Akklimatisaatio
Mount Everestin vuorikiipeily ilman lisähappea vaatii 70 ml/kg/min hapenottokykyä ja 70 – 100 päivän akklimatisaatiota isolla vuorella
Moikka, tällä kerralla blogin aihe pureutuu todellisten kestävyysurheilijoiden ja tekniikan ihmelasten mielenkiinnon kohteeseen, miten päästä huipulle ilman happilaitteita. Olen tutkinut aihetta kolme vuotta eri lähteistä ja selvittänyt, mitkä tekijät vaikuttavat sopeutumiseen Himalajan huipun suurimpaan haasteeseen.
Tämän päivän blogissa pohditaan käytännön läheisesti syy-seuraussuhteita Everestin ratkaisukohdan (8000 m) olosuhteista fysiologisiin vaatimuksiin, korrelaatioihin ja pohdintaan, onko hapenottokyvyn ja akklimatisaatioajan lisäksi olemassa sopeutumistekijä X vai ei. Jutusta saisi aiheita useampaan graduun, ja kenttätyö voisi olla mielenkiintoista, mutta haastavaa.
Mielenkiintoisia lukukokemuksia!
Hapen puute on Mount Everestin suurin haaste
Mount Everestin huippuharjanteella on 1/3 happea merenpinnan tasoon verrattuna
Siirryttäessä merenpinnan tasolta korkeammalle ilmanpaine laskee, jolloin myös hapen osapaine laskee samassa suhteessa. Everestin huipulla vajaan 9000 metrin korkeudessa ilmanpaine on noin 30 % merenpinnan tasosta, joten hapen osapaine on vastaavasti 30 % merenpinnan tasosta eli happea on käytettävissä huomattavasti vähemmän, mikä tarkoittaa, että vuorikiipeily on lähes mahdotonta.
”Mount Everestin vuorikiipeilyssä suurin haaste on hapen määrä 8000 metrin yläpuolella.” – Jussi Haikka
Hapenottokyky laskee merenpinnan tasolta huipulle noustessa vastaavasti 70 %, joka tarkoittaa sitä, että 70 ml/kg/min maksimihapenottokyky laskee 21 ml/kg/min tasolle. Vastaavasti aerobisen kynnyksen hapenottokyky laskee 40 ml/kg/min tasolta 12 ml/kg/min tasolle, joka teoreettisesti mahdollistaa varusteiden kanssa 1000 nousumetrin 4 tunnissa, käytännössä kuitenkin 8 tunnissa.
Hapen määrään vaikuttavat myös vuodenaika sekä sää. Kesällä on enemmän korkeapainetta, jolloin happea on enemmän käytettävissä. Lisäksi tuulisella säällä happea kuluu enemmän tuulenvastuksen voittamiseen ja kylmällä säällä kroppa käyttää energiaa ja happea samaan tapaan kuin auton kylmä moottori polttoainetta. Huipulla kannattaa käydä kirjaimellisesti hyvän sään aikana.
Vuorikiipeilyprojektin aikana olen saanut käyttööni myös julkista materiaalia hävittäjälentäjien koulutukseen liittyen, jossa on kerrottu ihmisen fysiologiasta ja oireista hapenpuutteessa. Palaan aiheeseen mahdollisesti myöhemmin päivittäessäni blogia.
Lento 8000 metrin korkeuteen? – kehon fysiologinen toiminta yli 8000 metrissä
Jotta liikkuminen matkustajalentokoneiden korkeudessa, seitsemän kilometriä Manhattanin pilvenpiirtäjien yläpuolella olisi mahdollista ilman happilaitteita, hapenottokyky eli kehon kyky hapettaa lihaksia rasituksessa, pitää olla riittävän hyvä noin 65 – 70 ml/kg/min. Kyseinen taso vastaa olympiahiihtäjien maksimihapenottokyvyn tasoa. Edellä mainitusta mittayksiköstä näkee, että kehon massa (77 kg) ja kannettava massa (15 – 20 kg) on absoluuttisen hapenottokyvyn (l/min) ohella merkityksellinen.
