РАЗДЕЛ «ФРИДАЙВИНГ»  -  ВСЕ СТАТЬИ РАЗДЕЛА  -  ГЛАВНАЯ

Опасность предварительной гипервентиляции легких при нырянии


Статья опубликована в журнале «Теория и практика физической культуры», 1988, № 1, С. 42-44.
(Т.М. Потапова, А.В. Потапов)


Для увеличения времени задержки дыхания под водой ныряльщики перед погружением производят гипервентиляцию легких атмосферным воздухом [9, 10, 12, 14 и др.]. Данный прием снижает парциальное давление углекислого газа в альвеолярном воздухе легких и артериальной крови. Благодаря этому императивный (повелительный) гиперкапнический стимул возбуждает инспираторный центр значительно позже, чем в тех случаях, когда усиленная вентиляция не делается и продолжительность произвольного апноэ возрастает. Между тем, во время ныряния из крови стремительно расходуется кислород. Появляется гипоксический стимул. Но он, особенно в условиях гипокапнии, слаб и не способен вызвать потребность вдоха. Зато функции центральной нервной системы при недостатке кислорода резко угнетаются, поэтому в какой-то момент человек может неожиданно для себя потерять сознание. Во время ныряния острое кислородное голодание головного мозга наступает без предшествующих симптомов, как бы среди полного благополучия, и человек становится бессильным предотвратить трагедию.

Только во Франции при занятиях подводным спортом ежегодно гибнет более 30 здоровых молодых людей, и подавляющее большинство несчастных случаев происходит в результате острой гипоксии [6]. Причем жертвами ее нередко становятся опытные спортсмены, такие, как чемпион мира по подводной охоте 1958 г. француз Жюль Корман, чемпион Португалии Хосе Ремелата и другие.

В литературе имеется ряд работ, посвященных изучению влияния гипервентиляции на возможность возникновения острой гипоксии во время произвольного апноэ [8, 13]. В них показано, что во время произвольной задержки дыхания после гипервентиляции напряжение кислорода в артериальной крови может понизиться до критического уровня, способного вызвать потерю сознания. И все же по сей день вопрос о влиянии усиленной вентиляции легких на возникновение острого кислородного голодания головного мозга при нырянии с задержкой дыхания разрешен не до конца.

Целью нашей работы было изучить, как происходит насыщение артериальной крови кислородом при произвольном апноэ под водой после гипервентиляции атмосферным воздухом.

В ранее проводимых работах оксигенация артериальной крови при задержке дыхания после усиленной вентиляции регистрировалась на суше [1].

Методика:


В исследовании участвовало 20 пловцов-подводников и пловцов (мужчин) I и II разрядов в возрасте от 19 до 22 лет. У каждого спортсмена исследовались: максимальное произвольное апноэ в покое под водой после обычного вдоха (на глубине 1м - 1,2м), то же, но после гипервентиляции, проводимой в течение 60 секунд, частота и глубина которой выбирались каждый произвольно. Время апноэ определялось на основе литературных данных [4]. Авторы установили, что такой режим наиболее эффективен перед задержкой дыхания, так как позволяет выявить у спортсменов способность к самооценке уровня насыщения артериальной крови, а также влияние гипервентиляции на гипокапнические проявления.

Предварительная гипервентиляция легких проводилась на суше в положении стоя, а последующая задержка дыхания лежа под водой. Максимальное произвольное апноэ при физической нагрузке (имитация ныряния на скорость) осуществлялось также после обычного вдоха и предварительной гипервентиляции (60 секунд). Держась руками за ступеньку лестницы бассейна на глубине 1м - 1,2м спортсмен с максимальной частотой работал ногами в ластах. Этим и достигались условия, максимально приближенные к условиям двигательной деятельности ныряльщиков под водой.

