Состоит из совокупности кровеносных сосудов и сердца. Ее можно сравнить с гидравлической системой замкнутого цикла, в которой сердце одновременно выполняет функцию нагнетательного и всасывающего насоса для системы сосудов, артерий и вен, имеющих разные характеристики и пропускную способность, что позволяет жидкости, т. е. крови, циркулировать внутри этой системы.

Кровеносная система выполняет различные функции:

— питательную, поскольку переносит содержащие энергию вещества во все части тела;

— очищающую, поскольку собирает частицы отходов, которые затем будут выведены через почки;

— защитную, поскольку некоторые ее клетки предназначены для защиты организма от внешних агентов, переносчиков болезней.

В человеке кровеносная система разделена на 2 части: большой и малый круг. Первый отвечает за снабжение кровью всех частей тела, тогда как второй наполняет легкие.

Как мы впоследствии увидим, и большой и малый круг сходятся в сердце, которое с помощью своих сокращений вырабатывает энергию, необходимую для циркуляции крови по всему организму.

Кровеносные сосуды образованы соединительной и мышечной тканью; с точки зрения строения у них у всех есть общий элемент — внутренняя оболочка, которая называется tunica intima. От центра к периферии толщина сосудов уменьшается, а их количество увеличивается; они различаются по типу переносимой крови:

— артерии: переносят от центра (сердца) к периферии кровь, насыщенную кислородом, чтобы доставить этот важнейший для поддержания жизни элемент ко всем органам и тканям. Различают артерии большого, среднего и малого диаметра, а также артериальные капилляры. Артерии имеют наружную эластичную мембрану (tunica externa), среднюю мышечную оболочку (tunica media) и внутреннюю мышечную оболочку (tunica intima);

— вены: переносят от периферии к сердцу кровь, обедненную кислородом (O2) и насыщенную углекислым газом (CO2), который образуется в результате клеточного метаболизма и удаляется в процессе нового поглощения кислорода кровью на легочном уровне кровообращения (гематоз). У вен менее плотные стенки, чем у артерий, и в них встречаются образования клапанного типа нижних перегородок, которые предотвращают отток крови;

— капилляры: представляют особой конечные ответвления артерий и вен. Их стенки состоят лишь из одного слоя клеток. Именно на этом уровне происходят самые важные процессы газообмена и энергообмена.

 

Сердце

Это анатомическая структура, состоящая из особых мышечных волокон (сердечная мышечная ткань), придающих ей специальные свойства сжимаемости.

Оно находится в центре грудной клетки между грудиной и позвоночником и имеет форму сжатого кулака. Внутри сердце имеет четыре полости: правое предсердие и желудочек и левое предсердие и желудочек. Снаружи оно покрыто мембраной, называющейся перикард, она имеет внешнюю волокнистую часть, напрямую контактирующую с диафрагмой и легкими, и внутреннюю серозную часть, состоящую из двух «листков», нижний из которых (эпикард) прямо контактирует с сердцем; между двумя листками находится серозная жидкость.

Правые камеры сердца отделены от левых посредством сплошной перегородки: межжелудочковая перегородка разделяет правый и левый желудочки, а межпредсердная перегородка разделяет правое и левое предсердия.

Правый отдел сердца — это так называемый венозный отдел, поскольку венозная кровь из всех частей тела поступает по верхней полой вене и нижней полой вене и достигает правого желудочка, а затем через атриовентрикулярный клапан (или трехстворчатый) проходит в правое предсердие, откуда выталкивается в легкие по легочной артерии.

Из легких, насытившись кислородом, кровь возвращается в сердце, в левый желудочек, через двустворчатый, или митральный, клапан проходит в левое предсердие, чтобы затем пройти по аорте и распределиться по всему человеческому телу.

Резюме

— Большой круг кровообращения, начинается из левого предсердия и заканчивается в правом желудочке, проделав длинный путь для снабжения кровью даже самых отдаленных тканей; Малый круг кровообращения. начинается в правом предсердии, проходит через легкие и заканчивается в левом желудочке, проделывая таким образом более короткий путь, чтобы насытить венозную кровь кислородом;

— Нормальный сердечный ритм. нормальная частота пульса — 70–80 ударов в минуту, но она может превышать 100 ударов при физической нагрузке;

— Сосуды. это коммуникации, по которым протекает кровь; они служат для доставки кислорода ко всем клеткам тела и удаления из них углекислого газа и продуктов катаболизма. Они бывают разного размера и типа.

— Артерии. имеют толстые стенки (3 слоя), поскольку обычно испытывают значительное кровяное давление; это сосуды, по которым кровь течет от сердца к периферии. Обычно это кровь, обогащенная кислородом;

— Вены. также покрыты тремя слоями, но их стенки более тонкие, поскольку обычно они подвержены более низкому кровяному давлению. Их назначение — вернуть кровь, насыщенную углекислым газом, от периферии к сердцу;

— Капилляры. это очень маленькие сосуды (как волоски), и их стенки минимальной толщины, поскольку они должны быть прозрачными для газов, обеспечивая обмен кислорода и углекислого газа;

— Кровь. состоит из жидкой части и форменных элементов. Количество крови варьирует от 4 до 6 литров (во взрослом мужчине весом 70 кг примерно 5,5 литров крови). Она имеет множество функций (защита от инфекций, внутренний гемостаз, доставка питательных веществ к клеткам, вывод из тканей токсичных веществ, поддержание температуры тела, передача химических сообщений), но главной является перенос кислорода к клеткам. Состав жидкой части крови, которая называется плазмой, схож с составом морской воды; это сложный раствор, содержащий, в том числе, сыворотку и фибриноген. Сыворотка состоит из воды на 91–93 % и протеина. Фибриноген — это важный для коагуляции крови белок. Форменные элементы крови представлены красными кровяными тельцами (эритроциты), белыми клетками крови (лейкоциты) и кровяными пластинками (тромбоциты). Число эритроцитов составляет 4–5 млн. на кубический миллиметр крови. Это особые клетки, содержащие гемоглобин, железосодержащий белок, связывающий кислород и обеспечивающий его транспортировку к различным тканям. Он также удаляет из них CO 2 . Количество лейкоцитов — 6–8 тыс на кубический миллиметр крови; они бывают разных типов (нейтрофилы, эозинофилы, моноциты, базофилы, лимфоциты) и служат, главным образом, для защиты от инфекций. Тромбоциты — это особые клетки, которые вместе с веществом, называемым фибрином (вырабатываемым фибриногеном) обеспечивают свертывание крови, образуя коагулянт, и блокируя таким образом возможные кровотечения при порезе стенок кровеносного сосуда.

 

Сердечные сокращения

Все перемещение крови в системе кровоснабжения происходят благодаря особому свойству сердечной мышцы — ритмичному сокращению ее волокон.

Побуждением для сердечных сокращений являются непроизвольные и полностью автономные нервные импульсы; они ритмично следуют друг за другом, распространяясь по всей сердечной мышце. Импульсы зарождаются в особой структуре сердечной мышцы, находящейся в правом желудочке; она называется синоатриальный узел. Затем они поступают в атриовентрикулярный узел, расположенный в нижней части межжелудочко-вой перегородки, откуда импульс быстро распространяется вниз по проводящим волокнам, образующим т. н. пучок Гиса, который расходится на две ветви, идущие в правое и левое предсердия.

