Perché il mal di montagna è mortale?

Perché le persone hanno bisogno di ossigeno?

Se l'inalazione di ossigeno serve solo a "bruciare" il glucosio e a ottenere ATP, allora significa che l'ossigeno non è necessario se l'ATP viene infuso direttamente per via endovenosa? La tosse è un riflesso protettivo delle vie aeree, ma che dire dello spasmo delle vie aeree?

Cos'è l'ossigenazione apneica? Perché il tempo di soffocamento sicuro con l'inalazione di ossigeno utilizzando una maschera per anestesia è di soli 3 minuti, mentre il tempo di soffocamento sicuro con l'inalazione di ossigeno ad alto flusso può arrivare fino a 15 minuti?

Le persone inalano il 21% di ossigeno ed espirano il 16-18% di ossigeno, utilizzandone quindi solo il 3-5%. In questo caso è sufficiente che la concentrazione di ossigeno sia superiore al 5%?

Il componente principale dell'aria è l'azoto. Entrerà anche nella circolazione sanguigna attraverso gli alveoli? In caso contrario, qual è il significato della sua esistenza?

**L'ipossia di plateau è dovuta a una concentrazione di ossigeno insufficiente o a una pressione parziale di ossigeno insufficiente? **Le persone soffriranno di mal di montagna e anche le auto soffriranno di mal di montagna. Ci sono delle caratteristiche comuni?

Perché le cellule cerebrali possono essere danneggiate in modo irreversibile se vengono private di ossigeno per 5 minuti, mentre le dita possono sopravvivere se vengono riattaccate dopo essere state amputate per diverse ore?

L'avvento degli smartphone consente alle persone che si trovano da entrambe le parti del mondo di chattare "faccia a faccia"; la rapida accelerazione dei treni ad alta velocità ha "accorciato" le distanze tra le città; "AlphaGo" ha sconfitto facilmente il campione di Go; gli esseri umani utilizzano l'anidride carbonica per sintetizzare l'amido; Musk ha minacciato di inviare gli esseri umani su Marte, ma su Marte non c'è ossigeno, come possono sopravvivere gli esseri umani?

I risultati raggiunti dall'umanità in termini di sviluppo negli ultimi 200 anni hanno superato il totale di tutte le epoche precedenti. Tuttavia, se paragonata ai 4,6 miliardi di anni dell'età della Terra, la storia dell'umanità dura un batter d'occhio. Cosa è successo in un lasso di tempo così grande? Un'ipotesi azzardata è che sulla Terra possa esserci stata una civiltà preistorica. Un'ipotesi ancora più audace è che gli esseri umani potrebbero essere immigrati spaziali?

Nel vasto universo, gli esseri umani hanno esplorato sia la presenza di vita aliena sia pianeti abitabili. I cosiddetti pianeti abitabili hanno luce solare, acqua, aria e una temperatura adatta, come la Terra. Gli esseri umani possono perfino descrivere l'aspetto degli alieni, con cervelli sviluppati e arti degenerati. Più che alieni, si tratta dell'immaginazione umana della propria evoluzione.

Sulla Terra esistono molti tipi di organismi, ma hanno una proprietà comune: sono tutti organismi basati sul carbonio. Gli animali superiori, o vertebrati, hanno gli stessi organi di senso, gli stessi organi e sequenze genetiche estremamente simili agli esseri umani. Ma gli esseri umani sono le uniche creature intelligenti. Il cervello degli altri animali è come una serratura che può essere aperta solo nel mondo delle fiabe.

Da quando gli esseri umani hanno scoperto le cellule staminali pluripotenti, hanno cercato di utilizzarle per coltivare tessuti e organi, proprio come si fa per nutrire un feto, ad esempio: impiegando 21 giorni per creare la pelle, 120 giorni per creare i globuli rossi e poi creando un cuore e dei reni, ecc. Vogliono persino utilizzare le cellule staminali o i geni per riparare continuamente le cellule dei tessuti danneggiate, invecchiate o apoptotiche. Se questa tecnologia avrà successo, gli esseri umani potranno vivere per sempre e diventare Dio, ma Dio non permetterà che ciò accada!

La luce solare, l'acqua e l'aria sono i tre elementi essenziali per la sopravvivenza umana. Una persona può sopravvivere una settimana senza cibo, tre giorni senza acqua, ma solo tre minuti senza respirare.

Quali cambiamenti avvengono nel corpo se non respiri per 3 minuti?

