Механизмы адаптации и факторы риска при нырянии под воду на задержке дыхания

Разработал (первая категория) тренер-преподаватель Писарева А.В.
Данный материал будет полезен всем, без исключения.
Введение.
Специфика ныряния состоит в том, что погружение происходит в состоянии произвольной задержке дыхания(апноэ) Кроме того, факторами риска являются воздействие водной среды и повышенного давления, которые вызывают некоторые физиологические изменения в организме и могут оказаться опасными для здоровья человека. Поэтому при нырянии, а также при длительном нахождении под водой необходимо хорошо знать механизмы воздействия задержки дыхания, водной среды и повышенного давления на организм и причины возникновения нежелательных последствий и специфических заболеваний, вызванных несоблюдением техники безопасности.
Цель данной работы – изучение физиологических аспектов ныряния на задержке дыхания, а также выявление причин возникновения нежелательных последствий и специфических заболеваний.
1.Механизмы адаптации к водной среде и изменения давления. Апноэ – сознательная или непроизвольная задержка дыхания. Задерживая дыхания, ныряют все млекопитающие. Обычный человек может не дышать 1 – 2 минуты. Рекорд по задержке дыхания составляет 8 минут 58 секунд. Дыхание – непроизвольная функция нашего организма. Но, используя определенные методы тренировки, можно научиться до некоторой степени контролировать процесс и сознательно задерживать дыхание на долгое время. Кроме того, при погружении в воду и нырянии в глубину в работу включается рефлекторные механизмы адаптации, сходные с теми, что есть у водных млекопитающих – дельфинов, касаток, китов. Эти механизмы – наше родовое наследие, память о водном происхождении жизни на земле, хранящаяся в каждой клетки нашего тела. Они практически не появляются и не используется в нашей повседневной жизни. Условно физиологические механизмы, выполняющиеся в работу у человека и животных в режиме ныряния в апноэ называют «нырятельными рефлексами млекопитающих». Среди них выделяют : брадикардию, «кровяной сдвиг», выработку дополнительного гемоглобина и «заполнения легких». Брадикардия – замедление сердечного ритма, возникает как реакция организма на контакт с водной средой. Этот механизм срабатывает моментально при погружении головы человека под воду. Брадикардия уменьшает энергетический расход сердечной мышцы, замедляет перенос кислорода к тканям и тормозит процесс метаболизма, что позволяет более экономично расходовать запас кислорода. «Кровяной сдвиг» - изменение кровообращения под воздействием избыточного давления. С увеличением глубины и повышением гидростатического давления происходит отток крови от конечностей и концентрации ее в области грудной клетки и наиболее «важных» органов – сердца, мозга, и легких, обеспечивая приток кислорода только в тех областях, где это в данный момент жизненно необходимо. Выработка дополнительно гемоглобина. При нырянии в глубину, под действием давления происходит значительное сокращения печени и селезенки. В результате высвобождения дополнительные красные кровяные тельца, что приводит к повышению уровня гемоглобина в крови и увлечению способности организма накапливать дополнительный кислород при дыхании. Этот механизм включается не сразу, а после нескольких ныряний в глубину. Таким образом, время апноэ после 20 – 30 минут ныряния увеличивается. «Заполнение легких». При погружении на глубину более 59 метров объем альвеолярного воздуха под воздействием давления сокращается настолько, что это могло бы привести к слишком сильному сжатию и разрушению ткани легких. Однако в результате резкого притока крови к центральным органам, при достижении критической глубины, капилляры, плотной сетью оплетающие альвеолы легких, заполняются кровью, тем самым поддерживания нужный объем и предохраняя легких от разрушения.
2.Опасности, связанные с произвольной задержкой дыхания и изменением процесса газообмена при погружении. Кислородное голодание. Гипоксия. Главной опасностью при нырянии на задержке дыхания является потеря сознания в результате гипоксии. Причиной гипоксии является падение парциального давления кислорода в альвеолярном воздухе легких. Возникает кислородное голодание внезапно, обычно при всплытии у ныряльщиков на задержке дыхания. Гипоксия сопровождается потерей сознания(«блэк - аут»). Причиной кислородного голодания может стать: 1.Гипервентеляция легких перед погружением. Гипервентиляция позволяет значительно занизить содержание углекислого газа в крови, тем самым увеличить время задержки дыхания, т.к. именно высокий уровень углекислого газа возбуждает дыхательный центр. Но при гипервентиляции не накапливается дополнительный кислород, а также создается напряжение мышц и ускорение сердечного ритма, что приводит к быстрому расходу кислорода и возрастанию риска потери сознания.2. Изменение давления во время всплытия также способно уменьшить количество кислорода из-за механизма, связанного с парциальным давления газов. В ходе погружения парциальное давление кислорода в легких возрастает вследствие роста давления воды, и кислород продолжает поступать в ткани и мозг. Хотя его количество в легких критически уменьшается, у ныряльщика на глубине не возникает ощущения нехватки кислорода. Проблемы начинаются при всплытии. Расширение легких при подъеме вызывает быстрое падение концентрации кислорода до критических величин. Это сильней всего проявляется в последние несколько метров до поверхности. В таких ситуациях чаще всего случается потеря сознания. Чтобы избежать кислородного голодания необходимо соблюдать правильный режим ныряния и дыхания. Правильной вентиляцией легких перед нырянием считается вентиляция на основе глубокого дыхания йогов – как можно более медленное, спокойное дыхания при этом интенсивно задействующее весь объем легких, создающее максимальную циркуляцию кислорода и его дополнительное накопление в тканях. Декомпрессионная болезнь – патологическое состояние организма, вызванное нарушением кровообращения и травматическим повреждением кровеносных сосудов и тканей организма газовыми пузырьками, которые образуются в результате расширение газов, растворенных в крови. Это заболевание долго время считалось опасным только для ныряющих с аквалангом, в случае нарушения режимов декомпрессии. Но научные и медицинские исследования последних лет показывают, что возникновение декомпрессионной болезни возникает и у свободных ныряльщиков при несоблюдении режима ныряния. Также декомпрессионная болезнь может возникнуть при свободном нырянии сразу после ныряния с аквалангом.
