A Eurac Research study on acclimatisation and de-acclimatisation will take place in the terraXcube centre for the simulation of extreme climates.
Internationally renowned, especially for his extreme winter climbs, mountaineer Simone Moro, and Tamara Lunger, one of the world's strongest high-altitude climbers, announce the destination of their next expedition. In mid-December they will attempt the ascent to the summit of Gasherbrum I and the traverse to Gasherbrum II - two mountains above the eight thousand metre mark that form part of the Karakorum chain in the Himalayas.
Artificial acclimatisation will take place inside terraXcube, Eurac research´s center for the simulation of extreme climates situated within NOI Techpark Südtirol/Alto Adige. Within these parameters, physiologists and doctors from Eurac Research will investigate the subjects acclimatisation in the hypobaric chamber and monitor their de-acclimatisation once Tamara and Simone have returned from the actual expedition. Observing for example the impacts of high altitude on the heart, respiratory, cognitive and metabolic functions and recording how long the body remains acclimatised once it has returned to a base altitude.
"In the summer of 1984, Reinhold Messner and Hans Kammerlander succeeded for the first time in the ascent and crossing of Gasherherbrum I (8,068m) and Gasherbrum II (8,035m). On the 35th anniversary of this extraordinary achievement, we want to repeat the adventure and raise the bar on it: Daring both eight-thousand metre peaks including the crossing as a winter expedition," says Simone Moro. "No one has ever repeated this undertaking, not even in the summer. Our experience with winter walks will definitely be helpful.”
Their acclimatisation within the terraXcube will last in all, about four weeks. After initial medical checks, in the first phase (currently in progress) Tamara and Simone sleep inside terraXcube´s hypobaric chamber at night and train outside during the day. Over the next two weeks Tamara and Simone will remain more or less continuously inside the hypobaric chamber, where they can train on a treadmill. The goal is to achieve a good acclimatisation of up to about 6400m. Providing that Simone and Tamara are able to cope and with these conditions i.e. have no symptoms of discomfort, and are sleeping and eating well, the researchers will (for a few hours) take the room to even higher altitudes, up to 8000m and beyond. The temperature will also undergo changes to observe the adaptation of the body to the cold. During this period, the tests already carried out at the beginning of the study will be repeated regularly.
"This is an opportunity for us to monitor two subjects in a perfectly controlled and controllable context, that is, in the climate chamber of terraXcube. A deeper understanding of how physiology reacts to hypoxia, (the lack of oxygen at altitude) could not only signify improvements in the safety of mountaineering expeditions, but also in the conditions of those who work at high altitudes; rescue teams, humanitarian missions (for example those undertaken following the earthquake in Nepal) and also for workers engaged in the construction of roads or dams" explains Hermann Brugger, Head of Eurac Research’s Institute for Emergency Mountain Medicine. "Not only that, this case study will help to understand on which aspects to focus attention for future research following which, studies can then be enlarged to a greater number of participants in order to provide greater statistical relevance."
terraXcube is a new infrastructure and this project is a great test bed, of this, Stephan Ortner, director of Eurac Research, and Christian Steurer, director of terraXcube, are convinced: "Simone and Tamara are mountaineers in extraordinary peak physical condition. This study signifies the perfect combination of parameters for the fine-tuning of interaction between humans and technology in the extreme conditions of the terraXcube. With no one else would it be possible to carry out certain tests for the first time, such as taking the chamber up to 8000m."
Stages of the study
a) Before: Preparation for entering the chamber. The researchers recorded Simone and Tamara´s physiological values before starting the process. Both underwent various tests including magnetic resonance (with the support of the CIMeC Trento), blood tests, pulmonary and optic nerve ultrasound, ECG and cardiac ultrasound. Measurements of sublingual microcirculation were also recorded. These serve as the base values for comparison purposes and are used to measure the effect of acclimatisation during their residence in the chamber.
b) During: Acclimatisation within the terraXube. Phase 1: In the first two weeks, from November 16th, in the evening Tamara and Simone will sleep inside the terraXcube hypobaric chamber and train outside during the day. Phase 2: In the following two weeks, from November 29th Tamara and Simone, will remain more or less continuously inside the hypobaric chamber, where they will be able to train on a treadmill. The goal is to reach acclimatisation of up to 6400m. Providing that Simone and Tamara are able to cope and with these conditions, experience no discomfort and are able to sleep and eat well, the researchers will then bring the chamber to even higher altitudes, up to and exceeding 8000m. The chamber´s internal temperature will be lowered in order to observe the body´s adaptation to the cold. Throughout this phase the tests previously undertaken will be repeated regularly. Tamara and Simone will continuously be wearing an Equivital device, a type of harness worn close to skin that serves both to collect data on their vital functions such as heart rate, temperature and respiratory rate, and to ensure their safety inside the chamber.
c) After: Upon return from the expedition. On their return from the expedition, Tamara and Simone will regularly be subjected to the same rigorous examinations, until the values have returned to those initially recorded in order to understand the duration and development of the acclimatisation.
