В Тюрин - Внимание глубина
Чтобы понять причины этих несчастных случаев, необходимо опять-таки вернуться к рассмотрению процесса, так называемого, внешнего дыхания.
Сущность гипервентиляции легких воздухом сводится не столько к накоплению запасов кислорода в организме, сколько к удалению возможно большего количества углекислого газа, так как усиленное промывание легких атмосферным воздухом может повысить содержание кислорода в альвеолярном воздухе только на 0,1-0,2 литра. Дополнительного насыщения крови кислородом при этом почти не происходит; ведь у здоровых людей гемоглобин крови при обычном дыхании почти полностью насыщен кислородом. Самое большее, что может быть воспринято кровью дополнительно, это 0,05-0,1 литра кислорода. Такое количество кислорода обеспечивает возможность задержки дыхания в покое в среднем еще на одну минуту, а при мышечной работе, в зависимости от ее интенсивности, только на 15-25 секунд, не больше.
При частых и глубоких вдохах и выдохах напряжение углекислого газа в альвеолярном воздухе резко падает и углекислота крови начинает усиленно выделяться в легкие. Так как поступление углекислоты из тканей в кровь остается прежним, а выделение ее усиленно, то наступает понижение ее напряжения в крови.
На первый взгляд возможности гипервентиляции в продлении пребывания под водой очень велики, так как из предыдущих глав мы помним, что возбуждение дыхательного центра зависит в основном от увеличения парциального давления углекислого газа в альвеолярном воздухе. Но, к сожалению, это не совсем так.
Усиленная вентиляция легких может продолжаться без опасных последствий обычно только в течение 1-2 минут. Если она продолжается 5-6 минут, то человек начинает чувствовать головокружение, звон в ушах, спутанность сознания, нарушение координации движения и другие симптомы, характерные как для гипервентиляции, так и для кислородного голодания. Если энергичная гипервентиляция продолжается 15-20 минут, наступают судороги и потеря сознания.
Иногда усиленная гипервентиляция, продолжающаяся даже немногим более 2-3 минут, может привести к непроизвольной остановке дыхания (апноэ) на 1-2 минуты. Происходит апноэ потому, что прекращается потребность организма в дыхании. Оно восстановится только тогда, когда содержание кислорода и углекислого газа в альвеолярном воздухе достигнет определенной нормы. Возможно, кто-то сделает из только что сказанного поспешный вывод, что апноэ довольно безобидно: ведь организм сам позаботится о себе и вовремя возобновит дыхание. На самом же деле апноэ опасно. Но посмотрим, что может произойти после усиленной гипервентиляции.
По окончании гипервентиляции парциальное давление углекислого газа в альвеолярном воздухе составит в среднем 12 мм рт.ст., а кислорода - 136 мм рт.ст. При отсутствии дыхания через минуту парциальное давление углекислого газа в альвеолах поднимается соответственно до 35 мм рт.ст., а давление кислорода упадет до 52 мм рт.ст. К концу второй минуты при отсутствии дыхания напряжение углекислого газа еще не достигает нормы, необходимой для стимуляции дыхания, в то время, как напряжение кислорода упадет до 32 мм рт.ст. При таком парциальном давлении кислорода в альвеолярном воздухе гемоглобин крови насыщен лишь на 55 процентов, т, е. на 40 процентов меньше, чем в нормальных условиях. При этом весь организм, и в первую очередь головной мозг, сосуды которого при снижении напряжения углекислоты в крови сужаются, находится в условиях острого кислородного голодания. Но при недостаточно высоком парциальном давлении углекислого газа роль падения парциального давления кислорода как сигнала к возобновлению дыхания резко понижается. В результате этого потеря сознания наступает раньше, чем возобновится дыхание. Потеря же сознания на воде перед нырянием или во время него может закончиться утоплением.
Американский физиолог Альберт Краг описывает восемь случаев, когда в результате гипервентиляции в течение двух минут и даже менее (10-12 вдохов) ныряльщики теряли сознание. При этом пятеро погибло (двое из них утонули в бассейне).
Для выяснения механизма потери сознания у ныряльщиков Альберт Краг провел лабораторные исследования, воспроизводившие все фазы ныряния: гипервентиляцию, задержку дыхания с физической нагрузкой, вдох. В результате опытов было установлено, что физическая нагрузка после гипервентиляции повышала парциальное давление углекислого газа, но его роль, как сигнала к возобновлению дыхания, резко снижалась. При таких обстоятельствах сигнал может возникнуть с роковым опозданием, поскольку в это же время парциальное давление кислорода падает до уровня, вызывающего кислородное голодание головного мозга.