”Jos ihminen viedään merenpinnan tasolta suoraan 8000 metrin korkeuteen, hän kuolee hapen puutteeseen alle neljässä minuutissa.” (tieteelliset artikkelit)
Jos vuorikiipeilijä on liian kauan liian korkealla, hänelle kehittyy hengenvaarallinen vuoristotauti. Yli 8000 metrin korkeudessa pyritään liikkumaan mahdollisimman nopeasti. Reippaasti liikuttaessa kehon happipitoisuus kuitenkin laskee, joten vauhti pitää optimoida siten, että yli 8000 metrin korkeudessa vietetään mahdollisimman vähän aikaa, mutta kehon happitasot ja toimintakyky arktisessa huipputuulessa säilyttäen. Käytännössä se tarkoittaa säännöllistä ja riittävää energian ja kuuman veden saantia 30 tunnin huippusuorituksen aikana.
Death Zone
”8000 metrin yläpuolella on kuolemanvyöhyke, samaan tapaan kuin moottoritietä ylitettäessä. Jos seisot liian kauan moottoritiellä, kuolet.”
8000 metrin korkeudessa keho ei enää palaudu, vaan alkaa tekemään hidasta kuolemaa, joten siellä ei kannata viettää yhtään ylimääräistä aikaa. Saamani tiedon mukaan 6500 metriä on korkein pitkän ajan korkeus, jossa ihminen on asunut kuukausia. Oman arvioni mukaan korkein mahdollinen akklimatisoitumisen raja on 7000 metrin korkeudessa, joten sen yläpuolelle ei voi enää pitkäaikaisesti sopeutua, koska keho alkaa kulumaan hapen puutteen takia. 7000 metrin korkeudessa on kuitenkin noin 10 % enemmän happea kuin 8000 metrin korkeudessa, joten siellä keho ei enää kulu lisää huiputuksen jälkeen. 7000 metriä on korkein korkeus, josta voi pelastaa jalkaisin ja 6000 metristä helikopterilla, joten sekin puoltaa huipulta laskeutumista suoraan 7100 metrin korkeuteen C3-tukikohtaan.
Vuoristotauti
Vuoristotauti johtuu liian pitkään liian vähäisestä hapen saannista. Suomalainen lääketieteen tohtori Heikki Karinen on tutkinut ja tehnyt ansioitunutta kenttätyötä Himalajan vuoristossa sekä väitöskirjan vuoristotaudista. Olen muutamaan otteeseen konsultoinut Heikki Karista ja lukenut hänen artikkeleitaan vuoristotaudista ja sen ensitoimenpiteistä.
Happisaturaatio (PO2) ja rannepulssioksimetri
”Happisaturaatio tarkoittaa veren happipitoisuutta, jota voidaan mitata happisaturaatio- eli pulssioksimetrillä.” (Medidyne, tieteelliset artikkelit)
Ensimmäinen sponsorini, Medidyne Nordic, on antanut käyttööni uuden teknologiatuotteen rannepulssioksimetrin, jossa anturi on sormen päässä ja mittari ranteessa. Saamani happisaturaatiomittari on kuin käänteinen auton nopeusmittari. Jos lukema laskee liian alas, on nousu keskeytettävä ja laskeuduttava 500 korkeusmetriä alaspäin. Liikkuessa veren happipitoisuus eli happisaturaatio on matalampi kuin levossa ja sen seuraaminen voi olla vuoristo-olosuhteissa haastavaa.
Toinen tapa on käyttää happisaturaatiomittaria levossa. Vuoristotauti tulee yleensä viiveellä suhteessa akklimatisaatiotasoon, akklimatisaatiokykyyn, noustuun korkeuteen ja nousunopeuteen ja se alkaa yleensä aamuyöllä. Jos silloin happisaturaatiomittarin lukema on liian alhainen, on noustava makuupussista ja aloitettava pimeällä ja kylmällä vuorella välittömästi laskeutuminen 500 korkeusmetriä alempaan korkeuteen.
Medidynen happisaturaatiomittarin lisäksi Oura-älysormukseen (gen3) on tulossa päivityksenä happisaturaatio-ominaisuus vuoden 2022 aikana.
