Zima w polskich górach nie zbliża się jeszcze ku końcowi,wiosna i lato dla niektórych są właśnie idealnym momentem by udać się w góry wysokie, zimne tereny. Jak człowiek przystosowuje się do zmieniających się tam warunków? Temperatura, wysokość, wilgotność powietrza – jak reagujemy na te czynniki klimatyczne? Czym jest aklimatyzacja? Jak zwierzęta znoszą zimę? O tym właśnie jest ten artykuł.
Aklimatyzacja, a więc przystosowanie czy przyzwyczajanie się do panujących warunków, określa liczne, zwykle długotrwałe zmiany zachodzące stopniowo w organizmie. Zmiany te zazwyczaj są odwracalne, jeśli warunki, które je wywołały, powrócą do wcześniejszych, tych „normalnych”. Aklimatyzacja ma na celu umożliwić odpowiednie funkcjonowanie w zmienionym otoczeniu, które nie jest optymalnym dla danego gatunku.
Nie możemy mówić o aklimatyzacji opisując krótkotrwałe, gwałtowne zmiany, związane z działaniem układu nerwowego oraz hormonalnego. To działanie jest związane z homeostazą, czyli równowagą, do której dąży każdy organizm. To działanie jest związane z homeostazą, czyli równowagą, do której dąży każdy organizm. Natomiast jeśli warunki zewnętrzne zmieniają się w takim zakresie, że ma on trudności w przystosowaniu się do nich, mogą zachodzić pewne znaczące zmiany w jego funkcjonowaniu albo dany organizm po prostu ginie. I tak w 1875 roku Gaston Tissandier, Joseph Croce-Spinelli oraz Théodore Sivel podróżując balonem po stosunkowo szybkim (kilkugodzinnym) osiągnięciu wysokości 8000m n.p.m., stracili przytomność i dwójka z nich tę podróż przypłaciła życiem. Tissandier odzyskał świadomość i przeżył lot, ale nie obyło się bez zdrowotnych skutków ubocznych.
Stopniowe przystosowanie do otaczających warunków możemy obserwować także u roślin i zwierząt, przygotowujących się do nadchodzącej zimy. Organizm określonego gatunku powoli przystosowuje się do mrozów, lecz nie oznacza to, że zawsze będzie on w pełni sprawny. Niedźwiedzie, świstaki, nietoperze i jeże przez zimę śpią, bardziej lub mniej głęboko (serce świstaka zwalnia z około 220/min do 30/min, czyli prawie ośmiokrotnie, a jego zużycie tlenu spada prawie trzydziestokrotnie, w tym czasie oddycha on ok. 3/min w porównaniu do 15/min w trakcie normalnego funkcjonowania, dodatkowo temperatura ciała spada do niewiele większej od temperatury nory, w jakiej zwierzę się znajduje). Spadek temperatury o 10 stopni może spowodować zwolnienie metabolizmu nawet o 50%. Nietoperz, hibernując, zwalnia częstość uderzeń serca z około 300/min (w spoczynku), do około 30/min. Może wykonywać nawet 1 oddech na godzinę, a w trakcie lotu oddycha z częstotliwością 10/min. Przez cały okres hibernacji zarówno nietoperz, jak i świstak tracą sporą część swojej masy ciała i to zwłaszcza podczas przebudzeń, stąd przedłużająca się zima, jej nawrót po przejściowym ociepleniu, czy też niepokojenie zwierzęcia w jego kryjówce, mogą zadecydować o nieprzetrwaniu danego osobnika. Zwierzęta te i tak muszą budzić się co kilka tygodni – hibernacja nie trwa nieprzerwanie przez całą zimę. Ze zwierząt „nam bliskich” hibernują także jeże, susły czy chomiki (oczywiście nie te żyjące w niewoli). W zupełnie inny sen zapadają niedźwiedzie czy borsuki – ich temperatura nie obniża się tak drastycznie, metabolizm też nie zwalnia aż tak bardzo. Niedźwiedź wykorzystuje zgromadzoną przez całe lato i jesień tkankę tłuszczową i budzi się (podobnie jak borsuk) kilkukrotnie w ciągu zimy. Stąd spotkanie zimą niedźwiedzia nie jest całkiem nieprawdopodobne, zwłaszcza jeśli zbliżymy się do jego gawry.
