Değişik sebepler dolayısı ile yüksek irtifalara maruz kalan insanoğlunun bu konuya ilgisi, geçmişi eski olan bir hikayedir. M.Ö. 400’lü yıllarda ilk kez Çinliler tarafından, yüksek rakımlarda seyahat eden şahıslarda ortaya çıkabilen -patolojik- pulmoner ödemle ilgili semptomlar yazılı kayıtlara geçirilmiştir. Böyle olduğu halde, 1500 yıl sonrasında Charles Houston isimli bir doktor bu tabloyu ironik olarak ‘ilk kez’ tarifleyerek rapor etmiştir. Günümüzde dağcılık, havacılık ve uzay ile ilgili bilimler geliştikçe, yüksek irtifalarla ilgili insan organizmasının tepki ve uyumlarını incelemek daha da önemli hale gelmiştir. Ayrıca spora yönelik hazırlanma süreçlerinde, vücudun endurans performansı için gerekli olan oksijen taşınma ve tüketiminin fazlalaştırılmasının önemi nedeniyle, yüksek irtifadaki antrenmanların deniz seviyesindeki yarışmalar öncesi kullanılması yönünde ciddi eğilim olmuştur. 
Yakın geçmişte yapılan 1968 Meksika olimpiyatlarında sporcuların ulaştığı yarışma sonuçları, rakım artışlarının spor müsabakaları veya aktiviteleri sırasında bireysel performanslara nasıl yansıdığı konusunda fikir yürütülmesine ön ayak olmuştur. 2300 rakımlı Mexico şehrindeki yarışmalarda, hız ve güç gerektiren sporlardaki başarılı sonuçların muhtemel olarak atmosfer basıncı ve rezistansındaki düşüklük ile ilgili olduğu düşünülmüştür. 1 mil mesafeli ve üzerinde gerçekleştirilen dayanıklılık sporlarında ise, yine aynı koşulların, bu sefer performansı negatif yönde etkilediği konusunda görüş birliğine varılmıştır. 
Aşağıdaki tabloda da gösterildiği gibi deniz seviyesinden yüksek rakımlara çıkıldıkça atmosferik (barometrik) basıncın ve buna paralel olarak da oksijen parsiyel basıncının azalması söz konusudur. Sonuç olarak arteryel oksijen saturasyonunun ve total oksijen konsantrasyonunun düşmesi de kaçınılmazdır. 
Neticede bu değişimler organizmada meydana gelen ve yaşamsal anlamı olan hipoksinin temel nedenleridir. Bu bağlamda, konuyu açıklamaya çalışırken aşağıdaki soruların rehberliğini takip etmek daha anlaşılır olmayı sağlıyacaktır.

1. İrtifa artışının akut fizyolojik cevapları nelerdir?
2. Yüksek rakımlara uzun süreli maruz kalmanın organizmada oluşturduğu adaptasyonlar nelerdir?
3. Orta seviyedeki rakımlarda endurans performansı niçin kötüleşir?
4. Bu kötüleşme hangi seviyede başlar?
5. Yüksek irtifada yapılan antrenmanlar, bu düzeylerdeki enduransı iyileştirebilir mi?

Tablo: Akut olarak yükseklik seviyelerindeki artışa bağlı olarak organizmanın bir kısım fizyolojik parametrelerinde ortaya çıkan değişiklikler. 