26.11.2019
Foto: Matteo Pavana – The Vertical Eye
Eurac Research untersucht Akklimatisierung und De-Akklimatisierung der beiden Extremalpinisten im terraXcube, dem Zentrum für Extremklima-Simulation.
Allround-Bergsteiger Simone Moro, der sich international vor allem für seine Winterbesteigungen einen Namen gemacht hat, und Tamara Lunger, eine der weltweit erfolgreichsten Extrembergsteigerinnen, verkündeten heute Abend auf einer Pressekonferenz in Mailand das Ziel ihrer gemeinsamen Expedition: Mitte Dezember wagen sie sich an die Besteigung und Überschreitung von Gasherbrum I und Gasherbrum II, zwei Achttausender im Karakorum-Gebirge im Himalaya.
Im Vorfeld werden sich Lunger und Moro einer künstlichen Akklimatisierung im terraXcube unterziehen, dem Zentrum für Extremklima-Simulation von Eurac Research mit Sitz am NOI Techpark Südtirol. Ein Team aus Medizinern von Eurac Research wird die Akklimatisierung in großer Höhe während des simulierten Anstiegs in der Klimakammer untersuchen, ebenso die De-Akklimatisierung im Anschluss an die tatsächliche Expedition. Untersucht werden beispielsweise die Auswirkungen von Höhe auf Herz-Kreislauf- und Stoffwechselfunktionen, auf Atmung sowie kognitive Fähigkeiten. Es soll aber auch der Frage auf den Grund gegangen werden, wie lange der Körper akklimatisiert bleibt, wenn die Studienteilnehmer von großer Höhe zurückkehren.
„Im Sommer 1984 gelang Reinhold Messner und Hans Kammerlander erstmals die Begehung und Überschreitung des Gasherbrum I (8.068m) und Gasherbrum II (8.035m). Zum 35. Jahrestag dieser außerordentlichen Leistung wollen wir das Abenteuer wiederholen und setzen noch eins drauf: Wir wagen uns an beide Achttausender inklusive Überschreitung als Winterexpedition“, erzählt Simone Moro. „Niemand hat diese Überschreitung jemals wiederholt, nicht einmal im Sommer. Unsere Erfahrung mit Winterbegehungen wird da hilfreich sein.“
Die Akklimatisierung der beiden Alpinisten im terraXcube dauert rund vier Wochen. Vor Eintritt in die Kammer wurden Lunger und Moro sportmedizinisch untersucht. Die erste Phase der Akklimatisation läuft gerade. Lunger und Moro verbringen täglich 12 Stunden im terraXcube. Sie schlafen in der Klimakammer und trainieren tagsüber draußen. Ab dem 29. November werden die beiden Alpinisten fast die gesamte Zeit in der Kammer verbringen und auch ihr Training dort absolvieren (Laufband, Indoor-Fahrradtrainer).
Ziel wird es sein, eine gute Akklimatisierung bis auf rund 6.400 Meter zu erreichen. Abhängig vom Zustand der beiden Alpinisten – z.B. Schlafqualität, keine Symptome von Höhenkrankheit – wird die Höhe phasenweise auf bis zu über 8.000 Metern nach oben geschraubt und die Temperatur nach unten, um auch die Anpassung des Körpers an die Kälte zu untersuchen. In dieser Phase werden die Untersuchungen häufiger wiederholt.