Informacją mówiącą zwierzęciu, że należy się obudzić, będzie zarówno wzrost temperatury otoczenia – „już wiosna”, jak i jej drastyczny spadek – trzeba się obudzić by „nie zamarznąć”, by przeciwdziałać dalszemu wychłodzeniu organizmu.
Człowiek ewolucyjnie nie miał potrzeby wprowadzać się w stan hipotermii – jako inteligentni myśliwi i hodowcy potrafiliśmy zadbać o swoje ciepło nawet w ciągu mroźnych dni.
Hipotermia kojarzy nam się ze znacznym wychłodzeniem organizmu, związanym nie tylko z ekstremalną działalnością zimową. Co roku wiele osób bezdomnych umiera zimą w miastach z powodu wychłodzenia.
Niemniej jednak w dzisiejszych czasach hipotermia człowieka znajduje zastosowanie przynajmniej w kilku dodatkowych sytuacjach. Podczas operacji kardiochirurgicznych, gdzie istnieje konieczność chwilowego zatrzymania pracy serca, aby móc dokonać operacji na nim, obniża się temperaturę człowieka do 30-33 st. C (hipotermia płytka), co powoduje spowolnienie jego metabolizmu, a także działa ochronnie na mózg. Czasami zabiegi przeprowadzane są w hipotermii głębokiej, gdzie pacjent jest schładzany do temperatury 20-25 st. C, dotyczy to zwłaszcza dzieci operowanych z powodu wrodzonych wad serca.
Kolejnym działaniem, od niedawna stosowanym i wciąż badanym, jest tzw. hipotermia poresuscytacyjna. Dotyczy to człowieka, u którego doszło do zatrzymania krążenia, a następnie w wyniku resuscytacji przywrócono mu krążenie. U takiej osoby obniża się temperaturę tak, aby zwolnić jej metabolizm i działać ochronnie na mózg. W tym przypadku wprowadzenie człowieka w stan hipotermii, czyli sytuacji kiedy ma on obniżoną temperaturę głęboką ciała poniżej 35 st. C jest ściśle kontrolowane i dlatego też stosunkowo bezpieczne.
Inaczej kiedy do hipotermii dochodzi na skutek niezamierzonego wychłodzenia organizmu, co przy nieudzieleniu adekwatnej pomocy na czas, będzie prowadziło do śmierci z wychłodzenia. Opisywane są jednak przypadki całkowitego uratowania osób, bez jakichkolwiek ubytków neurologicznych, które były resuscytowane przez wiele godzin i których temperatura wewnętrzna wynosiła kilkanaście stopni.
Powracając do kwestii przygotowania się zwierząt do zimy – strategią przeżycia zimy nie jest jedynie najeść się, ułożyć w wygodnej norze i przespać. Spora część zwierząt (także człowiek) przybiera na zimę na wadze. Szata zwierząt niezapadających w sen zimowy staje się gęstsza i ma inny rodzaj, zmienia się także zachowanie ich samych. Skąd zwierzęta i rośliny wiedzą, że należy się szykować na zimę lub nadchodzącą już wiosnę? Ma to związek ze zmieniającą się długością dnia, ale również z wewnętrznymi mechanizmami dobowymi organizmu. Występujące nagłe zmiany pogody – powrót zimy w połowie maja, bądź nagłe długie ocieplenie w lutym, zaburzają nieraz cały plan organizmu do przystosowania się do konkretnych warunków.
Człowiek żyjący z dala od natury – mający do dyspozycji: sztuczne światło, ciepło niezależnie od pory roku, pokarm w lodówce – zatracił częściowo zdolności do adaptacji. Tak więc nagłe wstanie zza przysłowiowego biurka w Gdańsku, całonocna podróż i szybkie podejście pod tatrzańską ścianę zimą, a później spędzenie w niej kilku, a nieraz nawet kilkunastu godzin, może okazać się dla organizmu zbyt wielkim obciążeniem. Przypadki takie jak śmierć Wincentego Birkenmajera na Galerii Gankowej można próbować wyjaśnić nieprzygotowaniem do akcji, zwanym dziś od nazwiska nieszczęśnika „błędem Birkenmajera”.