Akut Rakım Çalışmaları 
Bu tip çalışmaları incelemeden önce aklimatize olunmadığında yüksek irtifada yaşanabilecek hipoksinin meydana getirebileceği akut etkileri şunlardır. 
3600 metrede başlayan uyku hali, tembellik, zihin ve kas yorgunluğu. Bazen baş ağrısı mide bulantısı ve öfori hali. 4600 metrede kas kasılması ve konvülsüyon. 6900 metre üzerinde mental yetenekler (karar verme, bellek) ve ince motor hareketlerde azalma ve koma hali. Akut serebral ödem veya akut pulmoner ödem nedeniyle ölüm. 
Deniz seviyesinin üzerindeki seviyelerde yapılan yükseklik çalışmaları genellikle, (1) 4300 metreye kadar çıkılarak, (2) 5500 metre üzerindeki barometrik koşulların sağlandığı yapay yaşam odalarında ve (3) Deniz seviyesinde fakat 2000 metre üzeri seviyelere eşit basınçtaki gaz oranları ile gerçekleştirilmiştir. Bu tip akut olarak irtifa artışlarına maruz kalınmada barometrik basınç düşüklüğünün ortaya çıkan patofizyolojik süreçlere hipoksi dışında bir katkısının olamadığı düşünülmektedir. Gelişen fizyolojik adaptasyonların niceliği bu seviyede yapılan aktivite miktarına ve irtifanın büyüklüğüne bağlıdır. 

İstirahatteki Değişimler 
Vücut artmış irtifaya ve bununla ilişkili kan oksijen (O2) taşıma kapasitesindeki düşüşe maruz bırakıldığında, vantilasyon, kardiyak fonksiyon ve kan akımı dağılımında derhal değişikliğe gider. 

Solunum sistemi 
2000 metrenin üzerindeki parsiyel arteryel oksijen basıncı (PaO2) düşüklüğü periferik kimoreseptörleri uyayararak vantilasyonu sitimüle eder. 4300 metreki vantilasyon yaklaşık %30 artmaktadır. Bu durum renal kompansasyonun uzun sürmesi nedeniyle 2-3 gün süren respiratuar alkaloza sebep olmaktadır. Parsiyel arteryel karbondioksid basıncındaki düşme nedeniyle (PaCO2) periferik ve santral kemoreseptör uyarımı azalacağından hipoksiye bağlı hipervantilasyon uzun değildir. Fakat bu son koşuldan bağımsız olarak bir miktar vantilasyon artışı sabit kalır. 
Ayrıca rakım arttıkça Parsiyel alveolar oksijen basıncı (PAO2) ile PaO2 arasındaki fark artar. Diffüzyon limitasyonunun katkısı bu farkı arttırır. 4000 metrede bu farkın yaklaşık % 50 olduğu bulunmuştur. Bahsedilen limitasyon düşük ve orta dereceli irtifada HbO2 eğrisini değiştirirken daha yükseklerde pulmoner ödem ve akciğer malfonksiyonuna katkıda bulunur. 

Kan ve Dolaşım sistemi 
Düşük rakımlarda dahi soğuk havaya bağlı olarak buharlaşma ile ve renal diüerez sebebiyle sıvı kaybı olur. Böylece Hct ve viskozite artışına bağlı olarak dolaşım hemodinamisi tehhlikeye girebilir. Ayrıca orta seviyedeki yüksekliklerden itibaren Eritropoietin (EPO) sitümülasyonunun olduğu bilinmektedir. Bunun yol açabileceği polisitemik tablonun da viskoziteye katkısı olacağı kuşkusuzdur. EPO sitimülasyonu için gerekli yükseklik net olarak bilinmese de geçirilen sürenin önemli olduğu vurgulanmıştır. HbO2 %85 altında ise tayin edilebilir EPO için 2 saat gereklidir. Anlamlı artışlar için hipoksinin başlamasında itibaren 4 saat geçmelidir. 4300 metrede en yüksek EPO miktarı 2 gün sonra olur ve 7. günde bazal seviyelere döner. 2-3 difosfogiliserat enzimi artışının HbO2 satürasyon eğrisini sağa kaydırması ise orta seviyedeki rakımlarda itibaren görülebilir. Ancak tüm bunlara rağmen azalmış arteryel oksijen konsantrasyonu (CaO2) O2‘nin doku diffüzyonunu azaltacaktır. Katekolaminlerdeki artışın da devreye girmesi sebebiyle periferik dirençte yükselme olurken atım volümü düşecek ve kompansasyon amacıyla gerekli VO2 için istirahat kalp hızı artacaktır. 

