שיא: העפיל להר הגבוה בעולם וגלש עד לתחתית ללא שימוש במכלי חמצן

רוב בני האדם אינם מורגלים לחיים בגובה קיצוני. בגובה של למעלה מ-5,000 מטרים מעל פני הים המוח עובד לאט יותר, והגוף נאבק על כל טיפת חמצן. בגובה של למעלה מ-8,000 מטרים מעל פני הים כבר מגיעים ל”אזור המוות” – כינוי לאזור שלחץ האוויר בו דליל מכדי לאפשר נשימה תקינה. האוויר דליל, רמות החמצן יורדות לרמות מסכנות חיים, וגם בעזרת כל מנגנון הישרדות אפשרי גוף האדם צפוי להחזיק מעמד זמן קצר בלבד.

הכתבה פורסמה במקור באתר מכון דוידסון לחינוך מדעי

ובכל זאת, בספטמבר האחרון נשבר שיא חדש. מטפס ההרים הפולני אנדז’יי ברגייל (Bargiel) הצליח להעפיל לפסגת האוורסט, ההר הגבוה בעולם, ולגלוש סקי עד לבסיס ההר ללא שימוש במיכלי חמצן – הישג יוצא דופן, שמאתגר את גבול היכולת של גוף האדם.

הסתגלות הגוף והתאקלמות לגובה

מה שקובע את כמות החמצן שנכנסת לגוף הוא הלחץ האטמוספרי. ככל שעולים בגובה כך הלחץ האטמוספרי יורד – בכל ליטר של אוויר יש פחות מולקולות, ולכן גם פחות מולקולות חמצן, כך שבכל שאיפה נכנסת לגוף כמות קטנה יותר של חמצן.

במהלך שהייה ממושכת בגובה בינוני, 5,000-3,000 מטרים מעל פני הים, הגוף יכול להסתגל לגובה באופן חלקי. הוא מייצר יותר כדוריות דם אדומות כדי לשפר את יכולת ההובלה של החמצן, מגביר את עומק הנשימה ומוריד את כמות הפחמן הדו חמצני בדם כדי לשמור על איזון. התהליך הזה נקרא התאקלמות לגובה, והוא מתרחש בהדרגה: מטפסים עולים לגובה, שוהים בו לילה או שניים ושבים מטה כדי לאפשר לגוף להסתגל. רק לאחר שהגוף “למד” להתמודד עם המחסור היחסי בחמצן אפשר להמשיך ללא סכנה. התאקלמות מוצלחת, שתאפשר שהייה בטוחה יחסית בגבהים של עד 5,000 מטרים, עשויה לקחת ימים ואף שבועות.

אך ב”אזור המוות”, 8,000 מטרים ומעלה מעל פני הים, כבר אין הסתגלות אמיתית. לחץ החמצן הוא כשליש בלבד מזה שבגובה פני הים. הגוף מגיב ונכנס למצב הישרדותי: הנשימה מואצת, הדופק מזנק והמוח מאותת על מצוקה. בגובה הזה מתחילים תהליכי פירוק שרירים ורקמות, איבוד משקל וירידה קוגניטיבית חדה.

לחץ נמוך וחמצן מועט

ירידה בלחץ החמצן פירושה שפחות מולקולות חמצן חודרות לריאות ומגיעות לדם. התוצאה היא ירידה חדה בריוויון החמצן של ההמוגלובין, החלבון שאחראי להובלת החמצן לתאים. כשאספקת החמצן לרקמות פוחתת, התאים עוברים למצב של נשימה אנאירובית – תהליך שמייצר פחות אנרגיה, מביא להצטברות של חומצה לקטית, ויוצר תחושת תשישות ובלבול.

ההנחה היא שגם בעזרת מיכלי חמצן חיצוניים, אפשר לשרוד רק עד 20-16 שעות באזור הזה לפני שהגוף מתחיל לקרוס. ללא מיכלי חמצן, זמן ההישרדות מצטמצם לשעות בודדות בלבד. רוב המטפסים שמנסים להעפיל לפסגת האוורסט משתמשים במיכלי חמצן על מנת לשמור על רמות חמצן בדם שמאפשרות תפקוד תקין של הגוף. המיכלים לא נועדו רק “להקל על הנשימה”, אלא למנוע קריסה של מערכות חיוניות, בעיקר של המוח, הרגיש במיוחד למחסור בחמצן.

לפי נתונים שפורסמו בשנים האחרונות באיגוד ההימלאי הבריטי, רק כשלושה אחוזים מהמטפסים שהצליחו להגיע לפסגות ההימלאיה עשו זאת ללא חמצן, הישג שנחשב עד היום לחריגה מגבולות היכולת האנושית.