Śmierć dwójki grotołazów opisywana przez Michała Jagiełłę w książce „Wołanie w górach”, podczas próby zimowego dojścia do dolnego otworu jaskini Bańdzioch Kominiarski, wydaje się bardziej zaskakująca. Dlaczego dwójka młodych i zdrowych osób, podczas podejścia do stosunkowo niewysoko położonego otworu jaskini po prostu umiera? Nie ma żadnego wypadku, urazu, nic się nie dzieje, po prostu zimno, wiatr i przeciągająca się akcja górska…
Temperatura głęboka większości organizmów nie spada poniżej 0 st. C i nie przekracza 45 st. C. Poniżej 0 st. C może zamarzać woda wewnątrz organizmu, a powyżej 45 st. C dochodzi do nieodwracalnego uszkodzenia typowych białek. Niemniej jednak istnieją organizmy potrafiące przeżyć w temperaturze powyżej 100 st. C, a nawet się w niej rozmnażać, ich białka są odporne na wysokie temperatury. Inne organizmy odnajdywano w lodowcach, glebach polarnych. Posiadają one białka, które z kolei chronią komórkę przed tworzeniem się w niej lodu. Specjalne tłuszcze w błonach komórkowych powodują, że błona komórkowa jest bardziej płynna.
Rozwiązanie, które przyjęły ssaki (w tym także człowiek) to stałocieplność – czyli utrzymywanie względnie stałej temperatury organizmu, niezależnie od otoczenia. Bez względu na to, czy jest nam upalnie gorąco, kiedy znajdujemy się na Saharze, czy drżymy z zimna, kiedy wokół nas szaleje wiatr, a temperatura wynosi minus 30 st. C, jeśli wykonamy prawidłowy pomiar temperatury naszego organizmu, będzie on wynosił ok 36-37 stopni Celsjusza. Jeśli temperatura będzie podwyższona, powyżej 38 st. C będziemy mówić o gorączce, która jest patologią, mimo że ma swoją określoną funkcję, natomiast o osobie której temperatura wynosi poniżej 35 st. mówimy że jest w hipotermii.
Obiektywny i prawidłowy pomiar jest konieczny, jeśli chcemy określić, czy dana osoba jest w stanie hipotermii lub ma gorączkę. Indywidualnie odczuwane ciepło i zimno często nie będą nas prawidłowo informować o temperaturze danej osoby. W hipotermii człowiekowi może wydawać się wręcz gorąco, a w późniejszym stadium nie obserwujemy dreszczy, tak więc jedynie dokładny pomiar temperatury wewnętrznej (przewód słuchowy zewnętrzny, przełyk, odbyt) jest w stanie określić temperaturę danej osoby. Oczywiście przyrządowy pomiar może być trudno wykonalny bądź niedostępny w danej chwili, stąd poza „termometrem” w naszej dłoni (dotknięcie skóry klatki piersiowej), osobę w hipotermii rozpoznajemy po objawach towarzyszących. Z kolei osoba z wysoką gorączką może odczuwać chłód i mieć dreszcze, tymczasem temperatura jej ciała może wynosić 40 st. C. Utrzymanie odpowiedniej temperatury u człowieka polega na zachowaniu określonego tempa metabolizmu – to dzięki niemu substancje pokarmowe zamieniamy w energię, która potem pozwala ogrzewać organizm.
Już po 4-6 godzinach ustają dreszcze, które są swoistą obroną organizmu przed spadkiem temperatury wewnętrznej. Dzieje się tak, ponieważ nie ma już materiału energetycznego, aby powodować te wyzwalające energię skurcze mięśni. Glikogen (cukier znajdujący się w mięśniach) zostaje zużyty. Dlatego też osoba, która jeszcze ma dreszcze i traci dużo energii, powinna zostać napojona ciepłymi, osłodzonymi napojami (najlepiej herbatą). Poza rozgrzewającym płynem, dostarczamy jej też łatwo przyswajalnych kalorii. Należy unikać ciężkostrawnych pokarmów, gdyż trawienie jest upośledzone (ograniczenie przepływu krwi przez przewód pokarmowy w stresie).