Lake Louise -testaus
(kirjoitan myöhemmin)
1. Hapenottokyvyn (MAX VO2) korrelaatio Mount Everestin huiputtamiseen ilman lisähappea
1.1 Hapenottokyvyn korrelaatio huiputustodennäköisyyden kanssa
”1980-luvun tutkimuksen mukaan hapenottokyvyllä on selkeä korrelaatio huiputustodennäköisyyden kanssa.” (tieteelliset artikkelit)
Happipulloilla vuorikiipeiltäessä 8849 metrin korkeus vastaa hapen osapaineen osalta noin 6000 metrin korkeutta eli hapenottokyvyn ei tarvitse olla kuin 70 % verrattuna siihen, että huipulle nousee ilman happipulloja. Käytännössä marathonilla se tarkoittaa ilman lisähappea alle kolmen tunnin aikaa ja happipullojen käyttäjällä 4,5 tunnin aikaa.
1.2 Hapenottokyvyn (VO2) testaus
(kirjoitan myöhemmin)
1.3 Voimantuottokyvyn merkitys suorituskykyyn ja hapenkulutukseen
”Optimitilanteessa vuorikiipeilijällä on suhteellisen suuri voimantuottokyky, kevyt kehon paino ja kestävä iso moottori – sydän.” – Jussi Haikka
Kehon voimantuottokyvyllä on merkitystä suorituskykyyn ja hapen kulutukseen liikuttaessa 15 – 20 kg varusteiden kanssa ylämäkeen. Pienempikokoiselle 20 kg peruskantamus ylävuoristossa lisää kannettavaa kokonaismassaa suhteessa enemmän kuin suurempikokoiselle vuorikiipeilijälle. Suuremman kehon suuremmasta tilavuudesta on hyötyä sekä pakkasvaikutusta vastaan että energian ja voimantuottokyvyn kannalta. Kevytrakenteinen vuorikiipeilijä painaa vähemmän, joten sen kuljettaminen on luonnostaan kevyempää ja nopeampaa. Vuoriston kovat olosuhteet vaativat kuitenkin vaikeissa olosuhteissa myös hetkellistä voimantuottokykyä, koska myrskyssä liikkuminen helpoissa maastonkohdissa muodostuu äärimmäisen vaikeaksi, jollei mahdottomaksi.
1.4 Lisäkantamuksen vaikutus nousunopeuteen ja suorituskykykerroin
Omissa kenttätutkimuksissani olen todennut 10 % lisäkantamuksen hidastavan vauhtia tasaisella 10 % (Cooperin testi). Vastaavasti omissa kenttätutkimuksissani 20 asteen ylämäessä 10 % kantamus on hidastanut vauhtia 20 %. Eli ylämäessä kannettavat kilot ovat ainakin kaksinkertaisia. Yksiselitteistä kaavaa ei ole olemassa, mutta johtopäätöksenä on se, että kannettava massa pitää saada alas ja kestävyyskunto sekä maksimivoimatasot korkealle.
”Ylämäessä 10 % kantamus hidastaa 20 %.” – Jussi Haikka
Laskiessani aikaa eri korkeuksista huipulle ja takaisin päädyin vertailemaan omaa kuntoani vuoristojuoksija Kilian Jornetin kuntoon, kun tiesin molempien ajan 10 000 metrin juoksussa. Lopputuloksena päädyin siihen, että verrattuna Kilian Jornettiin suorituskykykertoimeni on 1,20. Lisättäessä kantamus 20 kg kuormaksi ero tasoittuu 1,15 kertoimeksi. Toisaalta hänellä on suurempi kokemus omista äärirajoista vuoristossa, joten käytännöllinen suorituskykykerroin ajan suhteen on 1,25. Suorituskykykerroin auttaa määrittämään tarvittavaa aikaa vuoristossa liikkumiseen. Se on kuitenkin käyttökelvoton siirryttäessä Everestiltä jyrkempiin maastoihin.
2. Akklimatisaation aika ja korkeus
Acclimatization 22 of April 2022
2.1 Akklimatisaatio – sopeutuminen vähähappiseen ilmaan
Akklimatisaatio tarkoittaa sopeutumista korkeaan korkeuteen eli ohueen vähähappiseen ilmaan. Ihmisen pitää liikkuessa hapettaa lihaksia, jotta niillä voi tehdä raskasta työtä. Kun happea on käytettävissä vähemmän, liikkuminen on raskaampaa ja hitaampaa.