La principale fonte di energia per il corpo umano è il metabolismo aerobico del glucosio. Il glucosio assorbito attraverso l'intestino e l'ossigeno inalato attraverso gli alveoli vengono "bruciati" nei mitocondri delle cellule per produrre acqua, anidride carbonica e ATP. L'ATP mantiene il movimento umano, il pensiero, il metabolismo, la temperatura corporea, la crescita, ecc. Sulla membrana cellulare è presente un diligente "facchino" chiamato pompa sodio-potassio, che sposta continuamente gli ioni sodio fuori dalla cellula e sposta gli ioni potassio dall'esterno della cellula. È anche correlato all'assunzione di nutrienti e all'escrezione di rifiuti metabolici. A questo "facchino" deve essere pagato uno "stipendio", cioè consumare ATP. Una volta che il corpo è privato di ossigeno, la produzione di ATP diminuisce, il "porter" perde motivazione e può "attaccare" in qualsiasi momento, il che porterà a un aumento della concentrazione di ioni sodio nelle cellule, all'accumulo di prodotti metabolici e all'interruzione dell'apporto di nutrienti, causando il rigonfiamento e la necrosi delle cellule.

Le cellule sono le unità più piccole che compongono i tessuti e gli organi. Quando una cellula muore, i tessuti e gli organi che la compongono perdono la loro vitalità. Tuttavia, la reattività delle diverse cellule tissutali del corpo umano all'ipossia non è coerente. Le cellule cerebrali sono le più vulnerabili. Se l'ipossia dura più di 5 minuti, le cellule cerebrali subiscono danni irreversibili. Questo perché l'energia del tessuto cerebrale deriva dal metabolismo aerobico del glucosio. Le riserve di glicogeno e di zucchero sono pressoché inesistenti e la riserva di ossigeno è di soli 10 secondi circa. Una volta che si verificano l'ischemia e l'ipossia cerebrale, l'energia immagazzinata nel tessuto cerebrale si esaurisce in circa 3 minuti e le cellule nervose nella corteccia cerebrale muoiono entro 5 minuti, causando danni irreversibili.

Alcune cellule tissutali del corpo umano dispongono di una certa quantità di riserve energetiche e possono ottenere una piccola quantità di ATP attraverso il metabolismo anaerobico quando mancano di ossigeno. Anche una piccola somma di "stipendio" può consentire ai "facchini" di queste zone di continuare a lavorare. La riserva energetica del tessuto miocardico è leggermente superiore a quella del tessuto cerebrale. I reni e il fegato possono tollerare 30 minuti di ischemia e ipossia, mentre gli arti possono tollerare 60 minuti di ischemia e ipossia. Ciò suggerisce anche una rapida risposta durante la rianimazione cardiopolmonare, vale a dire i 4 minuti d'oro. Se supera i 5 minuti, anche se il cuore riprende a battere, sarà difficile recuperare le funzioni cerebrali!

Poiché l'ipossia può portare a una produzione insufficiente di ATP, l'infusione endovenosa diretta di ATP può compensare questo problema?

Infatti, la quantità totale di ATP sintetizzata ogni giorno nelle cellule di un adulto è di decine di chilogrammi, una quantità che può raggiungere persino il peso del suo corpo. Pertanto, l'iniezione endovenosa di ATP è solo una goccia nel mare e l'ATP iniettato per via endovenosa non può raggiungere le cellule.

Dato che l'ossigeno è essenziale per gli esseri viventi, da dove proviene?

Le piante producono ossigeno attraverso la fotosintesi, l'ossigeno viene inalato dagli esseri umani e dagli animali per produrre anidride carbonica, che viene poi assorbita dalle piante. Questo ciclo mantiene un equilibrio dinamico tra ossigeno e anidride carbonica nell'aria? In realtà, la quantità di ossigeno consumata dagli esseri umani e dagli animali non è nemmeno paragonabile a quella consumata bruciando combustibili fossili.

Nel mondo vivono 8 miliardi di persone e un adulto consuma circa 550 litri di ossigeno al giorno. Nel 2022 il consumo mondiale di petrolio supererà i 100 milioni di barili al giorno e ogni anno verranno bruciati 8 miliardi di tonnellate di carbone e 4 trilioni di metri cubi di gas naturale. Per bruciare una tonnellata di carbone sono necessarie circa 2,4 tonnellate di ossigeno, per bruciare una tonnellata di benzina sono necessarie 14,7 tonnellate di ossigeno e per bruciare un metro cubo di gas naturale sono necessarie 2 metri cubi di ossigeno.

Alcuni direbbero che le piante producono costantemente ossigeno e che l'atmosfera ha un grande volume di riserva di ossigeno, quindi preoccuparsi della mancanza di ossigeno è un po' infondato! Tuttavia, l'effetto serra causato dall'aumento della concentrazione di anidride carbonica è un fatto indiscutibile. Studi hanno dimostrato che per ogni aumento di 1 ppm di anidride carbonica, la concentrazione di ossigeno diminuisce di 2 ppm. Si stima che la concentrazione di ossigeno nell'atmosfera rimarrà al livello attuale per circa 40 milioni di anni. Se calcolata in base all'attuale consumo di ossigeno, la concentrazione di ossigeno nell'aria scenderà a un livello basso entro 1.000 anni, il che potrebbe rappresentare una minaccia per la sopravvivenza di alcune creature sulla Terra.