3.Опасности, связанные с воздействием избыточного давления.Баротравма - это повреждение тканей организма под воздействием избыточного давления. Для всех полостей тела, заполненных газами выполняется закон Бойля Мариотта(объем газа изменяется обратно пропорционально оказываемому на него давлению). При погружении давление окружающей среды изменяется, и если давление в воздухоносных полостях организма не изменяется адекватно внешнему, это может привести к баротравматическому повреждению тканей. Наибольший риск при свободном нырянии представляет собой баротравма среднего уха, возникающая во время спуска вследствие резкого возрастания давления. При погружении гидростатическое давление возрастает, что передается тканям и жидкостям, окружающим полость среднего уха. Объем газа уменьшается, и барабанная перепонка вдавливается в свободную полость черепа под давлением извне – ныряльщик ощущает это как закладывание ушей. Чтобы его устранить, необходимо продуться, т.е. подать в уши дополнительный объем воздуха через евстахиевы трубы. Продувание необходимо повторять время от времени по мере погружения. В редких случаях баротравма уха происходит при подъеме на поверхность, когда объем воздуха в полости среднего уха увеличивается. И тогда воздух, выгибая барабанную перепонку в слуховой проход, а круглое окно - в полость внутреннего уха, может их прорвать.Баротравма легких. Механизм баротравмы легких заключается в прорыве легочной ткани под воздействием избыточного внутреннего дыхания.Баротравма легких в основном возникает при использовании дыхательного оборудования со сжатыми газовыми смесями из-за повышения давления в легких по сравнению с давлением окружающей среды при быстром подъеме на поверхность с произвольной или рефлекторной задержкой дыхания. Следует помнить, что если в случае экстренной необходимости ныряльщик делает вдох сжатым воздухом из загубника аквалангиста или резервного баллончика на глубине, он должен всплывать постоянно выдыхая воздух, или продолжать дышать через загубник, всплывая вместе с аквалангистом, в режиме ныряния с аквалангом.Баротравма «зубов». При наличии полостей и некачественных пломб во время спуска в зубные полости с кровью попадают микропузырьки воздуха, которые при быстром подъеме расширяются, не успевая выйти из западни. Расширяющийся пузырь с силой давит на внутренние стенки зуба и нерв. Резкая зубная боль может спровоцировать болевой шок и, как следствие, потерю сознания (блэк - аут). Ныряльщик должен иметь здоровые или хорошо залеченные зубы.
Обжим лица. Во время погружения объема газа в подмасочном пространстве уменьшается, и маска начинает работать как присоска, всасывая мягкие ткани, что вызывает кровоизлияние кожных и глазных капилляров. Предотвращают такую неприятность регулярным выдыханием небольшого количества воздуха носом в подмасочное пространство.
4.Опастости, связанные с воздействием водной среды. Переохлаждение, или гипотермия. Теплопроводность воды в 25раз выше теплопроводности воздуха, а теплоемкость соответственно в 4 раза превышает теплоемкость воздуха. Температура человеческого тела, как правило, выше температуры морской или пресной воды в естественном водоеме. Поэтому под водой происходит активная теплоотдача, с которой организм теряет тепловую энергию в 25 раз быстрее, чем при такой же температуре на воздухе. Установлено, что тело человека начинает охлаждаться при температуре воды +33,3С. Гипотермия, или переохлаждение приводят к ухудшению координации движений и отрицательно влияет на задержку дыхания. Кроме того, все это снижает способность самоконтроля тем самым, увеличивая риск возникновения блэк - аута. Для уменьшения и блокирования теплопотерь организма используют гидрокостюмы. Толщину костюма следует подобрать в соответствии с температурой воды, при этом части тела с максимальной теплоотдачей – голова, грудь и пах – должны быть закрыты особенно старательно.
5.Психологический аспект. Кроме рассмотренных выше физиологических особенностей работы организма при нырянии на задержке дыхания, следует принимать во внимание важность психологического аспекта. Больше 50% тренировки ныряльщика составляет именно психологический тренинг, позволяющий лучше адаптироваться к непривычной водной среде, правильно ориентироваться в стрессовой ситуации и избежать паники. Психология ныряльщика – это отдельная широкая тема, поэтому я не рассматриваю её подробно в данной работе.
Выводы:
Ныряние на задержке дыхания – занятие, связанное с определенным риском. Чтобы свести этот риск к минимуму, ныряльщик должен хорошо разбираться в особенностях физиологических изменений, возникающих в организме при нырянии, быть хорошо осведомлен об опасностях свободного погружения и строго соблюдать правила безопасности.

Рекомендуем посмотреть:

Определение ведущих звеньев на раннем этапе у юных пловцов Резервы повышения эффективности движений ног в спортивном плавании Совершенствование техники подводных движений после выполнения старта и поворотов в спортивном плаван Использование фармакологических средств восстановления с учетом процессов биологического созревания

Похожие статьи:

Игры для обучения плаванию детей 4-7 лет