 

Погружение на задержке дыхания в значительной степени обусловлено теми эффектами, которые давление оказывает на обмен дыхательными газами в альвеолах легких и на физиологию дыхания в целом.

Поэтому совершенно очевидно, насколько важно знать анатомию дыхательной системы, чтобы понимать физические и физиологические процессы, лежащие в основе дыхательной адаптации во время погружения на задержке дыхания.

Дыхательная система — это совокупность органов, задача которых гарантировать с помощью дыхательных процессов поставку кислорода и удаление углекислого газа из всех частей тела. Кислород — это «горючее», необходимое для осуществления всех энергетических процессов в человеческом организме; его значение для поддержания жизни было отмечено еще в 1777 году Антуаном Лавуазье, который, говоря о составе атмосферного воздуха, определил кислород как «portion d’air minemment respirable» (часть воздуха, предназначенная для дыхания).

Дыхательная система делится на две совершенно различные анатомические части: верхние дыхательные пути и легкие.

 

Верхние дыхательные пути

Состоят из носовой полости, носовых пазух, глотки, гортани, трахеи и больших бронхов; их назначение — направить воздух извне в легкие, очистив его от случайных вредных частиц, согрев его до температуры тела и увлажнив его.

Нос является важной частью дыхательной системы. Наружная часть носа имеет две ноздри.

За ноздрями следуют носовые пазухи, внутри которых находится ряд структур, крайне важных для занятий погружениями на задержке дыхания. Действительно, пазухи напрямую соединены со средним ухом, поэтому анатомически это самая важная зона для компенсации давления в ушах во время погружения.

В носовой полости берут свое начало носовые проходы, связывающие ее с около-носовыми пазухами; внутри этих проходов находятся толстые волоски (вибриссы), задача которых — очистить входящий при вдохе воздух от микроскопических частиц, потенциально опасных для расположенных ниже дыхательных органов.

За носовыми пазухами следует носоглотка, большой канал в форме воронки, относящийся к органам как дыхательной, так и пищеварительной системы. В конце глотки находится отверстие гортани и очень важный орган — надгортанник, работающий во время глотания в качестве клапана гортани.

За глоткой и гортанью следует трахея — прямая ниспадающая трубка, которая спускается в грудной отдел до 5-го позвонка, а затем делится на два главных бронха, правый и левый.

Трахея имеет особое строение, она образована серией хрящевых полуколец, соединённых плотной волокнистой соединительной тканью. На внутреннем покрытии трахеи много смешанных слизистых желез.

 

Легкие

Это парные органы, расположенные в центральной части грудной клетки; пространство, разделяющее легкие, называется средостением, внутри него расположены также трахея, пищевод, сердце и большие кровеносные сосуды (артерии и вены) грудного отдела; место прикрепления к легким легочных сосудов и бронхов называется воротами легких.

Основание легких покоится на диафрагме, как и апикальная часть сердца. Легкие имеют коническую форму с углублением посередине и покрыты двухслойной серозной оболочкой — плеврой; пространство, разделяющее два слоя, называется плевральной полостью, в которой присутствует немного жидкости, способствующей движению легкого при дыхании.

Правое легкое по объему чуть больше, чем левое, и разделено на три доли, соединяющиеся в районе ворот легкого. Левое легкое имеет только две доли.

Бронхи, распространяясь внутри легочной ткани, делятся сначала на долевые бронхи, направляющиеся соответственно в различные доли легких, затем, все более углубляясь в легочную ткань, они разветвляются на более тонкие отростки, дольковые бронхи, которые затем расходятся на концевые бронхиолы, дающие начало дыхательным, или альвеолярным, бронхиолам.

Из дыхательных бронхиол формируются альвеолярные ходы, завершающиеся легочными мешочками из 15–20 альвеол. Альвеола являются самой настоящей функциональной единицей дыхательной системы, на уровне которой происходит газообмен. Стенки альвеол смазаны специальной липопротеиновой жидкостью (т. е. состоящей из жиров и белков), которая предотвращает склеивание альвеолярных стенок и коллапс самих альвеол.

Кровеносная система осуществляет охват легких посредством разветвляющихся артерий и вен, переходящих в густую сеть капилляров, плотно контактирующих с альвеолами с помощью альвеолокапиллярной мембраны, в которой происходит обмен дыхательных газов, поэтому ее еще называют барьером воздух-кровь.

Легочная артерия, входя в легкие, разветвляется, и ее отростки следуют за отростками бронхов до уровня альвеол, где они образуют запутанную капиллярную сеть. В легочных венах происходит обратное движение, они несут к сердцу кровь, обогащенную кислородом, откуда она затем поступит во все отделы человеческого организма. Именно благодаря дыхательной системе кровь заново обогащается кислородом до нормального уровня, и в этом процессе задача альвеол и капилляров — отфильтровывать воздух и уравновешивать количество газов.

Дыхательное движение грудной клетки происходит в результате работы дыхательных мышц. диафрагмы и наружных межреберных мышц. Следовательно, это активный процесс. Выдох, происходящий в результате расслабления этих мышц, напротив, является пассивным процессом. Есть также дополнительные дыхательные мышцы, которые начинают принимать участие во вдохе при более резком или интенсивном дыхании. Во время спокойного дыхания диафрагма опускается на

2 сантиметра, а при глубоком — на 3–4 см.

Функционально легочный объем делится на.

— мертвое бронхо-трахеальное пространство. воздух, находящийся в носу, глотке, гортани, трахее, бронхах, бронхиолах;

— дыхательный объем (ДО). количество воздуха, используемое при нормальном вдохе;

— резервный объем выдоха (РОвыд). максимальное количество воздуха, которое мы можем выдохнуть после обычного выдоха;

— резервный объем вдоха (РОвд). это тот объём воздуха, который можно вдохнуть при максимальном вдохе после обычного вдоха;

— остаточный объем (ОО). объём воздуха, который остается в лёгких даже после максимального выдоха, и который может выйти только при коллапсе легких.

Все эти объемы образуют общую емкость легких. Дыхательный объем вместе с двумя резервными объемами образуют жизненную емкость легких. Нормальная частота дыхания составляет 16–20 вдохов-выдохов в минуту.

 

Дыхание состоит из двух фаз: вдох и выдох. Во время вдоха сокращаются мышцы диафрагмы и межреберные мышцы. Диафрагма прогибается вниз, надавливая на органы брюшной полости и увеличивая объем грудной клетки; в результате сокращения межреберных мышц раздвигаются ребра, способствуя еще большему расширению грудной полости. В обычных условиях давление внутри альвеол во время вдоха становиться чуть меньше, чем атмосферное, примерно на -3 мм ртутного столба. Эта разница в давлении заставляет воздух поступать внутрь дыхательных путей, и таким образом уравновешивается. При выдохе происходит обратный процесс: давление в альвеолах увеличивается относительно атмосферного давления на +3 мм ртутного столба, что приводит к выходу содержащегося в них воздуха наружу.