„Für uns ist dies eine einmalige Chance, die physiologischen Abläufe der Akklimatisierung zweier Extremalpinisten unter kontrollierten Bedingungen und höchsten Sicherheitsvorkehrungen im terraXcube auf eine Höhe von über 8.000 Metern zu studieren. Wenn wir genau verstehen, wie unser Organismus auf Hypoxie reagiert, also auf Sauerstoff-Mangelversorgung, dann sorgen wir für mehr Sicherheit bei hochalpinen Expeditionen, aber auch bei Rettungs-Einsätzen in Katastrophengebieten – denken wir nur an das Erdbeben in Nepal, bei UN-Einsätzen in hochgelegenen Krisengebieten, bei Infrastruktur-Bauprojekten – wenn etwa Staudämme, Straßen errichtet werden“, erklärt Hermann Brugger, Leiter des
Instituts für Alpine Notfallmedizin von Eurac Research. „Darüber hinaus können wir im Zuge dieser einmaligen Fallstudie wichtige Erfahrungen sammeln für künftige großangelegte Studien zu Akklimatisierung und De-Akklimatisierung im terraXcube.“
Der terraXcube ist eine vollkommen neuartige Infrastruktur. Stephan Ortner, Direktor von Eurac Research, und Christian Steurer, Direktor von terraXcube, sind sich einig: „Tamara und Simone sind zwei Extremalpinisten in Topform, die reichlich Erfahrung in extremer Höhe gesammelt haben. Dies sind Idealvoraussetzungen, um die Schnittstelle Mensch-Technologie im terraXcube unter extremsten Klimabedingungen zu testen. Mit keinen anderen Probanden wäre es vorstellbar, derartige Tests auf 8.000 Metern zum ersten Mal durchzuführen. Man kann sich das so vorstellen: Der terraXcube ist ein Rennbolide, der Höchstgeschwindigkeiten von 400 Stundenkilometern erreicht. Tamara und Simone gehören zu den wenigen Testpiloten, die in Frage kommen.“
Die Studie gliedert sich in drei Teile:
1) Vor Eintritt in die Klimakammer sind Lunger und Moro sportmedizinisch untersucht worden. Außerdem wurden Messdaten erhoben (Blutproben, Blutdruck, Herzultraschall, Lungen- und Augenultraschall, EKG), die als Vergleichswerte dienen für die weiteren Untersuchungen während und nach der erfolgten Akklimatisation (der künstlichen und tatsächlichen vor Ort).
2) Akklimatisierung im terraXcube: In den ersten beiden Wochen, bereits seit dem 16. November, verbringen Lunger und Moro nachts jeweils 12 Stunden in der hyperbaren Kammer und tagsüber trainieren sie. In dieser Zeit werden sie schrittweise auf 5.500 Meter gebracht.
Teil 2 der Akklimatisierung: Lunger und Moro verbringen ab dem 29. November immer mehr Zeit im terraXcube und verlagern ihr Training dorthin (Laufband). Ziel wird es sein, eine gute Akklimatisierung bis auf rund 6.400 Meter zu erreichen. Abhängig von ihrem Akklimatisierungsstatus, z.B. Schlafqualität, keine Symptome von Höhenkrankheit, wird die Höhe phasenweise auf bis zu über 8.000 Meter nach oben geschraubt und die Temperatur nach unten, um auch die Anpassung des Körpers an die Kälte zu untersuchen. In dieser Phase werden die Untersuchungen häufiger wiederholt.
3) Nach der Expedition: Lunger und Moro unterziehen sich in regelmäßigen Abständen einer Reihe von Tests im terraXcube, die wichtige Daten für die De-Akklimatisierung liefern. Diese werden so lange wiederholt, bis die Untersuchungsergebnisse jenen entsprechen, die zu Beginn des Projekts (vor der Akklimatisierung) gemessen wurden. Hieraus erhoffen sich die Forscher eine Antwort auf die Frage, wie lange De-Akklimatisierung andauert und wie sie im Detail aussieht.
26.11.2019
Foto: Matteo Pavana – The Vertical Eye
La preparazione avverrà nel centro per la simulazione di climi estremi terraXcube. Eurac Research studia l’acclimatamento e il de-acclimatamento.
Simone Moro, alpinista noto a livello internazionale specialmente per le sue salite invernali estreme, e Tamara Lunger, una delle scalatrici d’alta quota più forti del mondo, annunciano la meta della loro prossima spedizione. A metà dicembre tenteranno la salita alla vetta del Gasherbrum I e il concatenamento al Gasherbrum II, due montagne sopra gli ottomila che fanno parte della catena del Karakorum in Himalaya.
L’acclimatamento artificiale avverrà all’interno di terraXcube, il centro per la simulazione di climi estremi di Eurac Research situato nel NOI Techpark, il polo dell’innovazione dell’Alto Adige. Fisiologi e medici di Eurac Research investigano l’acclimatamento nella camera ipobarica e monitoreranno il de-acclimatamento una volta che Tamara e Simone saranno tornati dalla spedizione. Per esempio, osserveranno gli impatti dell’alta quota sul cuore, sulle funzioni respiratorie, cognitive e metaboliche e registreranno per quanto tempo il corpo rimane acclimatato una volta sceso di quota.
“Nell'estate del 1984 Reinhold Messner e Hans Kammerlander realizzarono la prima salita e traversata di due cime, il Gasherbrum I (8.068 m) e il Gasherbrum II (8.035 m). A 35 anni di distanza vogliamo riproporre la stessa avventura ma nella stagione più difficile, l’inverno, tentando di concatenare le due cime di 8000 metri. Nessuno in tutti questi anni ha mai ripetuto questa traversata, neppure d'estate” racconta Simone Moro. “A differenza di come è stato fatto 35 anni fa, proveremo a riproporre questa grande avventura basandoci sulla nostra esperienza con le salite invernali. Divideremo realisticamente il progetto in due: tenteremo inizialmente la salita del Gasherbrum I, raggiunto per la prima volta in inverno il 9 marzo 2012 dagli alpinisti polacchi Adam Bielecki e Janusz Golab (salita mai più ripetuta). La seconda parte sarà l'ascesa del Gasherbrum II partendo direttamente dal colle che separa le due cime”.