הסכנות לגוף

מחלת גבהים היא תגובת הגוף לירידת רמות החמצן בדם, מצב שנקרא היפוקסיה. בכל נשימה נכנסת לגוף כמות קטנה מהרגיל של חמצן, והמוח, השרירים והאיברים מתחיל לסבול ממחסור. הצורה הקלה של המחלה גורמת לכאבי ראש, בחילה, אובדן תיאבון ונדודי שינה, והיא יכולה להתרחש כבר בגובה מתון יחסית של 2,500 מטרים מעל פני הים.

כאשר רמות החמצן ממשיכות לרדת הגוף נכנס למצב חירום פיזיולוגי: קצב הנשימה והדופק עולים כדי להכניס יותר חמצן לדם, אך כמות האנרגיה שהתאים מצליחים לייצר דווקא קטֵנה. כלי הדם במוח מתרחבים כדי לספק חמצן, מה שגורם ללחץ תוך-גולגולתי ולכאבי ראש. כיוון שהמוח הוא הצרכן הגדול ביותר של חמצן בגוף, כשהאספקה מצטמצמת הוא גם הראשון להיפגע. ירידה באספקת החמצן גורמת להאטה בתפקוד תאי העצב, לפגיעה בקואורדינציה וביכולת הריכוז. לעומת זאת, בכלי הדם בריאות מתרחשת תגובה הפוכה: הם מתכווצים, דבר שמקשה על זרימת הדם ועלול לגרום ללחץ ריאתי גבוה.

ככל שעולים לגובה, ובייחוד כשנכנסים ל”אזור המוות”, התפקוד הקוגניטיבי נפגע במהירות. מטפסים מדווחים על האטה במחשבה, קושי בקבלת החלטות, בלבול ועיכוב בתגובות התנועתיות – שילוב שעלול להיות קטלני בתנאים קיצוניים. אפילו פעולות פשוטות כמו קשירת חבל עלולות להפוך למשימה מסובכת.

אצל הטיבטים נמצאו שינויים בכמה גנים שמווסתים את תגובת הגוף לחוסר חמצן. השינויים האלה מונעים ייצור עודף של תאי דם אדומים, כך שנשמרת זרימת דם יעילה ולחץ תקין בלב. בקהילות מסוימות נמצאו רמות גבוהות של חנקן חד חמצני (NO) בדם בהשוואה לאוכלוסיות שחיות בגובה פני הים – גז שמרחיב את כלי הדם ומשפר את אספקת החמצן לרקמות.

לעומתם, אצל תושבי הרי האנדים ההסתגלות הפיזיולוגית שונה. הם מייצרים באופן טבעי יותר כדוריות דם אדומות, רמות ההמוגלובין שלהם גבוהות יותר ונפח הריאות גדול מהממוצע. השילוב הזה מאפשר להם לשאת יותר חמצן בדם ולנצל אותו בצורה יעילה יותר ברקמות.

שתי האוכלוסיות החיות בגבהים מדגימות שני נתיבים שונים שסללה האבולוציה האנושית כדי לפתור את אותה בעיה. האחת מבוססת על ויסות יעיל של תגובת הגוף למחסור בחמצן, והשנייה על הגברת כושר ההובלה של החמצן בדם.

גבול היכולת האנושית

הגוף האנושי בנוי להסתגל לשינויים חיצוניים כמו חום, קור, מאמץ או מחסור במים, אך מחסור בחמצן הוא אחד האיומים הגדולים ביותר על קיומו. גם כשהגוף מפעיל את כל מנגנוני ההישרדות, יש גבול שמעבר לו הוא מתחיל לקרוס.

אנדז’יי ברגייל, ששהה למעלה מ-16 שעות ב”אזור המוות”, בגבהים שבהם רוב המטפסים תלויים במיכלי חמצן כדי לשרוד, הדגים עד כמה רחוק אפשר למתוח את גבולות הפיזיולוגיה האנושית. ההישג שלו מבוסס על כושר גופני יוצא דופן, יכולת ריכוז שאפשרה לו לגלוש סקי ולקבל החלטות קריטיות בתנאים קיצוניים, ושנים של אימונים והתמדה שסייעו לו להגיע לכך. הניסיון יוצא הדופן שלו בהתמודדות עם תנאי הקיצון ב”אזור המוות” כולל גם טיפוס לפסגה וגלישת סקי מהפסגות של K2 ו- Gasherbrum II, שניהם מעל 8,000 מטרים, ללא שימוש בחמצן חיצוני.

ובכל זאת, חשוב לזכור כי לא כל מטפס שחוצה את קו ה-8,000 מטרים יחזור לספר על כך. השהייה באוויר דליל כל כך מסכנת חיים ועלולה לגרום לנזקים ממושכים למוח, לריאות וללב, גם בקרב מי ששב בשלום.

למאמרים נוספים באתר מכון דוידסון לחינוך מדעי