To, że nasz organizm adaptuje się do określonego klimatu (w tym do temperatury), obserwujemy chociażby wyjeżdżając zimą w „ciepłe kraje”, a potem wracając. Organizm przystosowuje się, by pozbywać się łatwiej nadmiernego ciepła. Zwykle do wyższej temperatury adaptujemy się od tygodnia do dwóch, w czasie których dochodzi do szeregu zmian. Początkowo odpowiedzią organizmu na wzrost temperatury otoczenia jest poszerzenie się naczyń skórnych, tak aby łatwiej pozbywać się ciepła. Powoduje to niestety konieczność zwiększonej pracy serca, aby utrzymać odpowiednie ciśnienie tętnicze krwi. Jeśli wzrasta temperatura ciała, metabolizm przyspiesza, a człowiek odczuwa większe pragnienie. Brak wystarczającego nawodnienia może również spowodować wzrost temperatury ciała. Z czasem zwiększa się skuteczność pocenia się, człowiek zaczyna wydzielać więcej potu i robi to coraz szybciej. W końcu traci też elektrolity, które należy uzupełniać. W tym celu można pić gotowe napoje izotoniczne, ale często jest w nich wiele dodatkowych substancji smakowych, konserwantów lub szkodliwych substancji słodzących. Dlatego jeśli wybieramy w sklepie tzw. „izotonik”, warto przeczytać jego dokładny skład. Jeśli decydujemy się sami przygotować napój izotoniczny, czyli taki, który pozostanie po wypiciu w naszych naczyniach, wystarczy np. do 450 ml wody dodać sok z połowy pomarańczy, dwie łyżeczki miodu i szczyptę soli. Należy jednak zauważyć, że nie zawsze potrzebujemy napojów izotonicznych. Często zwykła woda latem, czy też ciepła, lekko osłodzona herbata zimą, jest dokładnie tym, czego nam trzeba – napojem hipotonicznym, uzupełniającym wodę w naszych tkankach. Dopóki nie uprawiamy wyczynowo sportu – maratony, długi i intensywny wysiłek fizyczny – uzupełniać płyny możemy pijąc po prostu wodę. Elektrolity dostarczymy z pokarmem. Bogate w magnez i potas są na przykład migdały, pestki dyni, kakao, kasza gryczana, orzechy laskowe, awokado, banany, pomidory, morele. Soli zwykle wystarczająco będzie w zwykłych kanapkach z serem czy masłem orzechowym.
Ludzie zamieszkujący od wielu lat regiony, w których klimat jest wybitnie gorący, pocą się mniej i tracą mniej elektrolitów, niż ludzie, którzy od niedawna zamieszkują taki obszar. Zwłaszcza na początku, po przyjeździe jest najciężej. Jeśli już jednak zaaklimatyzujemy się po tygodniu bądź dwóch do południowych temperatur Grecji, Albanii bądź Tunezji upał przestaje nam tak bardzo przeszkadzać, to… wyjazd się kończy a my wracamy do zimowej aury naszego kraju i marzniemy.
Chcąc działać zimą w górach, warto stopniowo przyzwyczaić organizm do niższej temperatury, zmiennych ciśnień, silniejszego nasłonecznienia. W Tatrach występuje klimat wysokogórski stref umiarkowanych. Jest to ostry klimat z niskimi temperaturami w zimie, gdzie temperatura potrafi spadać często do -20/-30 st. C, a latem występują bardzo duże dobowe wahania temperatury, tak więc nawet ciepły letni dzień może przejść w bardzo chłodną noc. Różnica temperatury pomiędzy dniem i nocą może przekroczyć 20 st. C. Średnia roczna temperatura maleje z wysokością, i tak na wysokości Zakopanego będzie to ok. 5 st. C, ale już na Kasprowym Wierchu niewiele poniżej zera.