”Suorituskyky yli 8000 metrissä ilman happipulloja vaatii suurta hapenottokykyä ja pitkää akklimatisaatiojaksoa.” – Jussi Haikka
Ilman lisähappea vuorikiipeiltäessä akklimatisoituminen on ratkaisevaa ja vaatii vähintään 75 päivän akklimatisaatiojakson. Ensimmäiset vuorikiipeilyretkikunnat, jotka 1970-luvulla ja 1980-luvulla valloittivat vuoren ilman happipulloja, lensivät Nepaliin helmikuun lopussa. Oma ratkaisuni on aloittaa akklimatisoituminen viiden viikon jaksolla Alpeilla tammi-helmikuussa ja jatkaa sitä 75 päivän jaksolla Nepalissa maalis-toukokuussa. Akklimatisoitumiseen voi käyttää myös huippu-urheilijoiden käyttämiä happitelttoja ja vuoristomajoja, jotka ovat arvokkaita investointeja.
Akklimatisaatio tarkoittaa käytännössä nukkumiskorkeuden siirtämistä 250 – 300 korkeusmetriä ylöspäin vuorokaudessa. Lisäksi joka kolmas päivä täytyy olla lepopäivä, koska muuten rasitus nousee pitkän ajan kuluessa liian isoksi. Meren pinnan tasolta aloitettaessa akklimatisaatiojakson pituudella on ratkaiseva merkitys suorituskykyyn 8000 metrin korkeudessa. Lisäksi liikkuminen useassa maassa ja vuoristossa eri toimijoiden kanssa sekä vuoristosään vaihtelu ja terveystilanne asettavat logistisia haasteita akklimatisaation optimaaliselle toteutumiselle.
(Happipulloilla kiivetessä akklimatisaatiojakso on tyypillisesti 30 – 40 päivää.)
2.2 Akklimatisaatiosuunnitelma
Yläpuolen excel-taulukossa näet vuoden 2022 akklimatisaatiosuunnitelmani. Punainen ruutu ilmaisee korkeuteni vuorella sekä etenemisen akklimatisaatiosuunnitelmassa. Kuvaajassa näkyy vihreällä toteutunut ja suunniteltu päivittäinen nukkumiskorkeus. Violetilla on arvioimani 80 % akklimatisaatiokäyrä, joka nousee talven ja kevään edetessä akklimatisaationousujen ja ylävuoristoleirien rakentamisen yhteydessä tasaisesti pitkän ajan kuluessa. Olen konsultoinut muutamaan otteeseen lääketieteen tohtori Heikki Karista, joka piti suunnitelmaani hyvänä.
Tavoitteena on saavuttaa huiputusvalmius 10.5. mennessä, jolloin akklimatisaatiokäyrän pitäisi olla vähintään 6500 metrin korkeudessa. Lähtökohtaisesti silloin on saavutettu huiputusvalmius nousta 8500 – 8849 metrin korkeudelle.
Verkkosivun himalayadatabase.com tilastojen mukaan keskimääräinen 4 – 11 päivän sääikkuna (vuoristosää huipulla -20 C, 10 m/s) osuu talvikauden ja monsuunikauden väliin ajankohdan 10. – 31.5. välille, parhaan päivän ollessa useimmiten 23.5. Kyseistä verkkosivua tutkimalla selviää myös, milloin huipulle kannattaa yrittää.
Akklimatisaatiosuunnitelmassa on otettava huomioon logistiset rajoitteet ja haasteet. Esimerkiksi reitti base campista ylöspäin avataan vasta 1.4., jolloin operaattori aloittaa toimintansa base campissa. Mahdollinen sairastuminen ja huono sääjakso huhti-toukokuussa voi viivästyttää akklimatisaatiota ja huiputusvalmiutta 1 – 2 viikolla, mikä saattaa muodostaa ratkaisevan hidasteen ennen sääikkunan aukeamista huiputusyritykselle.
Talven ja kevään edetessä päivitän akklimatisaatiosuunnitelmaa ja punaista ruutua akklimatisaatiosuunnitelmassa viikoittain, jolloin voi seurata operatiivista tilannettani huiputusmahdollisuuksien suhteen.
