Учебник подводной охоты на задержке дыхания

Уменьшение содержания CO₂ в крови, как при гипервентиляции, может отсрочить появление дыхательного стимула, поскольку, как было сказано ранее, в бульбарный инспираторный центр импульс поступает только при определенном повышенном уровне концентрации этого газа, достижение которого при гипервентиляции запаздывает, потому что в начале задержки дыхания содержание CO₂ в крови сильно занижено. Следовательно, гипервентиляция задерживает сигнал тревоги, используемый организмом для предупреждения о достижении предела задержки. Опасность заключается в том, что, прежде чем уровень CO₂ поднимется достаточно для стимуляции дыхания, уровень кислорода может упасть ниже критического уровня. По этой причине гипервентиляция категорически запрещается; коротко говоря, она значительно понижает в организме уровень защиты и возможность предупреждения об опасности.

У ныряльщика на задержке дыхания сигналом к подъему является ощущение «кислородного голодания» — дисапноэ, появляющееся вследствие повышения уровня CO₂ в крови, которое приводит к раздражению бульбарных химических рецепторов (это особые рецепторы, чувствительные к химическим изменениям крови) с целью стимуляции дыхательного центра для нового вдоха. Чтобы продлить задержку дыхания, подводник иногда сдерживает первые признаки дисапноэ, но это может привести к опасным последствиям, особенно, если подводник, как это обычно бывает, гипервентилирует легкие, ошибочно полагая, что увеличивает таким образом свой запас кислорода.

На самом деле гипервентиляция приводит к уменьшению CO₂ в альвеолах и крови, что, как мы впоследствии увидим, повышает риск гипоксии (чрезмерное уменьшение парциального давления PpO₂) и вызывает у человека гипоксический обморок.

В нормальных условиях перепады парциального давления O₂ и CO₂ в крови и в альвеолярном воздухе способствуют прохождению O₂ из легких в кровь, и CO₂ из крови в легкие. Во время погружения увеличение давления внутри легких способствует распространению O₂, но и препятствует выходу CO₂. Действительно, на глубине 10 метров внутрилегочное давление таково, что CO₂ перемещается в обратном направлении: из легких в кровь, а не из крови в легкие. На глубине запас

O₂ в легких уменьшается гораздо быстрее, чем на поверхности, и одновременно повышается PCO₂. Таким образом, сигнал к всплытию появится с запозданием относительно реального остатка кислорода, а это может вызвать у неопытного подводника, плохо знающего собственные возможности, иллюзию, что можно и дальше задерживать дыхание.

Во время всплытия давление газа быстро падает, как в легких, так и в крови. При уменьшении давления O₂ до гипоксичного уровня у подводника может произойти потеря сознания с последующим обмороком и возникновением риска утопления.

Опасность еще больше увеличивается, если на поверхности подводник делал гипервентиляцию, поскольку, как мы уже видели, эта методика дает лишь небольшое увеличение парциального давления кислорода, а по большей части происходит значительное понижение парциального давления углекислого газа. Это приводит к последующему запаздыванию стимуляции дыхательных центров, дающих сигнал тревоги о приближении предела задержки дыхания, который позволяет вовремя вернуться на поверхность для дыхания.

После того, как мы получили самые общие представления о физиологии дыхания и об изменениях, происходящих во время погружения, пришло время проанализировать действие физических законов во время погружений как на задержке дыхания, так и с аквалангом.

Физические законы и погружение

Термином флюид обычно называют как жидкость, так и газ; оба они обладают одним и тем же свойством — принимать форму сосуда, в котором они находятся, а различаются по характеристикам «сжимаемости» и занимаемого объема. Действительно, если жидкости несжимаемы и занимают вполне определенный объем, то газы сжимаемы и стремятся занять все имеющееся пространство. Это помогает нам понять механику диффузии газов во время погружения.

Давление (p) равно соотношению силы (F) к площади поверхности (A) на которую воздействует эта сила.

p = F/A

Когда человеческий организм подвергается давлению окружающей среды, превышающему атмосферное, в нем происходят физиологические изменения, зависящие главным образом от некоторых физических законов, учитывающих изменения давления и касающихся газов, присутствующих в атмосфере Земли. Знание этих физических законов поможет лучше понять физиологические изменения в организме.

Слой воздуха, окружающий Землю, оказывает на нее давление под воздействием сил гравитации, равное давлению 760 мм ртутного столба на 1 см² площади. Это давление обозначается термином атмосфера (Атм), и фактически равняется 1 кг/см². Действительно, упомянутый ртутный столб оказывает на свое основание давление весом 1033,2 г, что равно давлению толщи воздуха на уровне моря на каждый см². Следовательно, можно с большой точностью утверждать, что 1 атмосфера равна 1 кг/см².