Оксигенация крови во время исследований фиксировалась непрерывно с помощью оксигемографа "0-36М", датчик которого прикреплялся к ушной раковине испытуемого. На голову спортсмена надевался герметичный резиновый шлем. Чтобы полностью исключить опасность для испытуемого, находящегося в воде, питание лампочки датчика обеспечивал источник постоянного тока, сам прибор включался в сеть. Перед входом испытуемого в воду стрелка оксигемографа после прогрева ушной раковины лампочкой датчика, как требует инструкция, устанавливалась на отметке 96%. Интервал между исследованиями был не менее 8-10 минут, т.е. до возвращения оксигемограммы к исходному уровню.

Результаты:


При погружении в воду и подготовке к произвольной задержке дыхания у испытуемых наблюдалось снижение оксигенации крови на 1-3%, не снимавшееся гипервентиляцией. Вероятно, это объяснялось тем, что во время пребывания в воде увеличивается потребление кислорода [5]. Данные о продолжительности произвольного апноэ и содержания оксигемоглобина в артериальной крови в момент его прекращения (без гипервентиляции и в сочетании с ней), в покое и во время физической работы представлены в таблице.

Обсуждение:


Результаты проведенного исследования полностью согласуются с данными литературы о том, что предварительная гипервентиляция увеличивает время задержки дыхания под водой как в покое, так и при выполнении физической работы. При этом содержание оксигемоглобина в артериальной крови к концу апноэ после гипервентиляции падало до более низких величин, чем без ее проведения.

Может ли такое снижение оксигенация крови привести к острому кислородному голоданию и потере сознания у ныряльщиков? Известно, что падение окигемоглобина до 70-40% вызывает у человека начальные признаки острой гипоксии [2]. Спортсмены-подводники, находящиеся в воде, прерывали задержку дыхания при 54-52% [3]. Это физиологический предел, так как при снижении запаса кислорода в организме примерно наполовину развивается кислородное голодание тканей головного мозга, и в первую очередь, коры больших полушарий, мозжечка высших подкорковых центров. У ныряльщика появляется состояние "оглушения" - помрачение сознания. А затем потеря сознания.

Во время имитации ныряния в длину в ластах у пяти испытуемых в нашем исследовании уровень оксигенации артериальной крови упал до 58-50%. У трех из них отмечались те или иные симптомы нарушения функций центральной нервной системы, характерные для развивающегося острого кислородного голодания (один испытуемый не смог самостоятельно выйти из воды). Совершенно очевидно, что эти спортсмены находились на грани физиологического предела, за которым могла внезапно наступить потеря сознания.

Как уже отмечалось, в период ныряния в условиях гипокапнии человек не способен предупредить несчастье – потеря сознания наступает внезапно без предшествующих симптомов. Между тем, аналогичная ситуация может возникнуть и при сочетанном воздействии гипокисии и гиперкапнии у 3-4% людей, неспособных оценить степень снижения содержания кислорода в артериальной крови [3].

Запись оксигенации артериальной крови в наших исследованиях осуществлялась в условиях, приближенных к условиям двигательной активности спортсменов, ныряющих в длину, занимающихся спортивной подводной стрельбой. Однако можно предположить, что во время соревнований, гипоксемические сдвиги будут еще значительнее, что объясняется более интенсивной мышечной работой и общим охлаждением в открытом водоеме. В этих условиях происходит усиление окислительных процессов в организме. Кроме того, в наших исследованиях не было смоделировано свободное погружение на глубину, а оно наиболее опасно внезапным развитием острой гипоксии и потерей сознания. Парциальное давление кислорода (в альвеолярном воздухе и артериальной крови) на глубине за счет гидростатического давления будет больше, чем у поверхности - это позволяет человеку дольше находиться под водой без явлений кислородной недостаточности. Однако при всплытии парциальное давление кислорода резко падает за пределы безопасно допустимых величин, вызывая острую гипоксию головного мозга в период подъема или сразу вслед за ним [11].