Enerji metabolizması 
Bu konudaki çalışmaların sayısı az olmakla birlikte, 4300 metrede yapılan tetkiklerde karbonhidret bağımlılığı açısından bir artış tespit edilmemiştir. Karaciğer ve Kas glikojen depolarının iyi korunduğu ortaya konmuştur. 

Egzersizdeki Değişimler 
1000 metreye çıkana kadar VO2max düşmez. 1000-1500 rakım aralığında egzersiz toleransının azaldığı söylenmiştir. Daha yükseklere çıkıldıkça ise erkeklerde daha belirgin olmak üzere VO2max azalması fazlalaşır. Akut olarak 4300 metreye maruz bırakılmada VO2max seviyesinde %13’lük düşüş saptanmıştır. Bu durum egzersiz limitasyonunda, düşük CaO2’ye ilave olarak sınırlayıcı bir katkı olarak yorumlanmıştır. Fakat yakınlardaki bir çalışmada ise relatif VO2max, atım volümü ve maksimal kardiak debinin deniz seviyesinden farklı olmadığı söylenmiştir. Bir başkasında ise, kalp atım hızının farmakolojik değişimleri incelendiğinde maksimal kalp debisini korumak amacıyla atım volümünün fazlalaştırıldığı ortaya konmuştur. Yeni bir çalışmaya göre ise CaO2 ve düşmüş glikolitik kapasite düşük VO2max ın sebebi olabilir. Tüm bunlara ilave olarak konunun tartışılan bir başka yönü ise yüksekteki düşük maksimal kalp debisinin azalmış VO2max’ın sebebi veya sonucu olabileceğidir. 
Sabit bir egzersiz işi için yapılan vantilasyon daha fazla olmakla birlikte limitasyonun toraks kaslarının yorgunluğuna bağlı olduğu hakkında bir işaret yoktur. Tüketici tipte yapılan egzersizde vantilasyon perfüzyon oranının (VE/Q) bozulması ve diffüzyonun sınırlanması söz konusudur. Azalmış pulmoner fonksiyon SaO2 ve CaO2 yi anlamlı olarak azaltır ve kardiyo-respiratuar enduransı tehlikeye sokar. 
Deniz seviyesine göre yüksekliklerde yapılan tüketici egzersizde kas glikojenin azalması veya kas laktat miktarının artışı gözlenmemiştir. Bu durum glikolizis için kas kapasitesinin azaldığını veya glikolizis stimülasyonunun azaldığını işaretliyor olup sebebi henüz bilinmemektedir. 

Kronik Rakım Çalışmaları 
Bu tip çalışmaları incelemeden önce aklimatize olunmadığında yüksek irtifada yaşanabilecek kronik hipoksinin patolojik etkilerini şu şekilde söyleyebiliriz. (1)Eritrosit ve Hct çok yükselir. Buna bağlı olarak kanın viskozitesi artar ve oksijen taşınması azalır. (2)Pulmoner arter basıncı çok yükselir. (3) Sağ kalp hipertrofi ve hiperplazisi olur. Sonrasında yetmezlik gelişebilir. (4) Konjestif kalp yetmezliği ve ölüm. 