Если на поверхности подводник выполняет произвольную гипервентиляцию, во время усиленного выдоха давление внутри альвеол может увеличиться до +100 мм ртутного столба, а при вдохе оно может упасть до -80 мм ртутного столба. Эти числа объясняют нам, почему вход и выход воздуха из легких напрямую зависит от соотношения показателей атмосферного давления и давления внутри альвеол. Так, например, когда атмосферное давление превышает альвеолярное, воздух будет переходить из области с большим давлением (внешняя) в область с меньшим давлением (альвеолы); и наоборот, если альвеолярное давление больше атмосферного, воздух будет выталкиваться из альвеол наружу.

 

Рефлекторная регуляция дыхания

Автоматизм дыхания регулируется клетками центральной нервной системы, объединенными в группы; это так называемые дыхательные центры, расположенные в определенных зонах мозга: в бульбарной части продолговатого мозга и варолиевом мосту.

Бульбарный дыхательный центр разделен на два отдела: инспираторный центр и экспираторный центр, отвечающие соответственно за вдох и выдох; оба они воспринимают химические импульсы, связанные с концентрацией в крови углекислого газа (CO2).

В варолиевом мосту находятся два других дыхательных центра: апнеустический центр и пневмотаксический центр, которые выполняют свои определенные функции в рефлекторной регуляции дыхания и имеют основополагающее значение для погружений на задержке дыхания.

Действительно, апнеустический центр — это отправная точка инспираторного импульса, тогда как пневмотаксический центр — это орган, в котором берут свое начало тормозящие импульсы бульбарного инспираторного центра.

Мозговые дыхательные центры: бульбарный дыхательный центр устанавливает дыхательный ритм и чувствительно реагирует на любое увеличение количества CO2, отвечая ускорением дыхания до 6–7 раз.

 

Химическая регуляция дыхания

Основная задача дыхательной системы — поддерживать в норме уровни содержания CO2 и O2 в крови для обеспечения жизненных функций. Изменение парциального давления этих газов в организме непосредственно влияет на частоту и глубину дыхания.

Из двух этих газов наибольшее влияние на процесс дыхания, несомненно, имеет CO2, поскольку изменение именно его концентрации в крови вызывает реакцию дыхательных центров.

Действительно, при любом изменении концентрации CO2 в крови, будь то увеличение или уменьшение, происходит стимуляция бульбарных химических рецепторов. приводящая к раздражению одного из двух центров в варолиевом мосту (апнеустиче-ского или пневмотаксического), которые в свою очередь посылают импульсы в один из бульбарных центров (инспираторный или экспираторный).

Из всего вышесказанного становится ясно, что увеличение концентрации CO2 в крови приводит к стимуляции дыхания (возбуждается апнеустический центр и посылает импульсы бульбарному инспираторному центру, который стимулирует дыхание). Поскольку под водой невозможно сделать вдох, увеличение CO2 в крови вызывает диафрагмальные сокращения, характеризуемые серией напряжений и расслаблений мышц диафрагмы — очевидный сигнал тревоги, обозначающий достижение предела задержки дыхания.

Уменьшение содержания CO2 в крови, как при гипервентиляции, может отсрочить появление дыхательного стимула, поскольку, как было сказано ранее, в бульбарный инспираторный центр импульс поступает только при определенном повышенном уровне концентрации этого газа, достижение которого при гипервентиляции запаздывает, потому что в начале задержки дыхания содержание CO2 в крови сильно занижено. Следовательно, гипервентиляция задерживает сигнал тревоги, используемый организмом для предупреждения о достижении предела задержки. Опасность заключается в том, что, прежде чем уровень CO2 поднимется достаточно для стимуляции дыхания, уровень кислорода может упасть ниже критического уровня. По этой причине гипервентиляция категорически запрещается; коротко говоря, она значительно понижает в организме уровень защиты и возможность предупреждения об опасности.

У ныряльщика на задержке дыхания сигналом к подъему является ощущение «кислородного голодания» — дисапноэ, появляющееся вследствие повышения уровня CO2 в крови, которое приводит к раздражению бульбарных химических рецепторов (это особые рецепторы, чувствительные к химическим изменениям крови) с целью стимуляции дыхательного центра для нового вдоха. Чтобы продлить задержку дыхания, подводник иногда сдерживает первые признаки дисапноэ, но это может привести к опасным последствиям, особенно, если подводник, как это обычно бывает, гипервентилирует легкие, ошибочно полагая, что увеличивает таким образом свой запас кислорода.

На самом деле гипервентиляция приводит к уменьшению CO2 в альвеолах и крови, что, как мы впоследствии увидим, повышает риск гипоксии (чрезмерное уменьшение парциального давления PpO2) и вызывает у человека гипоксический обморок.

В нормальных условиях перепады парциального давления O2 и CO2 в крови и в альвеолярном воздухе способствуют прохождению O2 из легких в кровь, и CO2 из крови в легкие. Во время погружения увеличение давления внутри легких способствует распространению O2, но и препятствует выходу CO2. Действительно, на глубине 10 метров внутрилегочное давление таково, что CO2 перемещается в обратном направлении: из легких в кровь, а не из крови в легкие. На глубине запас

O2 в легких уменьшается гораздо быстрее, чем на поверхности, и одновременно повышается PCO2. Таким образом, сигнал к всплытию появится с запозданием относительно реального остатка кислорода, а это может вызвать у неопытного подводника, плохо знающего собственные возможности, иллюзию, что можно и дальше задерживать дыхание.

Во время всплытия давление газа быстро падает, как в легких, так и в крови. При уменьшении давления O2 до гипоксичного уровня у подводника может произойти потеря сознания с последующим обмороком и возникновением риска утопления.

Опасность еще больше увеличивается, если на поверхности подводник делал гипервентиляцию, поскольку, как мы уже видели, эта методика дает лишь небольшое увеличение парциального давления кислорода, а по большей части происходит значительное понижение парциального давления углекислого газа. Это приводит к последующему запаздыванию стимуляции дыхательных центров, дающих сигнал тревоги о приближении предела задержки дыхания, который позволяет вовремя вернуться на поверхность для дыхания.

После того, как мы получили самые общие представления о физиологии дыхания и об изменениях, происходящих во время погружения, пришло время проанализировать действие физических законов во время погружений как на задержке дыхания, так и с аквалангом.

 

Термином флюид обычно называют как жидкость, так и газ; оба они обладают одним и тем же свойством — принимать форму сосуда, в котором они находятся, а различаются по характеристикам «сжимаемости» и занимаемого объема. Действительно, если жидкости несжимаемы и занимают вполне определенный объем, то газы сжимаемы и стремятся занять все имеющееся пространство. Это помогает нам понять механику диффузии газов во время погружения.

Давление (p) равно соотношению силы (F) к площади поверхности (A) на которую воздействует эта сила.

p = F/A

Когда человеческий организм подвергается давлению окружающей среды, превышающему атмосферное, в нем происходят физиологические изменения, зависящие главным образом от некоторых физических законов, учитывающих изменения давления и касающихся газов, присутствующих в атмосфере Земли. Знание этих физических законов поможет лучше понять физиологические изменения в организме.