Показатели Апноэ в покое под водой, после обычного вдоха Апноэ в покое под водой, после гипервентиляции Апноэ при работе под водой, после обычного вдоха Апноэ при работе под водой, после гипервентиляции
Время (секунд) 87,0 (±1,7) 141,8 (±7,4)
p<0,001
55,3 (±1,9) 61,5 (±2,6)
p<0,001
Содержание оксигемоглобина (%) 78,9 (±1,4) 77,0 (±0,8)
p<0,001
77,1 (±0,7) 67,5 (±5,3)
p<0,001
p – по сравнению с задержкой дыхания без гипервентиляции


Выводы:


  • Содержание оксигемоглобина в артериальной крови к концу произвольного апноэ под водой после гипервентиляции падает до более низких величин, чем без ее проведения (как в покое, так и при физической работе).
  • Установлено, что предварительная гипервентиляция, проводимая в течении 60 секунд, не устраняет возможность возникновения потери сознания при нырянии в длину в результате острой гипоксии головного мозга. При этом наибольшей опасности подвержены люди, неспособные оценивать степень снижения содержания кислорода в артериальной крови.
  • Полученные данные свидетельствуют о необходимости скорейшей разработки новых научно обоснованных рекомендаций в отношении характера и продолжительности гипервентиляции перед нырянием с задержкой дыхания.


  • Литература:


    1. Аверьянов В.А. «Теория и практика физической культуры», 1975, № 3, с. 32-34.
    2. Мясников А.П., Панин А.Ф. В кн.: Физиология подводного плавания и аварийно-спасательного дела. Л.: ВМА им. С.М. Кирова, 1972, с. 277-301.
    3. Пономарев В.П. Автореф. дис. Л.: 1963.
    4. Пономарев В.П., Ступак В.Т. В кн.: Биоэнергетика. Энергетическая характеристика физических упражнений. Л.: Медицина, 1973, с. 69.
    5. Савичев И.И. Физиология и патология подводных погружений при повышенном давлении. Л.: ВМА им. С.М. Кирова, 1945.
    6. Broussole B. Medicine et Armees, 1975, v. 3, N 10, p. 893-898.
    7. Craig A.B. J. Appl. Physiol., 1961, 4, p. 583-586.
    8. Craig A.B. Loss of conscionsness undervater – Undersea challenge. London, Brit. Sub. Aqua. Club, 1963, p. 70-76.
    9. Hiskey Donald D., Lungren Claes E.C. – III Physiology of Diving M. – Breath-Hold Diving – The Physicians Guide to Diving Medicine USA, 1984, p. 206-221.
    10. Igarashi A. A respiratory adaptation of the Ama-Bull. Tokyo Med. Dept. Univ., 1969, 16, p. 327.
    11. Lanpter E.H., Rahn H.J. J. Appl. Physiol., 1963, v. 18, p.471.
    12. Paulev P.E., Respiratory and cardiovascular effects of breath-holding. Copenhagen, 1969.
    13. Paper I., Richardson D., Kontos H., Patterson I. J. Appl. Physiol., 1967. 22, p. 201.
    14. Vernon H.H. J. Appl. Physiol., 1909, 38, p. 18.

    Обсуждение на форуме (комментариев: 0)


     Статья добавлена: 2016-11-03



    Влияние ныряния в длину на морфологический состав кровиВлияние ныряния в длину с задержкой дыхания на морфологический состав крови спортсменов (научная статья)
    Физиология ныряния с задержкой дыханияФизиологическая характеристика ныряния с задержкой дыхания (научная статья А. Потапова)
    Таблица нормативов по плаванию в ластах и подводному плаваниюРазрядные нормативы по плаванию в ластах и подводному плаванию
    (другие материалы по теме)


    РАЗДЕЛ "ФРИДАЙВИНГ"   -   ВСЕ СТАТЬИ РАЗДЕЛА
    © FRs, 2009-2017 при использовании материалов сайта ссылка обязательна