Особенности дыхания под водой
09.02.2018 11 750 0

Особенности дыхания под водой

Дайвинг
В закладки

Особенности дыхания под водой

Особенности дыхания под водой.
Для нормальной жизнедеятельности человека, так же как и абсолютного большинства живых организмов, необходим кислород. В результате обмена веществ кислород связывается с атомами углерода, образуя диоксид углерода (углекислый газ). Совокупность процессов, обеспечивающих обмен этих газов между организмом и окружающей средой, называется дыханием.
Поступление в организм человека кислорода и выведение из организма углекислого газа обеспечивается дыхательной системой. Она состоит из дыхательных путей и легких. К верхним дыхательным путям относятся носовые ходы, глотка и гортань. Дальше воздух поступает в трахею, которая делится на два главных бронха. Бронхи, постоянно раздваиваясь и истончаясь, формируют так называемое бронхиальное дерево легких. Каждая бронхиола (самые тонкие разветвления бронхов) заканчивается альвеолами, в которых и происходит газообмен между воздухом и кровью. Общее количество альвеол у человека - приблизительно около 700 миллионов, а их суммарная поверхность равна 90-100 м2.
Строение органов дыхания.
Поверхность дыхательных путей, кроме поверхности альвеол, непроницаема для газов, поэтому пространство внутри воздухоносных путей называют мертвым пространством. Его объем у мужчин в среднем составляет около 150 мл, у женщин -100 мл.
Воздух попадает в легкие вследствие отрицательного давления, создаваемого при их растяжении диафрагмой и межреберными мышцами во время вдоха. При обычном дыхании активным является только вдох, выдох происходит пассивно, благодаря расслаблению мышц, обеспечивающих вдох. Лишь при форсированном дыхании включаются в работу мышцы выдоха, обеспечивающие в результате дополнительного сжатия грудной клетки максимальное уменьшение объема легких.
Особенности дыхания под водой
Процесс дыхания
Частота и глубина дыхания зависят от физической нагрузки. Так, в состоянии покоя взрослый человек совершает 12-24 дыхательных цикла, обеспечивая вентиляцию легких в пределах 6- 10 л/мин. При выполнении тяжелой работы частота дыхания может повышаться до 60 циклов в минуту, а величина легочной вентиляции достигать при этом 50-100 л/мин. Глубина дыхания (или дыхательный объем) при спокойном дыхании составляет обычно небольшую часть общей емкости легких. При увеличении легочной вентиляции дыхательный объем может возрасти за счет резервного объема вдоха и выдоха. Если зафиксировать разницу между самым глубоким вдохом и максимальным выдохом, то получается величина жизненной емкости легких (ЖЕЛ), в которую не входит только остаточный объем, удаляемый лишь при полном спадении легких.
Регуляция частоты и глубины дыхания происходит рефлекторно и зависит от количества в крови углекислого газа, кислорода и от рН крови. Главным стимулом, управляющим процессом дыхания, является уровень углекислого газа в крови (с этим параметром связана также величина рН крови): чем выше концентрация СО2, тем больше легочная вентиляция. Уменьшение количества кислорода влияет на вентиляцию легких в меньшей степени. Это связано со спецификой связывания кислорода с гемоглобином крови. Значительное компенсаторное увеличение легочной вентиляции наступает только после падения парциального давления кислорода в крови ниже 12-10 кПа.
Особенности дыхания под водой
Как же влияет на процесс дыхания погружение под воду? Рассмотрим сначала ситуацию плавания с трубкой. Дыхание через трубку значительно затрудняется уже при погружении на несколько сантиметров. Это происходит вследствие того, что повышается сопротивление дыханию: во-первых, при погружении мертвое пространство увеличивается на величину объема дыхательной трубки, а во-вторых, чтобы совершить вдох, дыхательные мышцы вынуждены преодолевать повышенное гидростатическое давление. На глубине 1 м человек может дышать через трубку не более 30 с, а на больших глубинах дыхание практически невозможно в первую очередь из-за того, что дыхательные мышцы не могут преодолеть давление столба воды, чтобы сделать вдох с поверхности. Оптимальными считаются дыхательные трубки длиной 30-37 см. Использование более длинных дыхательных трубок может привести к нарушениям работы сердца и легких.