Слой воздуха, окружающий Землю, оказывает на нее давление под воздействием сил гравитации, равное давлению 760 мм ртутного столба на 1 см2 площади. Это давление обозначается термином атмосфера (Атм), и фактически равняется 1 кг/см2. Действительно, упомянутый ртутный столб оказывает на свое основание давление весом 1033,2 г, что равно давлению толщи воздуха на уровне моря на каждый см2. Следовательно, можно с большой точностью утверждать, что 1 атмосфера равна 1 кг/см2.

Поскольку 1 Атм равняется весу столба воды высотой 10,33 м на 1 см2, при погружении под воду давление увеличивается примерно на 1 Атм с каждыми 10 метрами глубины. Следовательно, на поверхности давление равно 1 Атм, на глубине 10 метров — 2 Атм, на 20 метрах — 3 Атм и т. д.

Из всего вышесказанного ясно, что давление, которое испытывает тело, погруженное в воду, является суммой атмосферного давления (P Атм) и давления водяного столба, находящегося над этим телом (P гидростатическое).

ATA = P Атм + P гидростатическое

Таким образом, становится понятно, что объект, погруженный на глубину 10 м подвергается давлению, равному 2 АТА или 2 кг на см2, то есть это означает, что при погружении давление пропорционально глубине.

Теперь важно рассмотреть теорему Паскаля, которая гласит, что «давление, оказываемое на жидкость (флюид), находящуюся в сосуде, передаётся жидкостью (флюидом) одинаково во всех направлениях и на стенки сосуда».

Очевидно, что давление внутри жидкости не всегда одинаково во всех ее частях, но увеличивается с глубиной.

Погружение под воду? будь оно на задержке дыхания или при помощи дыхательного оборудования, вызывает в человеческом организме изменение некоторых важных функций. Это временные и полностью обратимые при всплытии изменения, связанные как с переменой давления окружающей среды, так и с физическими законами, регулирующими отношения газа и крови.

Если не принимать во внимание отдельные несчастные случи, например, травмы, ранения, и т. п., то для всех форм клинических осложнений в подводном плавании главным патогенным фактором является взаимосвязь между изменением давления окружающей среды и поведением газов, растворенных в крови в гипербарических условиях (под давлением).

Из всего, что было сказано выше, очевидно, что знание газовых физических законов и механизмов диффузии газов в крови и тканях имеет фундаментальное значение для понимания физиологических явлений адаптации организма к водной среде.

 

Газ в воздушных путях

В обычных условиях человек дышит через нос, если только для этого нет препятствий, например, искривления носовой перегородки, полипов или текущих воспалительных процессов.

На уровне носовых проходов находится механический барьер для проникновения в дыхательные пути посторонних частиц, который образован вибриссами, слизистой оболочкой и ресничньми клетками эпителия. Кроме того, серозные выделения благодаря своему бактерицидному и очищающему действию также являются препятствием для проникновения вредных и любых других бактерий.

Другими крайне важными функциями носовой полости являются увлажнение и согревание дыхательных газов. При обычном дыхательном объеме в течение

24 часов через данную полость проходит около 10 000 литров воздуха, который с помощью густой сети сосудов слизистой оболочки методично согревается до температуры 37 °C. Только представьте, перепады температуры окружающей среды в 25 градусов приводят к изменению температуры дыхательных газов не более, чем на 1 градус.

Процесс увлажнения происходит посредством экссудата слизистой оболочки. В течение 24 часов объем назальной секреции составляет 1000 мл, которые почти полностью используются для увлажнения воздуха, в результате на бронхо-альвеолярном уровне его относительная влажность достигает 95 %.

Перепады температуры влияют на способность воздуха насыщаться водяными парами, а именно, чем больше согревается воздух, тем легче происходит сатурация (насыщение). Таким образом, мы видим, что носовая полость и воздушные пути выполняют функции согревания и увлажнения вдыхаемых газов.

 

Газовые физические законы

Закон Бойля-Мариотта устанавливает зависимость между объемом и давлением газа; он гласит: «для данной массы данного газа при постоянной температуре произведение давления на объем есть величина постоянная».

P x V = K

где K — постоянная величина.

Если интерпретировать этот закон, становится ясно, что любое увеличение давления приводит к пропорциональному уменьшению объема рассматриваемого газа. Например, у подводника, погрузившегося на 10 м (2 Атм), объемы газов уменьшаются наполовину по сравнению с их объемами на поверхности (1 Атм), и наоборот, если тот же подводник всплывает с глубины 10 м на поверхность, давление уменьшается, и объем газов удваивается.

С практической точки зрения это показывает, как во время задержки дыхания по мере спуска в глубину парциальное давление кислорода постепенно увеличивается и, следовательно, вызывает временное и обманчивое улучшение альвеолярного газообмена, но в момент всплытия происходит обратный эффект, а именно, из-за падения гидростатического давления парциальное давление кислорода также начинает быстро уменьшаться, а если оно падает ниже определенного уровня, то происходит гипоксический обморок.

Чтобы продемонстрировать все вышеизложенное, приведем классический опыт с воздушным шариком, который надувается на поверхности и погружается под воду на глубину 10 м; на этой глубине его объем уменьшится вдвое, а если с 10 м мы отпустим шарик к поверхности, мы убедимся, что его объем постепенно увеличится и на поверхности вернется к первоначальному.

Закон Дальтона тесно связан с законом Бойля-Мариотта и гласит: «давление смеси химически не взаимодействующих идеальных газов равно сумме парциальных давлений этих газов».

Ptot=p1 + p2 +… + pn

Парциальное давление каждого газа, входящего в газовую смесь, можно определить путем умножения общего давления Ptot на процентное содержание газа (%г) и деления полученного результата на сто.

Pp = (Ptot x %г) / 100

Пример: подсчитаем парциальное давление азота (N) в воздухе на уровне моря, зная, что его процентное содержание равно 78 %:

Pp N = (760 mm Hg x 78) / 100 = 592,8 mm Hg

В соответствии с вышеизложенным, можно сказать, что давление любого газа, входящего в смесь газов, прямо пропорционально его процентному содержанию в этой смеси.

В подводной среде закон Дальтона оказывается одним из основополагающих для дыхательных смесей и их компонентов при погружении с автономным дыхательным аппаратом. При задержке дыхания этот закон особенно важен в том, что касается артериального парциального давления кислорода. Уместно напомнить, что всякий раз, когда Pp кислорода превышает условное значение в 1.7 Атм (1292 мм рт. ст.) этот газ начинает оказывать токсический эффект на человеческий организм. Дыхание чистым кислородом перед погружением крайне опасно! Если же Pp кислорода падает ниже 60 мм рт. ст., начинает проявляться гипокси-ческая дыхательная недостаточность из-за измененного состава воздуха; падение PpO2 ниже 50 мм рт. ст. вызывает острое кислородное голодание мозга и появление гипокси-ческого обморока (синкопе, или black out).

Закон Генри касается растворимости газа в жидкости в зависимости от давления, которое он оказывает, и поэтому регулирует транспортировку кислорода к тканям в гипербарических условиях. при постоянной температуре количество (Q) растворенного газа в данной жидкости и/или ткани прямо пропорционально давлению этого газа над раствором.