Le piante sono un dono di Dio all'umanità. Non forniscono solo cibo, ma anche ossigeno. Tuttavia, il componente principale dell'aria non è l'ossigeno, bensì l'azoto, che rappresenta il 78%. Da dove proviene l'azoto e qual è l'importanza della sua esistenza?

Gli scienziati ipotizzano che l'ammoniaca sia stata prodotta durante il Big Bang e poi si sia decomposta in idrogeno e azoto. L'idrogeno era troppo leggero e abbandonò gradualmente la Terra, lasciando solo azoto. L'azoto non supporta la combustione e non viene assorbito né utilizzato da piante e animali, quindi mantiene una relativa stabilità. In questo senso, l'azoto presente nell'aria è antico e primitivo.

I polmoni umani sono come un "mantice": aspirano continuamente aria, assorbono l'ossigeno in essa contenuto ed espellono anidride carbonica. Anche l'azoto viene inalato nei polmoni e poi espulso "senza spendere un solo centesimo". Questo può sembrare insignificante, ma in realtà ha una grande importanza, che verrà spiegata in dettaglio nei capitoli successivi. In condizioni particolari, l'azoto può entrare anche nella circolazione sanguigna. Ad esempio, in un ambiente ad alta pressione, l'azoto si dissolve nel sangue. Quando si passa rapidamente da un ambiente ad alta pressione a uno a bassa pressione, l'azoto verrà rilasciato dal sangue e causerà un'embolia gassosa.

Nell'aria è presente un contenuto di xeno estremamente basso. Le ricerche condotte negli ultimi anni suggeriscono che lo xeno è un gas anestetico ideale, con poche reazioni avverse e che non induce ipertermia maligna. Fortunatamente il suo contenuto è molto basso, altrimenti le conseguenze sarebbero disastrose!

Quando il primo raggio di sole del mattino illumina la terra attraverso le montagne e le foreste e la brezza primaverile soffia dolcemente, mescolandosi al profumo dei fiori e dell'erba, fai un respiro profondo, rallenta il passo e guarda lontano: ti sentirai così rilassato e felice! Sembra che quei problemi di vecchia data abbiano trovato una piccola soluzione. È possibile che questo "bar dell'ossigeno naturale" mi abbia dato ispirazione?

Le persone che hanno vissuto a lungo in pianura provano un profondo desiderio e un senso di stupore per gli altipiani, dove l'aria è rarefatta ed è facile soffrire di mal di montagna! Non è che la concentrazione di ossigeno sia diminuita, ma piuttosto che è diminuita la pressione parziale dell'ossigeno. La pressione parziale dell'ossigeno al livello del mare è di 159 mmHg (1 mmHg = 0,133 kPa), mentre a un'altitudine di 3.000 metri è di soli 110 mmHg. La maggior parte delle persone ha solo una comprensione letterale del "mal di montagna" e non ha una conoscenza e un'esperienza approfondite. Il corpo umano è estremamente complesso. Forse potremmo esplorare il mal di montagna negli esseri umani dal punto di vista del mal di montagna che si prova in auto. La sensazione più immediata del mal di montagna è un calo significativo della potenza e una difficoltà ad aumentare la velocità del veicolo. Il motivo è che il ridotto contenuto di ossigeno nell'aria provoca una combustione incompleta del "motore a combustione interna", una riduzione dell'efficienza termica e una riduzione della potenza. Allo stesso modo, il mal di montagna negli esseri umani è causato anche da un apporto insufficiente di ossigeno, che porta a una riduzione del metabolismo aerobico del glucosio e a una ridotta produzione di ATP, con conseguente esaurimento fisico. Inoltre, l'ipossia può avere effetti negativi sul sistema respiratorio, circolatorio, nervoso, ecc., come vasocostrizione polmonare ipossica, ipertensione polmonare, edema polmonare, tachicardia, confusione, nausea e vomito, ecc.

A volte la bellezza dell'altopiano tibetano risulta irraggiungibile, non a causa della distanza, ma a causa del timore del mal di montagna. La maggior parte delle persone pensa che gli anziani, i deboli, i malati e i disabili siano più inclini a soffrire di mal di montagna, mentre i giovani e i forti sono meno inclini a soffrirne. La situazione reale non è questa. Il mal di montagna può essere correlato alla richiesta di ossigeno da parte dell'organismo e alla sua risposta di emergenza all'ipossia.