L’acclimatamento nel terraXcube in previsione della spedizione durerà in tutto circa quattro settimane. Dopo i controlli medici iniziali, nella prima fase, al momento in corso, Tamara e Simone dormono all’interno della camera ipobarica di terraXcube e durante il giorno si allenano all’esterno. Nelle due settimane seguenti Tamara e Simone rimarranno in modo più o meno continuativo all’interno della camera ipobarica, dove potranno allenarsi su un tapis roulant. L’obiettivo è raggiungere un buon acclimatamento fino a circa 6400 metri. Se Tamara e Simone si sentiranno bene, cioè non avranno sintomi di malessere, dormiranno bene e si alimenteranno bene, per alcune ore i ricercatori porteranno la camera anche a quote più alte, fino a 8000 metri e oltre. Modificheranno anche la temperatura per osservare l’adattamento del corpo al freddo. Durante questo periodo verranno ripetuti regolarmente gli esami già fatti all’inizio.
“Questa è per noi l’occasione per monitorare due soggetti in un contesto perfettamente controllabile e controllato, cioè nella camera climatica del terraXcube. Conoscere sempre più a fondo come l’organismo reagisce all’ipossia, cioè la carenza d’ossigeno in quota, vuol dire migliorare la sicurezza delle spedizioni alpinistiche, ma anche di chi lavora ad alta quota, come squadre di soccorso e missioni umanitarie, per esempio in occasione del terremoto in Nepal, piloti o operai impegnati nella realizzazione di strade o dighe”, spiega Hermann Brugger, direttore dell’
Istituto per la medicina d’emergenza in montagna di Eurac Research. “Non solo, questo caso studio aiuterà a capire su quali aspetti focalizzare l’attenzione per le prossime ricerche, allargate a un numero di partecipanti più ampio per avere rilevanza statistica”.
terraXcube è una infrastruttura nuova e questo progetto è un ottimo banco di prova. Ne sono convinti Stephan Ortner, direttore di Eurac Research, e Christian Steurer, direttore del terraXcube: “Simone e Tamara sono alpinisti in condizioni fisiche straordinarie. Questa è la combinazione perfetta per un fine-tuning della interazione uomo-tecnologia all’interno del terraXcube in condizioni estreme. Con nessun altro sarebbe possibile svolgere certi test in camera per la prima volta, per esempio portarla a 8000 metri e oltre”.
Fasi dello studio nel dettaglio
a) Preparazione prima dell’ingresso in camera. I ricercatori hanno controllato i valori fisiologici di partenza di Simone e Tamara. Li hanno sottoposti a vari esami tra cui risonanza magnetica (con il supporto del CIMeC di Trento), esami del sangue, ecografia polmonare e del nervo ottico, ECG ed ecografia cardiaca e misurazione della microcircolazione sublinguale. I valori basali sono valori di confronto: servono per misurare l’effetto dell’acclimatamento durante il soggiorno nella camera.
b) Acclimatamento all’interno del terraXube. Fase 1: nelle prime due settimane, dal 16 novembre, Tamara e Simone dormono all’interno della camera ipobarica di terraXcube e durante il giorno si allenano all’esterno. Fase 2: nelle due settimane seguenti Tamara e Simone rimarranno in modo più o meno continuativo all’interno della camera ipobarica, dove potranno allenarsi su un tapis roulant. L’obiettivo è raggiungere un buon acclimatamento fino a circa 6400 metri. Se Tamara e Simone si sentiranno bene, cioè non avranno sintomi di malessere, dormiranno bene e si alimenteranno bene, per alcune ore i ricercatori porteranno la camera anche a quote più alte, fino a 8000 metri e oltre. Modificheranno anche la temperatura per osservare l’adattamento del corpo al freddo.
Durante questo periodo verranno ripetuti regolarmente gli esami già fatti all’inizio.
Per tutto il tempo Tamara e Simone indosseranno un dispositivo Equivital, una specie di pettorina indossata a pelle che serve sia per raccogliere dati sulle loro funzioni vitali come battito cardiaco, temperatura e frequenza respiratoria, sia per garantire la loro sicurezza all’interno della camera.
c) Dopo la spedizione. Al rientro dalla spedizione, Tamara e Simone verranno sottoposti alla stessa batteria di esami regolarmente, fino a che i valori non saranno tornati quelli di partenza, prima dell’acclimatamento. Questo serve per capire quanto tempo dura l’acclimatamento e come si sviluppa.
26.11.2019
Foto: Matteo Pavana – The Vertical Eye