Физиопаталогия погружения

Помимо большого количества подводных охотников, есть и те, кто ныряет под воду без акваланга просто ради удовольствия, и, конечно же, те, кто занимается задержкой дыхания ради самих ощущений, учась прислушиваться к себе и своему организму.

Начнем с изучения наиболее важных физиологических изменений сердечно-сосудистой системы во время погружения.

Из них самым непосредственным изменением является «рефлекс погружения», или экономии кислорода, который вместе с явлением «Blood-Shift» («кровяной сдвиг») характеризуется возникновением следующих симптомов.

— брадикардия (снижение сердечного ритма);

— сужение периферических сосудов (уменьшение размера сосудов, в основном, в конечностях);

— увеличение производительности сердца;

— постепенное повышение артериального давления.

Это уменьшение числа сердечных сокращений вследствие усиления стимуляции синусного узла периферической нервной системой (парасимпатической) и одновременное сужение периферических кровеносных сосудов. Брадикардия также возникает после погружения лица человека в холодную воду и задержки дыхания.

Различные исследования показали прямо пропорциональную зависимость между температурой воды и сердечным ритмом. Доказано, что достаточно, чтобы кожа лица вступила в контакт с холодной водой, независимо от того, задерживает подводник дыхание или нет, чтобы вызвать постепенное замедление сердечного ритма (рефлекс погружения).

Объяснение такой «сердечной» реакции, возникающей не столько от контакта с водой, сколько от температурного перепада, следует искать в стимуляции рецепторов тройничного нерва (глазной и лицевой его ветвей), особенно тех, что находятся в области лба, надкостниц глазницы и скул. Однако эта брадикардия является ограниченной по сравнению с брадикардией других водных млекопитающих, к примеру, тюленей. Это заставляет предположить, что у людей рефлекс погружения несовершенен..

Физиологическая интерпретация явления брадикардии достаточно очевидна: его цель — сокращение кровообращения и расхода кислорода в периферических зонах в пользу метаболических процессов сердца, мозга и других жизненно важных органов, дабы не подвергать их риску гипоксии (нехватки кислорода) или аноксии (полного отсутствия кислорода).

Наконец, нужно подчеркнуть, что брадикардия сохраняется даже на этапе всплытия; это происходит из-за эффекта гипоксии и увеличения объема кровообращения левого отдела сердца (следствие Blood Shift).

Другое крайне важное явление — это «спонтанная компенсация» сердечно-сосудистой системы, которая задействуется для противостояния повышению гидростатического давления, и называется Blood Shift, или перемещение крови к центру. Действительно, во время спуска ко дну при увеличении глубины давление на поверхность тела возрастает, возникает ускорение возврата венозной крови в правое предсердие, что, в свою очередь, вместе с понижением внешней температуры вызывает сужение периферических кровеносных сосудов, а также сосудов в области кишечника, брюшины, печени и почек.

На практике речь идет о сужении сосудов, происходящем в результате действия адренергических гормонов, реагирующих на адреналин и норадреналин, что приводит к замедлению кровотока в периферических сосудах и централизации кровотока в центральных сосудах, снабжающих кровью наиболее важные органы (мозг, сердце, легкие). Эта своеобразная экономия со стороны организма обеспечивает минимальный расход кислорода. Одновременно наблюдается отток крови от периферических органов и ее прилив в грудную клетку, позволяющий избежать серьезной опасности — эффекта сдавливания в результате уменьшения объема легких из-за гидростатического давления.

Повышение давления так влияет на сердечный ритм, что уже при обычном погружении тела в воду, когда возрастает давление на грудную клетку, возвращение венозной крови к сердцу ускоряется и вызывает усиление сердечной деятельности. Эти изменения кровообращения, приводящие к усилению легочного кровотока, по сути, являются механизмом компенсации повышенного гидростатического давления на грудную клетку.

Действительно, кровь, будучи жидкостью, физически несжимаема, и поэтому, заменяя газовые объемы, сокращаемые под воздействием давления (закон Бойля), она противостоит воздействию гидростатического давления на грудь и легкие.

Это прямое следствие явления Blood Shift: действительно, на этапе погружения в результате перемещения крови от периферических частей тела в грудную клетку происходит увеличение нагрузки на правый отдел сердца, а во время всплытия — увеличивается нагрузка на левый отдел сердца.

В процессе спуска под воду поступивший с периферии объем крови вызывает в диастолической фазе сердечного цикла большее растяжение мышечных волокон миокарда правого предсердия с последующим большим наполнением правого желудочка, что в систолической фазе приводит к увеличению сердечного толчка. Аналогичным образом, но в обратном порядке, во время всплытия на поверхность будет иметь место увеличение нагрузки на левый отдел сердца.

Растяжение мышечных волокон правого предсердия вызывает стимуляцию рецепторов объема, находящихся в этой области, вследствие чего происходит увеличение производства особого гормона с протеиновой структурой — натрийуретического фактора предсердия, который вместе с сужением сосудов и термической дисперсией отвечает за диурез во время и после погружения (повышенное образование мочи у подводника).

Другое явление, возникающее в процессе погружения, — это постепенное повышение артериального давления вследствие стимуляции рецепторов давления (пресс-рецепторов), находящихся в аорте и сонной артерии. Это происходит из-за возросшего кровотока в этих артериях (с целью обеспечения мозга кислородом). Еще один фактор, способствующий постепенному возникновению гипертонии — реакция организма на холод. Действительно, термический стресс, всегда имеющий место во время погружения, помимо повышения производительности сердца вызывает также повышение кровяного давления в систолической фазе, и, в меньшей степени, — в диастолической.

В нормальных условиях показатели парциального давления О2 и CO2 в крови и альвеолярном воздухе способствуют проходу О2 из легких в кровь и проходу CO2 из крови в легкие. Во время погружения увеличение внутрилегочного давления способствует распределению кислорода, но препятствует возвращению углекислого газа. Действительно, на 10-ти метровой глубине внутрилегочное давление таково, что перемещение CO2 идет в обратном направлении — из легких в кровь, а не из крови в легкие. На легочном уровне запас О2 уменьшается на глубине значительно быстрее, чем на поверхности, при этом одновременно происходит значительное повышение РрСО2. Следовательно, сигнал к всплытию поступит с запозданием относительно реально израсходованного количества О2; у неопытного ныряльщика, плохо знающего свои возможности, это может вызвать обманчивое ощущение, что он может еще дольше задерживать дыхание.

На этапе всплытия давление газов быстро падает как в легких, так и в крови: при падении давления О2 до уровня гипоксии, у подводника может произойти потеря сознания с последующим риском синкопе и, следовательно, утопления из-за заполнения легких водой.

Опасность возрастает, если подводник на поверхности делал гипервентиляцию: этим способом можно лишь немного увеличить PpO2, но в основном происходит значительное падение PpCO2, приводящее к последующему запозданию сигнала к всплытию.

МАРКО БАРДИ Учебник подводной охоты на задержке дыхания