Warunki wysokogórskie oznaczane są już od 1000 m n.p.m. , ale widoczne i znaczne zmiany w funkcjonowaniu organizmu można zauważyć dopiero od 2000-3000 m n.p.m. związane jest to głównie ze zmniejszaniem się ciśnienia parcjalnego tlenu wraz ze wzrostem wysokości, co prowadzi do hipoksji wysokościowej, czyli niedoboru tlenu w płucach.
Stan hipoksji wpływa na wszystkie układy naszego organizmu. Te najbardziej odczuwalne zachodzą w układzie oddechowym i krwionośnym, a co za tym idzie w metabolizmie.
W układzie oddechowym powoduje zwiększenie wentylacji płuc, pogłębienie i przyśpieszenie oddechu. W układzie krwionośnym natomiast hipoksja prowadzi do zwiększenia pojemności minutowej serca poprzez zwiększenie częstości skurczów serca. Proces ten zachodzi poprzez pobudzenie chemoreceptorów tętniczych znajdujących się w okolicy tętnicy szyjnej co prowadzi do pobudzenia układu współczulnego odpowiedzialnego za wyżej wymienione procesy.
Procesy te zachodzą w pierwszych dniach aklimatyzacji, czyli przystosowania organizmu do panujących warunków zewnętrznych.
Kolejną reakcja organizmu jest wzrost aktywności nerek do produkcji erytropoetyny (EPO). Wzrost EPO prowadzi do zwiększenia pojemności tlenowej krwi, która powoduje wzrost liczby erytrocytów i w konsekwencji zwiększenie transportu tlenu we krwi. Wzrost pojemności tlenowej krwi nazywamy policynemią. Prowadzi ona do zwiększenia lepkości krwi, a więc zwiększenia współczynnika hematokrytowego. Wiąże się z tym wzrost obwodowego oporu naczyniowego co dodatkowo obciąża niedotleniony mięsień sercowy. Niedotlenienie serca wynika ze zmniejszonego ciśnienia parcjalnego tlenu. Wraz ze wzrostem liczby erytrocytów zwiększa się zawartość 2,3 bisfosfoglicerynianu w erytrocytach, co sprzyja przesunięciu krzywej dysocjacji hemoglobiny w lewo i ułatwia oddawanie tlenu.
Zjawisko zwiększenia ilości EPO występuje do wysokości 3500 m n.p.m., powyżej tego pułapu wzrost stężenia czerwonych krwinek prowadzący do transportu większej ilości tlenu do mięśni i innych tkanek, jest niewielki.
Wysiłek fizyczny oraz obniżone ciśnienie parcjalne tlenu stymuluje układ adrenergicznego, co prowadzi do wydzielania adrenaliny i noradrenaliny. Oba związki uwalniane są przez korę nadnerczy. Czynnikiem bezpośrednio wpływającym na korę jest acetylocholina. Oba hormony wpływają na wzrost pobudliwości serca co może prowadzić do niebezpiecznych arytmii. Dodatkowo noradrenalina ogranicza dopływ krwi do powierzchni skóry, co w połączeniu z niską temperaturą panującą na dużych wysokościach, często prowadzi do odmrożeń kończyn dolnych i górnych.
Wraz ze wzrostem wentylacji płuc, ilości krwinek, pracy serca i ilości uwalnianej adrenaliny i noradrenaliny rośnie tempo metabolizmu. Zwiększone tempo przemiany materii prowokuje zwiększone zapotrzebowanie na składniki odżywcze i potrzebną do ich trawienia wodę wraz z jonami, dlatego ważne jest aby podczas wysiłków w warunkach wysokogórskich dostarczać odpowiednią ilość płynów.
Z racji panujących na dużych wysokościach odmiennych warunków niż na nizinach, można zaobserwować zmiany prowadzące do powstawania wielu chorób. Owe choroby można podzielić na 3 kategorie:
Choroby związane z niższym ciśnieniem atmosferycznym
Ostra choroba górska (AMS - Acute Mountain Sickness) – objawia się podobnymi symptomami co tzw. Syndrom Dnia Wczorajszego, czyli kac. Ból głowy, nudności, słaby apetyt, wymioty, zmęczenie, senność. Sama choroba jest niegroźna, lecz źle zdiagnozowana i/lub zignorowana może prowadzić do Wysokogórskiego Obrzęku Płuc lub Mózgu, a one są śmiertelne.
Wysokogórski Obrzęk Płuc (HAPE – High Altitude Pulmonary Edema) – częsta przyczyna śmierci w warunkach wysokogórskich. Główną przyczyną jest zbyt szybka wspinaczka. U osób chorych obserwuje się niedotlenienie spowodowane nadciśnieniem płucnym, oraz wzrost przepuszczalności naczyń włosowatych w płucach. Prowadzi to do obrzęku płuc, które nieleczone prowadzi do zgonu. Objawia się kłopotami z oddychaniem, dusznościami, wilgotnym kaszlem z lekko krwawą wydzieliną i sine usta oraz język.
Wysokogórski Obrzęk Mózgu (HACE - High Altitude Cerebral Edema) – choroba śmiertelna. Niewystarczająca ilość tlenu może prowadzić do obrzęku mózgu i ściśnięcia jego struktur z racji małej elastyczności czaszki. Objawia się silnym bólem głowy, zaburzeniami równowagi i zachowania, agresja, lenistwo, ciągłe wymioty, zaburzenia widzenia, słuchu i czucia, dezorientacja.
Choroby związane z promieniowaniem UV
Oparzenia słoneczne – przyczyną oparzeń słonecznych jest fakt, że na dużych wysokościach promieniowanie świetlne jest znacznie większe niż na nizinach
Ślepota śnieżna – w rzeczywistości ślepota śnieżna nie powoduje utraty wzroku. Jest to jedynie oparzenie spojówki spowodowane przez promienie UVB. Duże znaczenie ma tutaj fakt iż co 1000 m wzwyż promieniowanie rośnie o 6-8% oraz to iż śnieg odbija ok. 85% promieniowania słonecznego.
Choroby związane z wilgotnością powietrza
Odwodnienie – w górach organizm produkuje większe ilości moczu niż na nizinach, dlatego ważne jest aby utrzymać odpowiednie nawodnienie organizmu.
Górne drogi oddechowe – w górach często mamy „zapchany” nos, który odpowiada za ocieplanie i nawilżanie powietrza. W rezultacie oddychamy suchym i zimnym powietrzem przez usta co powoduje zapalenia górnych dróg oddechowych
Z racji procesów zachodzących w ciele człowieka podczas wysiłków fizycznych ale i również samego pobytu na ternach wysokogórskich, opracowany tzw. trening wysokogórski. Polega on w dużej mierze na aktywności fizycznej np. biegi długodystansowe, uprawianej w sposób racjonalny i zrównoważony. Celem takiego treningu jest głównie zwiększenie wydolności organizmu oraz kondycji. Warunkiem dobrych efektów jest odpowiednie dobranie intensywności i rodzaju aktywności fizycznej oraz długości okresu regeneracji. Minusami takiego treningu jest ryzyko chorób wysokogórskich, opisanych wyżej.