Еще одной важной характеристикой, влияющей на дыхание, является диаметр трубки. При малом диаметре трубки не поступает достаточно воздуха, особенно если возникает необходимость выполнить какую-либо работу (например, быстро плыть), а при большом диаметре значительно увеличивается объем мертвого пространства, что также сильно затрудняет дыхание. Оптимальные значения диаметра трубки 18-20 мм. Использование нестандартной по длине или по диаметру трубки может привести к непроизвольной гипервентиляции.
Особенности дыхания под водой
При плавании в автономных дыхательных аппаратах основные затруднения при дыхании также связаны с повышением сопротивления вдоху и выдоху. Менее всего влияет на повышение сопротивления дыханию расстояние между так называемым центром давления и коробкой дыхательного автомата. «Центр давления» был установлен Джарреттом в 1965 г. Он находится на 19 см ниже и на 7 см сзади от яремной впадины. При разработке различных моделей дыхательных аппаратов его всегда учитывают и коробку дыхательного автомата размещают как можно ближе к этой точке. Вторым фактором, влияющим на повышение сопротивления дыханию, является объем дополнительного мертвого пространства. Особенно велик он в аппаратах с толстыми гофрированными трубками. Большую роль играет также суммарное сопротивление различных клапанов, мембран и пружин в системе понижения давления дыхательной смеси. И последним фактором является повышение плотности газа вследствие возрастания давления при увеличении глубины.
В современных моделях регуляторов конструкторы стремятся свести к минимуму эффекты повышения сопротивления дыханию, создавая так называемые сбалансированные дыхательные автоматы. Но у подводников-любителей до сих пор находится довольно много аппаратов старых моделей с повышенным сопротивлением дыханию. Такими аппаратами, в частности, являются легендарные АВМ-1 и АВМ-1м. Дыхание в этих аппаратах приводит к большим энерготратам, поэтому в них не рекомендуется выполнять тяжелую физическую работу и совершать длительные погружения на глубину свыше 20 м.
Оптимальным типом дыхания при плавании с автономным дыхательным аппаратом следует считать уреженное и углубленное дыхание. Рекомендуемая частота - 14-17 вдохов в минуту. При таком характере дыхания обеспечивается достаточный газообмен при минимальной работе дыхательных мышц, облегчается деятельность сердечно-сосудистой системы. Частое дыхание затрудняет работу сердца и ведет к его перегрузке.
Влияет на функционирование дыхательной системы и скорость погружения в глубину. При быстром повышении давления (компрессии) жизненная емкость легких уменьшается, при медленной - практически не изменяется. Снижение ЖЕЛ обусловлено несколькими причинами. Во-первых, при погружении в глубину для компенсации внешнего давления в легкие устремляется дополнительный объем крови и, по-видимому, при быстрой компрессии происходит пережатие некоторых бронхиол «отекшими» кровеносными сосудами; этот эффект сочетается с быстрым увеличением плотности газа, и в результате происходит закупорка воздуха в некоторых участках легких (возникают «воздушные ловушки»). «Воздушные ловушки» чрезвычайно опасны, так как значительно повышают риск возникновения баротравмы легких как при продолжении погружения, так и при всплытии, особенно если не соблюдается режим и скорость всплытия. Чаще всего такие «ловушки» образуются у водолазов, находящихся под водой в вертикальном положении. Существует еще один нюанс, связанный с вертикальным положением водолаза. Это неоднородность газообмена в вертикальном положении: под действием силы тяжести кровь поступает в нижние отделы легких, а газовая смесь скапливается в верхних, обедненных кровью. Если же водолаз находится под водой в горизонтальном положении лицом вниз, значительно, по сравнению с вертикальным его положением, увеличивается относительная величина альвеолярной вентиляции, улучшается газообмен и насыщение артериальной крови кислородом.
В период декомпрессии и некоторое время после нее ЖЕЛ также оказывается уменьшенной в связи с увеличенным притоком крови в легкие.
