imidlertid ukendt.

Sidst, som tidligere beskrevet, fandt Schneider og kolleger (2002), at tilstrækkelig højdepræeksponering var 5 eller flere dage over 3000 m i de forudgående 2 måneder. Men da tidspunktet for højdeforeksponering i forhold til den faktiske opstigning og vurdering af AMS ikke blev vurderet, er det muligt, at disse foreksponeringer fandt sted tættere på den faktiske opstigning end antydet af den 2 måneders foreksponeringsperiode.

Anbefalinger

Givet de begrænsede data er det vanskeligt at give definitive anbefalinger til udvikling af effektiv højdeakklimatisering ved hjælp af protokoller for foreksponering (kontinuerlig eller intermitterende). Desuden vil den planlagte opstigningshastighed og den endelige højde på den efterfølgende tur diktere, hvilken grad af højdeakklimatisering man bør forsøge at opnå, inden man tager af sted på opstigningen. F.eks. vil personer, der planlægger hurtige opstigninger til ekstreme højder, såsom Kilimanjaro (5896 m), kræve mere akklimatisering end personer, der planlægger en vandretur langs Pacific Crest Trail, hvor højdepunktet er 4009 m. De følgende retningslinjer skal derfor betragtes som foreløbige og anvendes som en bred snarere end specifik vejledning.

Individer, der opholder sig i eller over 900 til 1500 m, har sandsynligvis udviklet en grad af akklimatisering, der er proportional med størrelsen af den hypoxiske stimulus. Ved opstigning til større højder vil de således sandsynligvis opleve en proportional reduktion i modtagelighed for udvikling af AMS og også afbøde den hypoxiske inducerede nedgang i den fysiske arbejdspræstation. For personer, der bor under 900 til 1500 m, vil en vis grad af højdeakklimatisering blive fremkaldt ved hyppig eksponering for stor højde i ugerne forud for afrejse til store højder. Det er veletableret, at der udvikles en vis grad af respiratorisk akklimatisering i løbet af 1-2 dages kontinuerligt ophold i moderate (>1500 m) eller høje (>2400 m) højder og med daglig 1,5 til 4 timers eksponering i >4000 m. Der er dokumentation for, at 5 eller flere dage over 3000 m inden for de sidste 2 måneder før en opstigning til stor højde vil mindske AMS betydeligt. Generelt er graden af den højdeakklimatisering, der udvikles, proportional med den opnåede højde og eksponeringsvarigheden. Jo større omfanget af højdeakklimatiseringen er, jo længere funktionelt nyttig akklimatisering vil der være ved nedstigning. I mangel af endelig dokumentation bør opstigning til stor højde imidlertid planlægges så hurtigt som muligt efter den sidste højdeforeksponering.

Oplysninger

Forfatterne har ingen interessekonflikter eller økonomiske forbindelser at rapportere. Godkendt til offentlig udgivelse; distribution er ubegrænset. De synspunkter, udtalelser og/eller resultater, der er indeholdt i denne publikation, er forfatternes egne og bør ikke opfattes som en officiel holdning, politik eller beslutning fra hærens ministerium, medmindre det fremgår af anden dokumentation. Enhver henvisning til kommercielle organisationer og handelsnavne i denne rapport er ikke udtryk for, at hærens ministerium officielt støtter eller godkender organisationernes produkter eller tjenester.