Особенности реакций организма на дыхание с использованием снаряжения

Дыхательные процессы с использованием снаряжения для дайвинга — акваланга или дыхательной трубки — оказывают влияние на функционирование дыха­тельной и кровеносной сис­тем. Повышается содержа­ние углекислого газа, увели­чивается количество вдохов, повышается сопротивление дыханию, т.е. появляется за­труднение на вдохе. Данные особенности обусловлены увеличенным “мерт­вым” (в некото­рых источниках — пространством “неподвижного воздуха”) для дыхания прост­ранством, турбулентностью и по­вышением плот­ности воздуха на глубине.

“Мертвое” для дыхания про­странство пред­ставляет собой ту часть объема воз­духа, обменивае­мого за одно ды­хание, которая не играет никакой роли в процессе газообмена. При дыхании без использо­вания снаряжения “мертвое” для дыха­ния пространство представляет собой объем пазух, трахей и бронхов. Использо­вание снаряжения, однако, добавляет до­полнительный объем дыхательной трубки или регулятора к “мертвому” для дыхания пространству.

При вдохе первый воздух, попадаю­щий в альвеолы, представляет собой воз­дух, оставшийся в дыхательных путях от предыдущего выдоха. В этом воздухе содержится большое количество углекислого газа, который смешивается со свежим вдыхаемым воздухом. Таким образом, в воздухе, содержащемся в альвеолах, все­гда больше углекислого газа, чем в све­жем. При использовании дыхательной трубки, регулятора или других приспо­соблений для дыхания под водой “мерт­вое” для дыхания пространство повыша­ется с каждым вдохом при дальнейшем сокращении дыхательного объема возду­ха, обмениваемого за один цикл дыха­ния, на 15-20 % в связи со сжатием груд­ной клетки от давления воды.

С уменьшением дыхательного объе­ма, т.е. воздуха, обмениваемого за один дыхательный цикл, и увеличением “мерт­вого” для дыхания пространства значи­тельно возрастает процентная доля “мертвого” воздуха в каждом цикле, и, соответственно, увеличивается доля угле­кислого газа в альвеолярном воздухе. Данное возрастание зависит от дыхатель­ного объема, т. е. воздуха, обмениваемого за один цикл дыхания, и объема “мертво­го” для дыхания пространства, и, следо­вательно, может варьироваться от незна­чительной величины до существенной. В определенных пределах физиология дай­вера способна компенсировать увеличе­ние содержания углекислого газа путем как произвольных, так и непроизвольных реакций организма.

Увеличение доли углекислого газа в альвеолах повышает содержание углекис­лого газа в крови притом, что сколько-нибудь значительного увеличения содер­жания кислорода не происходит. Тем не менее, дыхательный центр рефлекторно стимулирует более частое и / или более глубокое дыхание дайвера с тем, чтобы удалить избыток углекислого газа. В некоторых случаях с опытом погружений дыхательный центр становится более “терпимым” к немного превышающему нормальный уровню углекислого газа. Наиболее характерно это для дайверов, совершающих погружения с длительны­ми задержками дыхания — например, при подводной охоте.

Произвольная реакция — производи­мая дайвером осознанно — представляет собой глубокое дыхание для максималь­ного увеличения дыхательного объема. Вдыхая каждый раз как можно большее количество воздуха, дайвер способствует сокращению доли “мертвого” воздуха и проникновению как можно большего ко­личества свежего воздуха в альвеолы.

При использовании акваланга глубо­кое дыхание требует дополнительных усилий из-за более плотного воздуха, по­ступающего из акваланга в дыхательные пути и альвеолы на глубине. Чем плотнее становится воздух, тем больших усилий требует его подача с определенной ско­ростью. При увеличении скорости подачи воздуха возрастает сопротивление дыха­нию.

В прямых с гладкими стенками ходах (трубках) воздух перемещается непре­рывным ламинарным потоком, что озна­чает его передвижение непрекращающей­ся “струей”. В извитых, с неровной стен­кой ходах (трубках) — таких, как снаря­жение для дайвинга, трахея и бронхи — поток воздуха становится турбулентным вследствие трения между воздухом и

стенками хода. Это вызывает более быст­рое перемещение воздуха по центру хода, чем по его краям, что способствует обра­зованию “завихрения” воздуха, вращаю­щегося в противоположную от движения сторону, нарушая и тормозя непрерыв­ный ламинарный поток и увеличивая со­противление перемещению воздуха, т. е. дыхания.

Положительным моментом увеличе­ния сопротивления является то, что оно способствует небольшому увеличению давления в бронхиолах и альвеолах во время выдоха. Данное увеличение давле­ния помогает предохранить воздушные пути от сжатия после выдоха, хотя опре­деленное сокращение все же происходит после каждого цикла дыхания. Взаимо­связь “сдавливания” воздушных путей и дайвинга рассматривается в подразделе “Физиологические эффекты, оказывае­мые изменениями давления на воздуш­ные полости организма”.

Тем не менее, сопротивление дыха­нию имеет больше недостатков, чем пре­имуществ. Чем быстрее перемещается воздух, тем он плотнее. Чем плотнее воз­дух и чем более неровным является воз­душный ход, тем большее количество энергии потребуется для преодоления со­противления, вызываемого турбулентнос­тью. По этой причине дайвер должен расслабляться, экономя энергию и замед­ляя дыхание в целях уменьшения сопро­тивления, вызываемого турбулентностью в воздушных путях.

Запись опубликована в рубрике Физиология дайвинга с метками , . Добавьте в закладки постоянную ссылку.
Подпишись и получай анонсы статей на e-mail! Без спама!