Фридайвинг. Физиология процесса

Нырятельный рефлекс млекопитающих

Эта приспособительная реакция присуща всем ныряющим млекопитающим. Она включает в себя целый ряд изменений, которые позволяют совершать более глубокие/длительные погружения. Этот удивительный феномен был впервые обнаружен и зарегистрирован у таких животных, как киты, дельфины, пингвины и морские котики. Но до 1950-х годов считалось, что человек таким даром не обладает. Эпоха глубоководных погружений на задержке дыхания, начавшаяся тогда, доказала, что ученые ошибались. С этого момента начались полномасштабные исследования возможностей человека при погружениях. К настоящему моменту у человека были зарегистрированы проявления всех реакций, составляющих нырятельный рефлекс млекопитающих. Это доказывает, что эта потрясающая способность организма потенциально присуща каждому из нас. Давайте рассмотрим три основных реакции из числа тех, что составляют нырятельный рефлекс.

Брадикардия

Брадикардия – это наиболее типичное проявление нырятельного рефлекса млекопитающих. Как только в мозг поступают сигналы, свидетельствующие о том, что тело погружается под воду (такие, как снижение температуры и повышение окружающего давления), он замедляет биение сердца. Замедление сердцебиения и называется брадикардией – от греческих слов «bradys» («медленный») и «kardia» («сердце»). Сердце – это единственная мышца в нашем теле, которая работает всегда, и, следовательно, потребляет много энергии и кислорода. И поэтому при замедлении сердцебиения потребности организма в кислороде снижаются. Кроме того, когда сердце начинает биться медленнее, меньше крови поступает к тканям и органам, и больше кислорода остается для обеспечения жизненных функций организма – таких, как активность мозга. По мере того, как глубина и/или продолжительность погружения увеличиваются, сердце бьется все медленнее и медленнее, что позволяет организму поддерживать жизнедеятельность в подобных экстремальных условиях. Невероятно, но у некоторых фридайверов во время глубоких погружений наблюдался сердечный ритм всего лишь 6 ударов в минуту (один удар каждые 10 секунд)! И это притом, что норма составляет около 70-80 ударов в минуту!

Сужение периферических сосудов

По мере того, как погружение продолжается, в действие вступают и другие реакции. При повышении окружающего давления, что означает увеличение глубины погружения, начинается отток крови с периферии. Все кровеносные сосуды и капилляры в руках и ногах сужаются, снижая кровообращение в конечностях до минимума. «Сэкономленная» таким образом кровь используется для поддержания работы более важных органов, которым требуется постоянное снабжение кислородом – к таким органам относятся мозг и сердце. По мере того, как ныряльщик опускается глубже, эта реакция становится все более ярко выраженной – основная часть крови в организме направляется с периферии к центру. Эта кровь не только снабжает питательными веществами жизненно важные органы, но и компенсирует избыточное внешнее давление – такое явление носит название кровяного сдвига.

Кровяной сдвиг

Самая удивительная из всех реакций, составляющих нырятельный рефлекс млекопитающих, - это, несомненно, кровяной сдвиг. Он буквально спасает жизнь ныряльщикам, опускающимся на большие глубины. Если говорить просто, то кровяной сдвиг означает, что вся кровь, оттекающая от конечностей, будет направлена к органам, расположенным в полости грудной клетки, чтобы предотвратить их спадение (раздавливание) под действием внешнего давления. Это относится, прежде всего, к легким, в которых каждая альвеола (маленький мешочек с воздухом, из которых состоит легкое) обволакивается кровяной плазмой, содержащейся в окружающих тканях. Таким образом, легкие оказываются «заполнены» жидкостью, которая, в отличие от воздуха, не сжимается под действием окружающего давления воды. Это предотвращает сдавливание легких и сокращение их объема ниже остаточной емкости – точки, после которой легкие просто спадаются. Когда ныряльщик всплывает, кровяной сдвиг начинает идти в обратном направлении и плазма возвращается обратно в кровоток.

Блэкаут

Термин «блэкаут» означает, буквально, потемнение в глазах, черную пелену. Это слово очень хорошо подходит для описания потери сознания, которая может возникнуть при погружении на задержке дыхания. Как и почему случается потеря сознания под водой? Чаще всего это происходит в результате реакции мозга на соотношение двух самых важных газов в нашем организме: кислорода (O2) углекислого газа (CО2). Кислород – это «топливо», которое необходимо организму для поддержания работы всех тканей и клеток, как бензин необходим для работы двигателя. А углекислый газ – это «выхлопной газ» этого двигателя. При правильном соотношении оба газа содержатся в организме на допустимом уровне – при этом кислорода не должно быть слишком мало, а углекислого газа – слишком много. При любом нарушении этого равновесия, когда количество одного из газов существенно отличается от нормы, мозг может отключиться (что и проявляется в потере сознания) и оставаться в режиме «экономии энергии» до тех пор, пока баланс газов не будет восстановлен. Вся сенсорная активность снижается до минимума, действуют только процессы, необходимые для поддержания жизни. Если мозг получит достаточное количество кислорода в течение определенного времени, то вся нервная активность снова «запускается» и сознание возвращается. Но это должно произойти быстро – чем быстрее, тем лучше. Чем дольше мозг остается без кислорода, тем больше повреждений он получит, и тем более необратимыми будут эти повреждения.

Наиболее распространенная причина возникновения блэкаута – это недостаток кислорода. Ситуация может усугубляться высоким уровнем углекислого газа, что обычно и происходит при погружении на задержке дыхания, когда организм функционирует без постоянного притока кислорода извне, вырабатывая все больше и больше углекислого газа, пока ныряльщик остается под водой. В этой ситуации баланс кислорода и углекислого газа нарушается сразу по обеим позициям – количество первого снижается, а количество второго – растет. Чаще всего, блэкаут случается при всплытии, когда ныряльщик находится уже близко к поверхности. По мере погружения давление окружающей воды, действующее на легкие и кровеносную систему ныряльщика, заметно повышает парциальное давление кислорода в крови (не количество кислорода, а лишь его парциальное давление). Таким образом, этого кислорода оказывается достаточно для поддержания активности организма под водой. Однако при всплытии окружающее давление снижается, что приводит и к снижению парциального давления кислорода, тогда как количество углекислого газа растет в результате физической нагрузки при всплытии. Такая ситуация может привести к возникновению блэкаута. Однако общий вывод о том, что блэкаут возможен только при всплытии, не следует принимать за правило. Это может случиться с любым ныряльщиком в любой момент, поэтому при занятиях фридайвингом не следует забывать о правилах безопасности.

По материалам: Tetis.ru