Q = KPgas (K = константа Генри)

 

Повышенное давление и транспортировка кислорода

Обычно в артериальной крови на 100 мл содержится 20 мл O2. Большая его часть вступает в химическое взаимодействие (связывается) с гемоглобином крови, превращая его в нестойкое химическое соединение — оксиге-моглобин. Венозная кровь на 100 мл обычно содержит около 14 мл O2, и это означает, что потребность тканей в к2ислороде достигает 6 мл O2 на 100 мл крови. Вот почему, как указыва2лось ранее, при давлении кислорода ниже 60 мм рт. ст. организм начинает проявлять признаки кислородного голодания.

В соответствии с законом Генри с увеличением парциального давления O2 увеличивается и количество O2, растворенного в крови, и таким образом человеку, дышащему 100 % кислородом под давлением 3 Атм, не потребуется гемоглобин для его транспортировки, поскольку количество растворенного в крови кислорода намного превышает 6 мл на 100 мл крови. При таком абсолютном давлении количество растворенного в плазме O2 достаточно, чтобы обеспечить потребности организма.

Перенасыщение тканей кислородом и/или нормализация pO2 является целью гипербарической кислородной терапии. Использование такой терапии оказывается важным для лечения некоторых клинических случаев, связанных с погружениями на задержке дыхания, которые хорошо знакомы ловцам жемчуга во Французской Полинезии на острове Туамоту под названием «Таравана».

 

Газообмен в легких

Задача дыхательной системы — доставлять O2 к тканям человеческого тела и обеспечивать удаление CO2 для поддержания должного химического равновесия в тканях и крови. Газообмен происходит через стенки легочных альвеол и называется гематозом. Для правильного осуществления этого процесса необходимо, чтобы соотношение между кровяной перфузией на территории легких и альвеолярной вентиляцией оставалось нормальным. Действительно, изменения этого соотношения, связанные с анатомическим и/или структурным и/или функциональным дефицитом, являются абсолютным или относительным противопоказанием к погружениям как на задержке дыхания, так и с аквалангом. Этот газообмен происходит двумя различными физическими способами транспортировки материи: диффузия и конвекция.

Резюме

С помощью изучения физических законов мы поняли, что при погружении на задержке дыхания некоторые процентные значения газов могут резко меняться в зависимости от внешнего давления. И здесь самой важной является ситуация, возникающая при глубоком погружении на задержке дыхания, во время которого из-за гидростатического давления при спуске вниз парциальное давление кислорода повышается до уровней, при которых не может возникнуть гипоксии; однако затем во время всплытия, наоборот! парциальное давление столь быстро падает, что может оказаться ниже минимума, приводя к ситуации гипоксии и потери сознания (синкопе). Синкопе может возникнуть не только по этой причине. Важно понимать, что чрезмерное затягивание задержки дыхания также является опасным, и не только по причине увеличения парциального давления углекислого газа, но прежде всего из-за слишком быстрого понижения парциального давления кислорода при всплытии. Это объясняет, почему глубину нужно завоевывать метр за метром, год за годом, постоянно учитывая все физиологические изменения, физические законы и различные элементы риска, о которых мы будем говорить впоследствии

Газообмен посредством диффузии происходит между альвеолами и легочными капиллярами, между капиллярами и клетками, тогда как обмен с помощью конвекции идет между легочным капилляром и системным капилляром или между атмосферным воздухом и альвеолой.

В легочной физиологии «диффузией» называется скорость, с которой газ распространяется в жидкости и/или органической ткани. Эта скорость диффузии зависит от целого ряда переменных, связанных с площадью мембраны обмена и разницей между парциальными давлениями газов с обеих сторон этой мембраны.

Скорость диффузии CO2 в 20 раз больше, чем O2.

 

Нервная система имеет очень сложную структуру. Различаются:

— центральная нервная система: состоит из головного мозга и спинного мозга;

— периферическая нервная система: состоит из спинномозговых и черепномозговых нервов;

— вегетативная, или «автономная», нервная система: контролирует «автоматические» функции и состоит из симпатического и парасимпатического отделов.

Кора больших полушарий головного мозга имеет борозды и извилины. В коре больших полушарий расположены мозговые центры — зоны коры головного мозга; каждая из них выполняет определенные функции контроля в организме.

Мозговые центры делятся на чувствительные — сенсорные, — воспринимающие и обрабатывающие информацию от органов чувств (исходящую от внешних и внутренних раздражителей), и двигательные — организующие движения человека. Согласованная работа этих центров дает возможность своевременно и точно нормализовывать состояние организма и приспосабливаться к меняющимся условиям внутренней и внешней среды.

Повреждение какой-либо зоны головного мозга, например, в результате гипоксии или декомпрессионного заболевания, может привести к ее «отключению», вызывая потерю определенного вида чуствительности или выпадение определенных функций, носящее временный или постоянный характер.

 

Мозжечок

Этот орган расположен внутри черепной коробки, в затылочной ее части, и образован двумя полушариями мозжечка. Он отвечает за функции равновесия и координации движений..

 

Продолговатый мозг

По сути, является продолжением спинного мозга и имеет схожую с ним структуру. Если посмотреть на него в разрезе, серое вещество принимает характерную форму буквы «Н» с более короткими и толстыми передними ветвями. Передние ветви — рога — являются моторными корнями спинальных нервов; задние рога являются чувствительными корнями. Именно здесь пересекаются восходящие и нисходящие пути головного и спинного мозга.

Повреждения головного мозга в результате декомпрессионного заболевания (ДЗ) происходят именно в этой области и почти всегда сопровождаются параличом конечностей (параплегия или тетраплегия) и потерей чувствительности.

 

Периферическая нервная система

Представлена двенадцатью парами черепно-мозговых нервов и спинномозговыми нервами.

Двенадцать пар черепно-мозговых нервов, с представительством в головном мозге, иннервируют, в основном, область лица и шеи (11 пар), и лишь одна пара иннервирует внутренние органы. По своим функциям черепно-мозговые нервы выполняют следующие функции.

— моторная, произвольные и непроизвольные движения;

— чувствительная, все типы ощущений (боль, холод, тепло, прикосновение и т. д.);

— смешанная, моторная и чувствительная вместе.

Анатомические области и специальные функции, относящиеся к компетенции черепно-мозговых нервов.