Имели место два случая потери сознания и при спусках с аквалангами. Два из них произошли в Ленинградском морском клубе. Отравление вредными примесями исключалось, что подтвердил и анализ проб, взятых из баллонов акваланга. Спортсмены перед погружением чувствовали себя хорошо. Явно, что с ними было не простое обморочное состояние. В чем же причина?
Дело в том, что дыхание в акваланге, в отличие от дыхания в других подводных аппаратах, характерно удлиненной фазой вдоха - до 80 процентов времени дыхательного цикла. Это обусловлено тем, что в аквалангах большее сопротивление падает на вдох, а не на выдох, как в большинстве кислородных аппаратов. При высоком же сопротивлении на вдохе возникает некоторое учащение дыхания и уменьшение его глубины, (она падает почти на 43 процента). В результате происходит уменьшение объема легочной вентиляции. Особенно ярко это проявляется в состоянии покоя, причем изменения усиливаются по мере повышения сопротивления.
Во время физической работы сопротивление на вдохе (если оно не очень велико) практически не изменит частоты дыхания и объема вентиляции. Но высокое сопротивление, например 200 мм вод. ст. при легочной вентиляции 60 литров в минуту, делает дыхание реже и снижает минутный объем легочной вентиляции на 10-15 процентов. Это, в свою очередь, приводит к повышению напряжения углекислоты в крови, вызывает одышку. Обычно нескольких глубоких вдохов-выдохов хватает, чтобы нормализовать состояние спортсмена. Но если он и дальше, по неопытности, будет усиленно вентилировать легкие, то на третьей или четвертой минуте появятся симптомы, характерные для длительной гипервентиляции. А затем могут возникнуть апноэ и потеря сознания.
У хорошо тренированных спортсменов-подводников дополнительное сопротивление дыханию на вдохе не приводит к уменьшению легочной вентиляции с последующим возникновением гипервентиляции, апноэ и потери сознания. Объясняется это тем, что тренированный спортсмен, растягивая фазу вдоха, снижает скорость потока воздуха и тем самым уменьшает сопротивление на вдохе.
Первая помощь при потере сознания во время плавания под водой как с аквалангом, так и без него, заключается в быстром извлечении пострадавшего из воды. Если загубник не выброшен и вода не попала в дыхательные пути, то как можно быстрее приступают к искусственному дыханию по методу изо рта в рот. Этого достаточно для возобновления естественного дыхания. В случае попадания в дыхательные пути воды пострадавшему следует оказывать помощь, как при утоплении, а при симптомах баротравмы легких (кровавая пена, боли за грудиной, поверхностное дыхание с тяжелым выдохом) необходимо применить специальное лечение в рекомпрессионной камере.
Профилактика непроизвольной остановки дыхания (апноэ) и потери сознания заключается в обучении спортсменов-подводников правилам дыхания в аквалангах, а также в правильном проведении гипервентиляции перед нырянием. Время проведения усиленной вентиляции легких не должно превышать 1-2 минут. К тому же, по данным В. С. Фарфеля, более длительная гипервентиляция почти не увеличивает время задержки дыхания.
Каждому начинающему спортсмену-подводнику для определения чувствительности своего организма к снижению парциального давления углекислого газа в альвеолярном воздухе целесообразно провести усиленную вентиляцию легких в течение 2-3 минут до появления выраженных симптомов (головокружение, спутанность сознания, нарушение координации движения и т. д.). Но такая “пробная” гипервентиляция должна проводиться только под наблюдением врача и в кресле, из которого нельзя выпасть при неожиданной потере сознания.
В связи с этим вспоминается случай на одном из занятий по специальной физиологии. Было предложено кому-нибудь из слушателей сделать гипервентиляцию. Охотников не оказалось, но спустя десять минут один из курсантов упал со стула. Оказывается, он все же решил провести эксперимент самостоятельно. Опыт мог закончиться трагически, ударься он во время падения виском об угол стола.
Правильное дыхание в акваланге под водой - редкое, глубокое, ритмичное, с удлиненным вдохом и коротким выдохом. У опытных спортсменов-подводников, которые правильно дышат в аквалангах и не подвержены панике, вызывающей непроизвольную гипервентиляцию, апноэ с потерей сознания не случалось.
