Salute e malattia
Le alte quote hanno quantità ridotte di ossigeno e, di conseguenza, la pressione parziale di ossigeno nei tessuti si riduce in ambienti ipossici. A livello del mare, la concentrazione di ossigeno è approssimativamente del 21% e a un'altitudine di 4000 m, è ridotta di circa il 40%. I sintomi del mal di montagna includono mal di testa, nausea, vertigini e mancanza di respiro. Quote più elevate possono portare alla perdita di fluidi corporei dai vasi sanguigni a causa della pressione diminuita e causare la morte.
La pressione parziale di ossigeno (PO2) nel sangue aumenta durante l'acclimatazione ad altitudini più elevate. Uno studio pubblicato nel numero di novembre 2004 dell'"American Journal of Physiology" ha indagato gli effetti dell'altitudine sui livelli di ossigeno in partecipanti che vivono sotto il livello del mare in Danimarca. I soggetti di prova furono acclimatati in un periodo di 8 settimane ad altitudini di 4.100 metri. I ricercatori testarono i loro livelli di ossigeno nel sangue all'inizio dello studio e a periodi di due e sei settimane. Lo studio trovò che i livelli di PO2 aumentarono da un livello basale medio di 61 a 69 a due settimane e 72 a otto settimane. Lo studio confrontò ulteriormente i partecipanti danesi con individui che vivono alle alte altitudini e trovò che i livelli di PO2 erano simili in entrambi i gruppi alla fine dell'indagine.
Il numero di aprile 2002 del "Journal of Applied Physiology" includeva uno studio che confrontava i livelli di PO2 in danesi di pianura con un gruppo di partecipanti da La Paz, Bolivia a quote di 5.260 metri. Lo studio trovò che dopo un periodo di nove settimane, i livelli di saturazione di ossigeno arterioso salirono al 77% nei partecipanti danesi. Tuttavia, lo studio concluse che i livelli di PO2 nel gruppo di pianura rimasero sotto quelli dei nazionali boliviani.
L'ipossia è uno stato di ossigeno ridotto, che si verifica ad alte quote. Uno studio pubblicato nel numero di gennaio 2007 di "Clinical Neurophysiology" descrisse gli effetti di vari livelli ipossici sull'attività cerebrale. I ricercatori registrarono livelli di PO2, respirazione e onde cerebrali mediante EEG a tre livelli di pressione barometrica indotta. Lo studio trovò che la funzione cerebrale diminuiva a livelli di ossigeno più bassi, ma veniva ripristinata insieme al PO2. Lo studio concluse che la funzione neuronale era inibita da livelli di ossigeno più bassi.
L'iperventilazione, o respirazione rapida, si verifica in ambienti ipossici per mantenere livelli adeguati di ossigeno. Uno studio pubblicato nel numero estivo 2009 di "High Altitude Medicine and Biology" indagò gli effetti dell'iperventilazione sul ripristino dei livelli di PO2 in partecipanti che si esercitavano in ambienti ipossici. Lo studio trovò che l'ipossia severa inibiva l'assorbimento massimo di ossigeno e riduceva la quantità di ossigeno che raggiungeva il tessuto muscolare. Gli autori conclusero, tuttavia, che gli esseri umani hanno una riserva di ossigeno nel tessuto muscolare che può essere accessibile durante l'esercizio in ambienti ipossici.
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