Учебник подводной охоты на задержке дыхания

Все эти объемы образуют общую емкость легких. Дыхательный объем вместе с двумя резервными объемами образуют жизненную емкость легких. Нормальная частота дыхания составляет 16–20 вдохов-выдохов в минуту.

Физиология дыхания

Дыхание состоит из двух фаз: вдох и выдох. Во время вдоха сокращаются мышцы диафрагмы и межреберные мышцы. Диафрагма прогибается вниз, надавливая на органы брюшной полости и увеличивая объем грудной клетки; в результате сокращения межреберных мышц раздвигаются ребра, способствуя еще большему расширению грудной полости. В обычных условиях давление внутри альвеол во время вдоха становиться чуть меньше, чем атмосферное, примерно на -3 мм ртутного столба. Эта разница в давлении заставляет воздух поступать внутрь дыхательных путей, и таким образом уравновешивается. При выдохе происходит обратный процесс: давление в альвеолах увеличивается относительно атмосферного давления на +3 мм ртутного столба, что приводит к выходу содержащегося в них воздуха наружу.

Если на поверхности подводник выполняет произвольную гипервентиляцию, во время усиленного выдоха давление внутри альвеол может увеличиться до +100 мм ртутного столба, а при вдохе оно может упасть до -80 мм ртутного столба. Эти числа объясняют нам, почему вход и выход воздуха из легких напрямую зависит от соотношения показателей атмосферного давления и давления внутри альвеол. Так, например, когда атмосферное давление превышает альвеолярное, воздух будет переходить из области с большим давлением (внешняя) в область с меньшим давлением (альвеолы); и наоборот, если альвеолярное давление больше атмосферного, воздух будет выталкиваться из альвеол наружу.

Рефлекторная регуляция дыхания

Автоматизм дыхания регулируется клетками центральной нервной системы, объединенными в группы; это так называемые дыхательные центры, расположенные в определенных зонах мозга: в бульбарной части продолговатого мозга и варолиевом мосту.

Бульбарный дыхательный центр разделен на два отдела: инспираторный центр и экспираторный центр, отвечающие соответственно за вдох и выдох; оба они воспринимают химические импульсы, связанные с концентрацией в крови углекислого газа (CO₂).

В варолиевом мосту находятся два других дыхательных центра: апнеустический центр и пневмотаксический центр, которые выполняют свои определенные функции в рефлекторной регуляции дыхания и имеют основополагающее значение для погружений на задержке дыхания.

Действительно, апнеустический центр — это отправная точка инспираторного импульса, тогда как пневмотаксический центр — это орган, в котором берут свое начало тормозящие импульсы бульбарного инспираторного центра.

Мозговые дыхательные центры: бульбарный дыхательный центр устанавливает дыхательный ритм и чувствительно реагирует на любое увеличение количества CO₂, отвечая ускорением дыхания до 6–7 раз.

Химическая регуляция дыхания

Основная задача дыхательной системы — поддерживать в норме уровни содержания CO₂ и O₂ в крови для обеспечения жизненных функций. Изменение парциального давления этих газов в организме непосредственно влияет на частоту и глубину дыхания.

Из двух этих газов наибольшее влияние на процесс дыхания, несомненно, имеет CO₂, поскольку изменение именно его концентрации в крови вызывает реакцию дыхательных центров.

Действительно, при любом изменении концентрации CO₂ в крови, будь то увеличение или уменьшение, происходит стимуляция бульбарных химических рецепторов. приводящая к раздражению одного из двух центров в варолиевом мосту (апнеустиче-ского или пневмотаксического), которые в свою очередь посылают импульсы в один из бульбарных центров (инспираторный или экспираторный).

Из всего вышесказанного становится ясно, что увеличение концентрации CO₂ в крови приводит к стимуляции дыхания (возбуждается апнеустический центр и посылает импульсы бульбарному инспираторному центру, который стимулирует дыхание). Поскольку под водой невозможно сделать вдох, увеличение CO₂ в крови вызывает диафрагмальные сокращения, характеризуемые серией напряжений и расслаблений мышц диафрагмы — очевидный сигнал тревоги, обозначающий достижение предела задержки дыхания.