1-ая пара, обонятельный нерв. распространяется в слизистой оболочке носа (зона обоняния), где распознает все импульсы обонятельного типа;

2-ая пара, зрительный нерв. его окончания находятся в сетчатке глаза, и он передает в мозг зрительные ощущения, захваченные глазными яблоками;

3-ая пара, глазодвигательный нерв. отвечает за большую часть движений глаза, иннервирует почти все внешние мышцы глаза;

4-ая пара, блоковый, или «патетический», нерв. моторный нерв глаза;

5-ая пара, тройничный нерв. смешанный нерв, общесенсорный и моторный; отвечает за чувствительность лица и иннервирует жевательные мышцы. В результате его сенсорной функции возникает явление «Рефлекс Дайвинга» — реакция на холодную воду рецепторов тройничного нерва в лобной окологлаз-ной и скуловой частях;

6-ая пара, отводящий нерв. моторный нерв, иннервирующий наружную прямую мышцу глаза;

7-ая пара, лицевой нерв. имеет простую сенсорную функцию (принимает импульсы от вкусовых рецепторов языка) и более важную моторную функцию, поскольку иннервирует мимические мышцы, отвечающие за различные выражения лица; его паралич часто возникает в случае эффекта Таравана, особенно с правой стороны, а также в случаях гипотермии (лицевой паралич от холода);

8-ая пара, преддверно-улитковый нерв. сенсорный нерв, состоящий из двух отростков. кохлеарного (относящийся к улитке) и вестибулярного. Передает сигналы от внутреннего уха в мозг, обеспечивая также регулирование равновесия;

9-ая пара, языкоглоточный нерв. смешанный нерв, распространяющийся в глотке и языке. Его моторная функция обеспечивает движения мышц задней стенки глотки, которые крайне важны для компенсации давления в полости среднего уха; его сенсорная функция относится к глотке, губам и языку, и отвечает за вкусовые ощущения; он также распространяется в каротидной железе, где передает импульсы секреции, связанные со слюноотделением;

10-ая пара, блуждающий нерв: смешанный нерв, общесенсорный и моторный. Регулирует движения и функции сердечных мышц и других внутренних органов грудной клетки и брюшной полости, например, желудка, кишечника, диафрагмы, легочной мускулатуры и желчного пузыря. Блуждающий нерв играет главную роль в приспособлении к задержке дыхания, поскольку отвечает за изменения сердечного ритма и сокращений диафрагмы. Его стимуляция, например, с помощью усиленного повторения приема Вальсалва, может вызвать опасное замедление пульса и даже привести к остановке сердца.

11-ая пара, добавочный нерв: исключительно моторный, иннервирует некоторые мышцы шеи (грудиноключично-сосцевидную и частично трапециевидную), гортани и мягкого неба, а затем объединяется с блуждающим нервом;

12-ая пара, подъязычный нерв: только моторный, обеспечивает движения языка при жевании, глотании и фонации.

Спинномозговые нервы выходят из спинного мозга и разделяются на два направления: сенсорные (чувтвительные) и моторные (двигательные) которые объединяются с пучками, идущими от близлежащих нервов, и образуют нервные сплетения, из которых берут свое начало периферические нервы.

Спинной мозг условно делится на 4 отдела:

шейный отдел, откуда берут свое начало 8 нервов, идущих к шее, плечам и верхнему грудному отделу, среди них диафрагмальный нерв, иннервирующий диафрагму;

грудной отдел, из него выходят 12 пар нервов, идущих к плечам и торсу;

поясничный отдел, к которому относятся 5 нервов, иннервирующих торс, брюшную полость, бедра, ноги и ступни;

крестцовый отдел, из него также выходят 5 нервов, ветви которых распределяются по мышцам и внутренним органам таза и задней области бедер, образуя большой седалищный нерв — самый длинный нерв в человеческом теле, доходящий до ступней.

 

Вегетативная, или автономная, нервная система

Деятельность вегетативной нервной системы направлена на поддержание относительно стабильного состояния внутренней среды организма, например, постоянной температуры тела или кровяного давления, соответствующего потребностям организма. Она осуществляет бессознательную регуляцию функций внутренних органов, таких, как частота сердечного ритма, потоотделение, слюноотделение и т. д.

В этой системе различают две совершенно противоположные по направленности действия части: симпатическая нервная система и парасимпатическая нервная система. Как правило, симпатическая система стимулирует те процессы, которые направлены на мобилизацию сил организма в экстремальных ситуациях или в условиях стресса. Парасимпатическая же система способствует накоплению или восстановлению энергетических ресурсов организма. Обе системы при этом действуют координированно, и их нельзя рассматривать как антагонистические.

Симпатическая нервная система образована серией нервных узлов, которые размещены с обеих сторон позвоночника и соединены со спинным мозгом посредством моторно-сенсорного волокна. Наиболее важными ее функциями являются:

— усиление мозговой деятельности и метаболизма;

— расширение легких;

— расширение зрачков;

— увеличение потоотделения;

— повышение частоты и силы сердечных сокращений;

— повышение кровяного давления (сужение кровеносных сосудов);

— стимуляция надпочечников, которые, выделяя норадреналин, поддерживают эти функции.

Парасимпатическая нервная система состоит из волокон, отходящих от головного и спинного мозга. Большинство парасимпатических волокон присоединяются к блуждающему нерву (10-ая пара черепно-мозговых нервов), иннервирующему легкие, сердце, желудок, кишечник, печень, желчные и мочевыводящие пути. Ее основные функции:

— сужение зрачка и фокусировка на объектах с помощью зрения;

— увеличение выделений в носовой полости, слюноотделения и слезотечения;

— повышение моторики и секреции кишечника;

— снижение частоты и силы сердечных сокращений;

— понижение кровяного давления;

— регуляция деятельности желчных и мочевыводящих путей.

Места пересечения и объединения симпатических и парасимпатических нервов называются сплетениями (так, например, солнечное сплетение совместно с блуждающим нервом парасимпатической системы контролируют всю брюшную полость, включающую желудок, желчные пути, диафрагму).

 

Пирамидный путь

Самый мощный моторный (двигательный) путь. Берущие свое начало в гигантских пирамидных клетках коры головного мозга, пирамидные пути обоих полушарий совершают перекрест на уровне продолговатого мозга и далее идут в составе спинного мозга и спинномозговых нервов, иннервируя скелетные мышцы через периферические нервы.

 

Теперь исследуем причины затруднения компенсации, вплоть до разрыва барабанной перепонки:

— недостаточная или неэффективная компенсация, зачастую бывает у новичков, является результатом неверного или неточного ее выполнения. Если вам плохо знакомы способы выполнения компенсации, рекомендуем потренироваться под наблюдением профессионалов, чтобы избежать печального опыта самоучек;

— запоздание выполнения компенсации — это одна из самых частых причин баротравмы уха. Является следствием ошибочного убеждения многих подводников, что компенсацию нужно выполнять, только когда появляется ощущение натяжения или даже боли в ухе;

— воспалительные или анатомические изменения в ухе, т. е. воспалительные процессы, затрагивающие евстахиевы трубы (насморк, аллергический ринит, вазомоторный ринит, носовой полипоз, и т. д.) и приводящие к невозможности или затруднению компенсации; в последнем случае может произойти запоздание выполнения компенсации с последующей баротравмой перепонки. Избыток выделений, как бывает при банальном насморке, может привести к сужению отверстия евстахиевой трубы и, как следствие, к сверхвысокому давлению в барабанной полости — а значит, и на внутреннюю поверхность барабанной перепонки,

— во время всплытия («обратный блок»). Если отверстие евстахиевой трубы слишком узкое, все больше возрастающее внутреннее давление отразится на барабанной перепонке, растягивая ее, а потом и разрывая. Действительно, неприятное давление на перепонку можно почувствовать и во время всплытия. В таком случае следует выполнить обычный прием компенсации, как и во время спуска, чтобы открыть проходы евстахиевых труб и позволить воздуху выйти из среднего уха;

— серные пробки: наличие серных пробок во внешнем слуховом проходе создает разницу между давлением в среднем ухе и давлением в этом внешнем слуховом проходе, что в редких случаях может привести к разрыву барабанной перепонки. По этой и по всем вышеперечисленным причинам рекомендуется ежегодно и перед началом занятий подводным плаванием проверять состояние слухового аппарата, проходя медицинский осмотр.