2.3 Akklimatisaatiojakso alkaa
Tammikuussa alkaa 100 päivän akklimatisaatiojakso Alpeilla, joka päättyy huiputusvalmiuteen Nepalissa 10.5. Tervetuloa verkkosivuilleni uudelleen ja kerrothan myös kaverille.
Kiitos lukemisesta, ensi kerralla on jotain kevyempää blogijuttua!
3. Kyvykkyys – Onko olemassa sopeutumistekijä X eli erityinen akklimatisaatiokyky?
”Akklimatisaatio tarkoittaa sopeutumista vähähappiseen ilmaan, joka vaatii aikaa ja korkeutta sekä mahdollisesti sopeutumistekijää X eli akklimatisoitumiskykyä.” – Jussi Haikka
Kuluneen kolmen vuoden aikana olen kuullut, että kunto eli hapenottokyky ei aina korreloi akklimatisaatiokyvyn kanssa. Toisaalta happi on samanlaista korkealla kuin matalalla ja tieteellisesti saman kehon hapenottokyky toimii samassa suhteessa vain hapen määrää muutettaessa. Pohdinnaksi ja havaittavaksi jää, onko olemassa akklimatisoitumiskyky eli sopeutumistekijä X, joka on kehon kyky sopeutua ajan funktiona vähähappiseen ilmaan. Käytännössä urheilija, jolla on suurempi hapenottokyky, jaksaa fyysisessä rasituksessa paremmin, vaikka happea on käytössä vähemmän, mutta jos suuremmalla hapenottokyvyn omaavan urheilijan keho ei fysiologisesti sopeudu muuttuneisiin olosuhteisiin, niin akklimatisaatio on hitaampaa, joka muodostuu esteeksi nousta 8000 metrin yläpuolelle.
”Vuorikiipeilyssä 8000 metristä ylöspäin tarvitsee todennäköisesti kolmea eri tekijää: hapenottokykyä, akklimatisaatiota ja mahdollisesti tekijää X, joka on akklimatisaatiokyky.” – Jussi Haikka
Käytännön kokemuksen kautta on havaittu, että akklimatisaatiojakson aikana nukkumiskorkeutta voi nostaa 250 – 300 korkeusmetriä vuorokaudessa ja joka kolmas päivä pitää olla lepo. Akklimatisaatiota voi nopeuttaa tekemällä akklimatisaationousuja liikkumalla noin 1000 – 2000 korkeusmetriä nukkumiskorkeuden yläpuolella. Liikkuessa kehossa on luonnostaan vähähappisempi tila kuin täysin levossa.
Olen saanut tiedon, että akklimatisaatiolahjakkuus 4800 metrin korkeudessa korreloi akklimatisaatiokykyä Himalajalla. Omalla kohdalla en ole huomannut kolmen päivän akklimatisoitumisen jälkeen noustessa Mont Blancille mitään normaalista poikkeavaa, joten voin olettaa, että kaikki sujuu ainakin 7100 – 8000 metrin korkeuteen ilman ongelmia, mutta siitähän se varsinainen loppuhaaste vasta alkaakin.
”Akklimatisaatiolahjakkuus 4800 metrin korkeudessa korreloi akklimatisaatiokykyä Himalajalla.” (tieteelliset artikkelit)
4. Vuoristosään vastustus
4.1 Ilmanpaine vaikuttaa hapen määrään ilmassa
(kirjoitan myöhemmin)
4.2 Ilman lämpötila vaikuttaa hengityselinten toimintatehokkuuteen
(kirjoitan myöhemmin)
4.3 Tuuli lisää lihasten hapen tarvetta
(kirjoitan myöhemmin)
4.4 Lumisateet lisäävät lihasten hapen tarvetta tai estävät vuorikiipeilyn
(kirjoitan myöhemmin)
4.5 Reitit ja kiinteät köydet
(kirjoitan myöhemmin)
5. Lihasten energiataso
5.1 Kuorman kantamiskyky
(kirjoitan myöhemmin)
5.2 Vuoristomyrskystä selviytymiskyky
(kirjoitan myöhemmin)