Особенности дыхания под водой
Отрицательно влияет на дыхательную систему еще и тот факт, что воздух, поступающий из баллонов, обычно холодный и практически не содержит влаги. Вдыхание холодного газа способно вызвать нарушения дыхания, проявляющиеся дрожью дыхательных мышц, болями в грудной клетке, повышенной секрецией слизистых оболочек носа, трахеи и бронхов и затруднением акта дыхания. При плавании в холодной воде особенно обостряется проблема секреции слизи: затрудняются глотательные движения, необходимые для выравнивания давления в полости среднего уха. А из-за того, что поступающий воздух практически не содержит влаги, могут развиться раздражения слизистых глаз, носа, трахеи, бронхов. Усугубляющим фактором здесь является также охлаждение организма.

 

Комментарии (0)
Добавить комментарий
Прокомментировать
  • bowtiesmilelaughingblushsmileyrelaxedsmirk
    heart_eyeskissing_heartkissing_closed_eyesflushedrelievedsatisfiedgrin
    winkstuck_out_tongue_winking_eyestuck_out_tongue_closed_eyesgrinningkissingstuck_out_tonguesleeping
    worriedfrowninganguishedopen_mouthgrimacingconfusedhushed
    expressionlessunamusedsweat_smilesweatdisappointed_relievedwearypensive
    disappointedconfoundedfearfulcold_sweatperseverecrysob
    joyastonishedscreamtired_faceangryragetriumph
    sleepyyummasksunglassesdizzy_faceimpsmiling_imp
    neutral_faceno_mouthinnocent
Максим Гурьянов: Безопасность во фридайвинге и подводной охоте: блэкаут и самба.
Максим Гурьянов: Безопасность во фридайвинге и подводной охоте: блэкаут и самба. Что такое блэкаут и самба? Как нырять безопасно? Симптомы, причины и следствия потери
Искусственная вентиляция легких
Максимально открыв и очистив дыхательные пути, убедитесь в наличии или отсутствии дыхания. Для этого внимательно посмотрите на движения живота и груди, послушайте и
Общее устройство акваланга
Общее устройство акваланга
Общее устройство акваланга
17.03.17 Инструкции / Дайвинг
 Любой акваланг состоит из баллонного блока и регулятора. Баллонный блок имеет один или два (очень редко — три) баллона со сжатым воздухом, снабженных
Дыхательные аппараты
Дыхательные аппараты
Дыхательные аппараты
16.08.11 Дайвинг
Дыхание под водой Произошел ли человек в процессе эволюции или явился результатом Божественного Творения — в любом случае умение плавать пришло к людям в глубокой
Редуктор
Редуктор
Редуктор
16.08.11 Дайвинг
Основная задача редуктора — уменьшить давление воздуха, выходящего из баллонов, до давления, превышающего давление окружающей среды на некоторую величину, в
Легочные автоматы
Легочные автоматы
Легочные автоматы
16.08.11 Дайвинг
Основная задача и принцип работы легочного автомата. Вспомним основы физиологии дыхательной системы человека: Вдох и выдох возможны лишь при условии, что давление
Профилактика баротравмы легких
Контроль дыхания при всплытии   Поскольку главной причиной баротравмы служит задержка дыхания на всплытии, желательно устранить все ее мыслимые причины. Исправное
Лечение декомпрессионной болезни Оказание первой медицинской помощи
Любая первая медицинская помощь начинается с проверки общего состояния, пульса, дыхания и сознания, а также содержания больного в тепле и неподвижности. Для того чтобы
Отравление угарным газом
Угарный газ попадает в атмосферный воздух в составе выхлопных газов из двигателей внутреннего сгорания и сигаретного дыма. Даже следовые количества этого газа детальны
Кислород
Кислород
Кислород
16.08.11 Дайвинг
Гипоксия Гипоксия, или недостаточность кислорода в организме, вызывает гибель клеток — в первую очередь мозговых. Снабжение организма кислородом производится цепью
Второй подъем в самолете
Часто отпуск на море заканчивается посадкой в самолет и перелетом на высоте 5 — 8 км. Пребывание в салоне самолета опасно для подводников, недавно выбравшихся из воды.