 

Симптоматика

Разрыв барабанной перепонки всегда сопровождается небольшим кровотечением, резкой болью, чувством оглушения, а иногда потерей сознания (это большая опасность для подводника, ныряющего в одиночку). Стимуляция органов равновесия холодной водой вызывает дезориентацию, потерю равновесия и головокружение, что значи-тельныо осложняет подъем на поверхность.

Перепад температуры в области лабиринтов внутреннего уха, являющийся следствием затопления среднего уха (из-за разрыва барабанной перепонки), часто приводит к неудержимой рвоте и невозможности оставаться в вертикальном положении.

При разрыве перепонки, вызванном затруднением выхода воздуха из полости труб, вначале появляется «распирающее» ощущение, за которым следует острая боль и зачастую повторяющиеся приступы рвоты.

В зависимости от тяжести выделяют два типа разрыва барабанной перепонки:

— обширный разрыв: длинные рваные раны с прогнозируемыми тяжелыми последствиями;

— локализованный разрыв: сначала неправильной формы, а в последующие дни — округлой.

После оказания медицинской помощи выздоровление обычно происходит в течение нескольких месяцев, но в наиболее тяжелых случаях может понадобиться «тимпанопластика» — восстановительная хирургия барабанной перепонки.

 

Лечение

Лечение предусматривает прием анальгетиков (парацетамола). Если боль не проходит, необходим визит к доктору, который пропишет антибиотики, противовоспалительные средства и средства от насморка.

 

Предупреждение

Как и во всем, предупреждение — это лучший способ избежать неприятностей. Поэтому необходимо выполнять следующие указания.

— избегать погружений во время воспалительных процессов в верхних дыхательных путях;

— прекратить погружение, если компенсация оказывается затруднительной уже на первых метрах;

— избегать натяжения барабанной перепонки, компенсируя разницу давлений часто и с первых же метров погружения;

— избегать ненужных и, помимо того, опасных попыток компенсации при отсутствии внешнего давления (например, на суше или на постоянной глубине после уже выполненной компенсации), которые вызывают прилив крови в евстахиевы трубы и следующую за этим закупорку;

— если возникли затруднения при выполнении компенсации в уже начатом погружении, необходимо всплыть на меньшую глубину и повторить прием до его успешного выполнения, а если это не поможет, то прервать погружение;

— не реже раза в год проходить медицинский осмотр.

В заключение хотим подчеркнуть, что лучший способ предотвратить баротравму барабанной перепонки — это хорошо овладеть хотя бы одним приемом компенсации и всегда точно его выполнять.

 

Эта проблема возникает из-за присасывания обтюратора маски к лицу в результате воздействия давления на объем воздуха, содержащегося внутри этой маски. Она может произойти во время спуска, когда воздух в подмасочном пространстве уменьшается в объеме (P x V=константа). Поэтому помимо воздушных полостей внутри тела нужно также компенсировать давление внутри маски, чтобы избежать «эффекта присоски», которая также называется баротравмой лица.

Действительно, в соответствии с законом Бойля-Мариотта объем воздуха внутри маски сжимается во время спуска, вызывая самое настоящее «засасывание» мягких тканей лица, находящихся под маской.

Чтобы избежать этой проблемы, достаточно, чтобы подводник, спускаясь ко дну, выдыхал в подмасочное пространство через нос небольшое количество воздуха, которое скомпенсирует внешнее давление.

Во время всплытия воздух, находящийся внутри маски, расширяется и автоматически выходит из-под бортиков.

Однако с точки зрения техники погружения на задержке дыхания, подводнику полезно научиться забирать обратно часть лишнего воздуха, выходящего из-под маски во время всплытия.

Эффект присоски при отсутствии компенсации вызывает у подводника болевые ощущения в области глаз и носа, которые иногда сопровождаются носовым кровотечением.

После всплытия внешний вид подводника сразу же расскажет о невыполненной компенсации в маске: кожа лица будет покрыта точечными кровоподтеками, а в конъюнктиве глаза также будут заметны кровоизлияния, которые придадут глазам характерный «подбитый» вид.

Эта баротравма обычно легко проходит, не оставляя последствий, тем не менее рекомендован медицинский осмотр.

В самых тяжелых случаях возможны более серьезные повреждения глаза, например, кровоизлияние в сетчатку глаза, сопровождающиеся резкой потерей зрения (вплоть до слепоты на один или оба глаза).

 

Лечение

Речь идет о патологии со спонтанным разрешением. Могут помочь примочки с физиологическим раствором и нанесение противоотечных и противовоспалительных мазей. Перед возобновлением занятий подводным плаванием рекомендуется посещение окулиста.

 

Является следствием изменений в придаточных пазухах (лобных, гайморовых, решетчатой кости). Истинную причину баротравмы пазух носа следует искать не в самих придаточных пазухах, а в препятствии для частичного оттока выделений и блокировании воздухообмена вследствие закупорки естественных дренажных путей (отверстий) этих пазух, которые нуждаются в постоянном сообщении с носовыми проходами и, таким образом, с окружающей средой.

Баротравма придаточных пазух носа часто случается во время спуска, поскольку слизистая оболочка, устилающая пазухи, сильно испещрена сосудами и подвержена всасыванию при относительном понижении давления, что в результате образует пустоту внутри пазухи, вызывая воспаление, отек стенок и кровотечение.

Этому способствуют следующие факторы:

— закупорка носа (из-за ринитов, насморка, синусита);

— полипоз или гипертрофия носовых тканей;

— искривление добавочных носовых хрящей;

— местные раздражения (гиперсекреция, табакоз);

— злоупотребление сосудосуживающими препаратами для носа.

 

Симптоматика

Во время спуска: настолько сильная боль, что подводник вынужден прервать погружение и всплыть. После всплытия боль частично стихает.

Во время всплытия: иногда может возникнуть боль, обычно вследствие использования сосудосужающего спрея для носа, действие которого уменьшилось за время погружения.

 

Лечение

Рекомендуется проводить под контролем врача отоларинголога, который назначит лечение противоотечными и отхаркивающими аэрозолями в сидячем положении, а также прием противовоспалительных средств.

 

Нарушения могут проявиться уже во время подъема на поверхность или в течение 5 минут после всплытия, в отличие от декомпрессионного заболевания, которое развивается только после окончания погружения.

Существуют две причины остановки дыхания.

1) легочная — в связи с разрывом альвеолярных стенок и выходом воздуха в плевральную полость, «отслоением» легкого от плевры и образования пневмоторакса. Воздух может также попасть в средостение, что приведет к пневмомедиастинуму, в брюшину с образованием пневмопери-тонеума или под кожу, вызывая подкожную эмфизему и болезненную тяжесть в груди. К другим симптомам относятся. затрудненное дыхание с ощущением «нехватки воздуха»; сухой и поначалу раздраженный кашель, который затем сопровождается кровавой мокротой (кровь, смешанная со слизью), свидетельствующей о разрыве альвеол; учащенный пульс (150–200 ударов в минуту); падение артериального давления.