İstirahatteki Değişimler 
Organizma artmış rakım seviyeleri ile uzun süreli karşı karşıya bırakıldığında, vantilasyon, kardiyak fonksiyon ve kan akımı dağılımında, ayrıca vücut kompozisyonu ve kas yapısında bir takım değişiklikler gösterir. 
Solunum sistemi 
Artmış yüksekliğe maruz kalmanın ilk 2 haftası vantilasyon artmaya devam eder. Hatta bu artış kişi hiperoksik gaz solusa dahi birkaç gün durmaz. Sebebi artmış bir isokapnik hipoksik vantilatuar cevap olarak izah edilmiştir. Bu bulgular periferik kimoreseptörlerin akut durumda olduğu gibi kronik maruz kalmada da önemli olduğunu işaretlemektedir. Ayrıca VE/Q oranındaki bozulmanın arttığı da bildirilmiştir. Bu durum pulmoner kan dolaşımındaki artış ve pulmoner ödem ile orantılıdır. 
Kan ve Dolaşım sistemi 
Kanda dolaşan EPO nun yol açacağı eritropoez ile kanda matür eritrositlerin görülme süresi 7 gündür. Eritrosit miktarında anlamlı artış sağlamak için yüksekliğe devamlı mı, yoksa intermittan mı maruz kalınması gerektiği açık olmasa da EPO miktarındaki artış için intermittan yeterli olmaktadır. 4300 metrelik bir irtifa seviyesinde ortaya çıkan polisitemi ve hemokonsantrasyon, Hct’yi 15 günde %46 seviyelerinden %54 ve daha büyük miktarlara çıkarabilir. 
Kas morfolojisi ve metabolizma kapasitesi 
Yüksekliğe ait adaptasyonlar üzerine erken çalışmalarda miyoglobin depoları ve kas enzimlerinin arttığı iddia edildi. Bu durumun sorgulandığı daha yakın çalışmalarda aksi olarak glikojenolitik, glikolitik ve B oksitatif enzim aktivetelerinde ve miyoglobin depolarında değil kas kitlesinin kapiller dansitesinde artma bulundu. 
Enerji metabolizması 
4300 metre aklimatizasyondan 21 gün sonra şahısların istirahat kan glukoz seviyelerine bağımlılığı artmış bulundu. Karbonhidrat metabolizması bu derece önem kazandıysa da kas glikojen miktarında konsantrasyon azalması yoktu. Lipid metabolizması için bilgi tabanı oluşturacak yeterli çalışma yoktur. 
Vücut kompozisyonu 
Orta dereceden daha yüksek irtifalara çıkıldıkça, bu seviyelerde uzun süre kalma total vücut ağırlığı ve yağsız vücut kitlesinde kayıplara yol açar. Bu durum azalmış kalorik alım, artmış bazal metabolizma hızı (BMR), dehidratasyon, düşmüş gastrointestinal fonksiyon (besin absorbsiyonunda kötüleşme) ile açıklanabilir. Sıvı alımı artırılmalıdır. Ayrıca kalori alımı da (340 Kcal/gün miktarına kadar) artırılırsa 21 gün süre ile 4300 metrede vücut kilosunun korunması sorun teşkil etmez. 

Egzersizdeki Değişimler 
4300 metrede 15 günlük aklimatizasyon sonrası sabit bir VO2 de yapılan egzersiz esnasında vantilasyon artışı gözlenmiştir. Maksimal dakika vantilasyonu 186 litreden 205 litre çıkabilmektedir. Kronik olarak irtifaya maruz kalmaya bağlı Kan O2 transportunda iyileşmelere ilaveten 4300 metrede yapılan submaksimal bir egzersizde kardiak debinin ve kas kan akımının azalmış olduğu ortaya konmuş, bu durum limitasyonla ilgili bir sorun teşkil etmemiştir. Orta ve yüksek sevideki rakımlarda aklimatizasyon sonrasında yapılan tüketici bir egzersiz sırasında ise, maksimal kalp debisinin azalmış olduğu tespit edilmiş olsa da VO2max değerinin arttığı gözlenmiştir. 
Erken araştırmalarda 4300 metrede 14 günlük kısa süreli aklimatizasyonun VO2max değerini % 10 civarında artırdığı, ancak bu durumun 3000 metreye göre %20 daha az olduğu bulunmuştur. VO2max değerindeki bu artışın hematolojik iyileşmeler ile kas metabolik kapasitesinin artışına bağlı olduğu düşünülmektedir. 
Ayrıca yakın senelere kullanılan yeni tip çalışmalardan biri olan yüksek rakımda akilimatizasyon ile düşük irtifada antrenman yapılması modelinde de( LHTL, Living high-2500 metre, training low-1250 metre) VO2max düzeylerinin deniz seviyesi düzeyine göre anlamlı şekilde arttığı saptanmıştır.