Gwałtowne i nagłe spadki ciśnienia atmosferycznego, charakterystyczne dla okresu przed burzą i związane z wiatrem halnym, powodują liczne dolegliwości, zwłaszcza u osób z problemami układu krążenia. Obserwujemy przede wszystkim skoki ciśnienia tętniczego krwi, a także zaburzenia rytmu serca, bóle w klatce piersiowej, bóle głowy, a także ogólne gorsze samopoczucie i zdenerwowanie. Wiatr halny to dobre wytłumaczenie tego, że kłócimy się ze współmałżonkiem, współpracownikiem, jesteśmy niemili dla klienta i denerwuje nas sąsiadka – skoro duje, to nie ma się czym przejmować.
Kolejnym czynnikiem klimatu, do którego muszą przywyknąć organizmy żywe, jest wilgotność powietrza. Utrata wody jest większa, gdy powietrze jest suche i chłodne. Wodę tracimy poprzez skórę, nerki oraz przewód pokarmowy, ale także oddychając – zwłaszcza suchym powietrzem, które musi ulec nawilżeniu. Co więcej, jeśli jest ono chłodne, organizm musi je też ogrzać, stąd osoby przebywające w suchym i chłodnym klimacie mają większe zapotrzebowanie na płyny. Dotyczy to także nurków, którzy oddychają skompresowanym powietrzem z butli, które jest suche i zimne. W trakcie nurkowania należy się nawadniać jeszcze bardziej, niż podczas innych aktywności fizycznych. Problemem jest także to, że zarówno nurkując w wodzie, jak i działając zimowo, mniej odczuwamy pragnienie. Odwodnienie jest czynnikiem ryzyka choroby wysokościowej, a także choroby dekompresyjnej, dotyczącej nurków (o tym może jednak kiedy indziej).
Tatry, mimo że położone wysoko, charakteryzują się zwykle zwiększoną wilgotnością powietrza, choć jest to czynnik bardzo zmienny, zwłaszcza w wyższych partiach gór. Niemniej jednak zwiększona wilgotność będzie pozytywnym czynnikiem dla osób mających problemy z układem oddechowym. Niestety wszechobecny smog, zwłaszcza zimą, już niweczy ten dobry wpływ, chyba że ktoś całą zimę spędzi powyżej zalegającej nad Zakopanem i okolicą mrocznej chmury. Mimo to, poranny bądź popołudniowy wiatr, który powstaje poprzez nierówne nagrzanie dolin i szczytów górskich, może „przywiać” zanieczyszczone powietrze znad Zakopanego nawet w okolice szczytów tatrzańskich.
Nasłonecznienie w Tatrach jest bardzo silne, ale krótkotrwałe. Dni słonecznych w roku nie ma wiele, lecz ze względu na wysokość, promieniowanie UV jest silniejsze. Dodatkowo, zimą śnieg odbijający promienie słoneczne może nawet na mało ekstremalnej wysokości spowodować uszkodzenie spojówek i rogówek, objawiając się uczuciem piasku pod oczami, pieczeniem, zaczerwienieniem i bólem oczu. Dlatego też bezwzględnie w słoneczne, zimowe dni, należy nosić okulary przeciwsłoneczne ze stosownym filtrem. To samo dotyczy skóry – aby się chronić przed wszystkimi konsekwencjami nadmiernego promieniowania UV, należy korzystać z odpowiednich kremów, o których często zapominają panowie. Warto także nasmarować uszy, kark i skórę głowy, jeśli nie ma na niej włosów. Najistotniejsze to unikanie samego uszkodzenia skóry, które prowadzi do zwiększenia ryzyka powstania nowotworów, poprzez ekspozycję na promieniowanie UV. Dobry krem będzie też chronił skórę przed mrozem.
Tyle o czynnikach klimatycznych. W kolejnej części opowiem o przystosowaniu organizmów do wysokości oraz wysiłku fizycznego.
Katarzyna Turzańska