2) мозговая — основной причиной является развитие острой мозговой недостаточности, вследствии попадания пузырьков газа через альвеолы в кровеносное русло, а далее в мозг и, как следствие, закупорки кровеносных сосудов. (Церебральная Газовая Эмболия). В результате появляются следующие симптомы: потеря сознания, внезапная слепота (амавроз), внезапная и полная глухота (острое болезненное ослабление слуха), моноплегия (паралич одной конечности), гемиплегия (паралич одной стороны, противоположной поврежденной зоне мозга), приступ судорог, остановка сердца и дыхания.

Практически всегда баротравма легких

— это проблема при погружении с аквалангом, но в редких случаях она может коснуться также и ныряльщика на задержке дыхания. Например, если подводник, погрузившийся на задержке дыхания, на глубине подышит из регулятора аквалангиста. Как мы уже выяснили, во время всплытия объем газа увеличивается, и, если не выдыхать воздух из легких во время всплытия, возникает серьезная опасность разрыва легких. Следовательно, нужно совершенно определенно избегать дыхания из альтернативных источников воздуха, если только не возникнет крайней необходимости, а в таком случае, что бы там ни было, необходимо выдыхать воздух во время всплытия. Для этого достаточно выпускать минимальное количество воздуха изо рта, и если давление в легких слишком возрастет, по этому, уже открытому, узкому пути воздух всегда сможет выйти и в большем количестве. Важно знать, что таким образом можно, так сказать, оставить запасный выход. Риск существует даже на небольшой глубине, например, в бассейне всего на 4 или 5 метрах. Уже случалось, когда в виде игры, чтобы подольше остаться под водой, некоторые ныряльщики на задержке дыхания дышали из регулятора аквалангиста, а при всплытии не выпускали лишний воздух, в результате происходил разрыв легких с серьезными последствиями. Рекомендуется никогда этого не делать, даже ради игры или любопытства, в любом месте и на любой глубине.

 

Лечение

Лечение данной патологии состоит из:

— нормобарической кислородной терапии;

— сердечно-легочной реанимации (СЛР);

— быстрой госпитализации на машине скорой помощи;

— дренажа пневмоторакса (осуществляется только медицинским персоналом);

— гипербарической кислородной терапии.

 

Прогноз

Речь идет о безусловно драматическом и серьезном происшествии, не исключающем внезапную смерть.

Быстрая транспортировка в барокамеру может положительно сказаться на состоянии пострадавшего, приводя к быстрой регрессии неврологических симптомов, которые иначе могут приобрести хронический характер с медленным и неполным излечением.

Относительно легкие случаи также нуждаются в строгой врачебной проверке, так как через какое-то время в результате воспалительных процессов возможно появление острых легочных и/или неврологических осложнений.

 

Предупреждение

Несколько полезных советов, чтобы избежать этого неприятного происшествия:

— всегда выдыхайте во время всплытия (только для ныряльщиков с аквалангом);

— избегайте погружений при наличии дыхательных патологий (бронхит, эмфизема);

— не предлагайте подышать сжатым воздухом ныряльщику на задержке дыхания;

— не дышите сжатым воздухом во время погружения на задержке дыхания.

 

Заключение

Разрыв легких — это несчастный случай при занятии подводным плаванием с крайне тяжелыми последствиями, но его можно легко избежать, если хорошо знать данную патологию и как следует подготовиться к управлению экстренной ситуацией.

 

Погружение под воду приводит к значительным изменениям в органах зрения, как под воздействием прямых эффектов гидростатического давления, так и из-за разницы в показателе преломления воды и воздуха.

 

Анатомия глаза

Глаз можно сравнить с оснащенной системой линз фотокамерой, которая обеспечивает автоматическую фокусировку изображения, его запечатление на пленку и передачу по кабелю в центр проявки. Роговая оболочка и кристаллик представляют собой систему линз, сетчатка — это фотопленка, а зрительный нерв является связующим проводом.

Глазное яблоко находится под прозрачной пленкой — роговой оболочкой, которая, в свою очередь, покрыта прозрачной мембраной, или конъюнктивой. За роговой оболочкой находится радужная оболочка; пространство между роговой и радужной оболочками называется передней камерой глазного яблока, оно заполнено внутриглазной жидкостью — стекловидным телом, функция которого заключается в переносе кислорода и питательных веществ к структурам глаза, а также в удалении продуктов метаболизма. Количество ее определяет внутриглазное давление, которое в норме постоянно. Стекловидное тело постоянно обновляется; скорость его формирования около 2 мм3/мин, и на полную замену уходит около 100 минут. В этом же месте находится радужная оболочка, имеющая по середине отверстие для зрачка; это цветная часть глаза, видимая снаружи через роговую оболочку. Самая внутренняя часть — это сетчатка, состоящая из серии нервных клеток, располагающихся в девяти слоях, от самого нижнего из которых отходит глазной нерв. В заднем её полюсе находится небольшое углубление — центральная ямка — наиболее чувствительный участок сетчатки, в котором содержатся только колбочки. Место на сетчатке, где нет ни палочек, ни колбочек, называется слепым пятном; оттуда из глаза выходит зрительный нерв.

Веки защищают глаз от внешнего воздействия: в их тканях находятся волокна круговой мышцы глаза, обеспечивающей открывание и закрывание глаза. Внутренняя поверхность века покрыта конъюнктивой, которая образует слезный мешок, содержащий слезную жидкость и сообщающийся с носослезным протоком.

Слезная жидкость производится слезными железами, она увлажняет и обеспечивает скольжение внешних структур глаза.

 

Зрение в погружении

У человека способность адаптации зрения во время погружения под воду очень ограничена, поскольку вода имеет иной показатель преломления, чем воздух.

Именно по этой причине необходимо использовать маску, позволяющую поместить между глазом и водой слой воздуха, который вернет подводнику возможность видеть, но с небольшими изменениями, которые мы сейчас и рассмотрим.

Во время погружения световые лучи, прежде чем достигнуть зрительных органов, претерпевают некоторые изменения вследствие того, что им приходится преодолевать различные среды. В результате предметы кажутся примерно на 30 % больше и на 25 % ближе, чем в реальности.

Без использования маски зрение подводника становится дальнозорким, обманчивым и несфокусированным. Цвета и контрастность объектов под водой также претерпевают изменения, поскольку вода является барьером для солнечного света. На глубине 5 метров остается 25 % света с поверхности. На 15 метрах — уже 12 %. На 40 метрах уже практически темно, поскольку там всего 3 % света с поверхности. Эти данные, безусловно, усредненные, поскольку вода может иметь различную степень прозрачности. Вода поглощает инфракрасную (тепловую) часть солнечного спектра (красный цвет) примерно на 10 метрах, а на глубину 30 метров проходят только самые короткие лучи, с доминированием голубого и зеленого цвета. Красный цвет превращается в черно-синий.