Задержка дыхания
Задержка дыхания
Задержка дыхания
16.08.11 Дайвинг
Термин "апное", обозначающий задержку дыхания под водой, известен многим. Методика увеличения ее продолжительности включает " растягивание" легких, сознательное
Основная часть погружения
Как правило, погружение организуется ради какой-либо цели: Прохождения определенного маршрута над поверхностью дна, осмотра интересного объекта или ландшафта, пещеры,
Пользование таблицами
В основу большинства современных таблиц заложена мультитканевая математическая модель декомпрессии, которая учитывает процессы насыщения и рассыщения азотом, протекающие
Осторожно, газы!
Осторожно, газы!
Осторожно, газы!
16.08.11 Дайвинг
Для безопасной подводной деятельности подводнику требуется постоянно поддерживать баланс между внешним и внутренним давлением. Его нарушение моментально регистрируется
Спасение и первая помощь
   В любом спорте бывают чрезвычайные ситуации. Если ЧП случается с человеком под водой, когда он теряет контроль над собственным дыханием и снаряжением,
Сердечно-сосудистая система
Тап внешнего дыхания заканчивается тем, что кислород в составе атмосферного воздуха переходит из альвеол в капилляры, опутывающие их густой сетью. Капилляры соединяются
Дыхательная система и дыхание
Дыхательные пути начинаются с ноздрей и ротовой полости. Нос ведь не только украшает лицо человека, но и утепляет,' увлажняет и фильтрует вдыхаемый воздух. Когда мы
Жизненная энергия
Жизненная энергия
Жизненная энергия
16.08.11 Дайвинг
Всякое живое существо живет за счет энергии, позволяющей клеткам делиться, а организму — функционировать. Она выделяется в результате окислительных реакций кислорода с
Глубоководные погружения
Использование дыхательной газовой смеси в подводном плавании позволяет увеличить как глубину погружения, так и время, проводимое под водой. Уменьшение доли азота в
Приемы оживления утонувшего. Искусственная вентиляция легких
Если утопавший спасен в начальный период утопления, то его необходимо успокоить, снять водолазное снаряжение и мокрую одежду, досуха обтереть тело, укутать. Чтобы
Насыщение организма индифферентными газами
Индифферентные газы, входящие в состав атмосферного воздуха (азот, гелий, аргон и др.)! согласно современным представлениям, в биохимические реакции в организме не
10 способов сохранить вашу жизнь под водой
10 способов сохранить вашу жизнь под водой
10 способов сохранить вашу жизнь под водой
22.03.18 Подводная охота / Дайвинг
Я был последним свидетелем, вызванным как эксперт по дайвингу со стороны защиты. Несколько предварительных вопросов установили мою компетентность, знание
Влияние дайвинга на сердечно-сосудистую систему.
Одно из наиболее сильных влияний, при погружениях, ощущает на себе сердечно-сосудистая система человека. Это связано с ростом внешнего давления. На поверхности из-за
Теплообмен в организме
Человек относится к теплокровным животным. Это проявляется в том, что при значительных колебаниях температуры окружающей среды он способен поддерживать постоянную
Интервью у Натальи Молчановой
В сорок лет возможности организма пошли на убыль, и если раньше я привыкла, что властвую над ним, то теперь организм стал мне указывать, что он может и что он не может.
Отравление кислородом
Отравление кислородом
Отравление кислородом
05.04.18 Подводная охота / Дайвинг
Кислород, при парциальном давлении превышающем нормальное (0.21 АТА), может оказывать токсическое воздействие на организм. Отравление кислородом обусловлено как
Как избавить уши от боли во фридайвинге и подводной охоте
Дайверы подвержены многочисленным проблемам с ушами. От небольших, которые встречаются у пловцов, до таких серьезных повреждений, как баротравма. Это происходит потому,
Секреты контроля плавучести
С одной стороны, подводные гиды все время призывают нас внимательно осматривать рифы в поисках крохотных существ – таких, как морские собачки или
История фридайвинга
История фридайвинга
История фридайвинга
21.02.16 Подводная охота / Дайвинг
Скорее всего, что «философию фридайвера» придумали только в нашем веке, т.к. до этого ныряние сводилось просто к профессии. Так ещё в 7 веке до н.э. в «ниневийской»
Войти через: