Дыхание. Для начала немного остановимся на такой важной функции организма, как дыхание, и освежим в памяти некоторые основные моменты

Для начала немного остановимся на такой важной функции организма, как дыхание, и освежим в памяти некоторые основные моменты.

Дыхание – это совокупность процессов, обеспечивающих потребление организмом кислорода и выделение двуокиси углерода (CO₂) – продукта метаболизма клеток. Поступление кислорода из воздуха к клеткам необходимо для биологического окисления органических веществ, в результате которого освобождается энергия, необходимая для жизнедеятельности организма. В процессе биологического окисления образуется двуокись углерода, подлежащая удалению из организма. Кроме того, дыхание участвует в поддержании постоянства реакции жидкостей и тканей внутренней среды организма, а так же температуры тела.

Дыхание включает в себя следующие процессы:

Внешнее дыхание или вентиляция легких. Происходит за счет периодического изменения объема грудной полости при сокращении дыхательных межреберных мышц и диафрагмы.

Обмен газов в легких. Происходит между альвеолярным воздухом и кровью капилляров малого круга кровообращения. При этом кислород вступает в химическую реакцию с гемоглобином, находящимся в красных кровяных тельцах, образуя окись гемоглобина.

Транспорт кровью химически связанного кислорода из малого круга кровообращения (легкие) через легочную вену в левое предсердие, далее в левый желудочек сердца и, наконец, через аорту в большой круг кровообращения.

Обмен газов в тканях происходит между кровью капилляров большого круга кровообращения и клетками тканей. При этом окись гемоглобина, превращаясь обратно в гемоглобин, снабжает освободившимся кислородом клетки.

Внутреннее дыхание – биологическое окисление в клетках организма.

Регуляция дыхания осуществляется дыхательным центром, который представляет собой группу нервных образований, расположенных на разных уровнях центральной нервной системы. Основные ядра дыхательного центра находятся в продолговатом мозгу. Хочу обратить ваше внимание на то, что дыхательный центр реагирует только на содержание двуокиси углерода (CO₂) в крови и практически невосприимчив к концентрации в ней кислорода. К примеру, увеличение содержания двуокиси углерода (CO₂) в крови всего на 0,2% приводит к рефлекторному увеличению вентиляции легких на 200%, в то время как увеличение или уменьшение кислорода в крови на те же 0,2% останется для организма "не замеченным". Это очень важно, так как мы можем использовать для дыхания смеси с увеличенным или уменьшенным за счет инертных газов количеством кислорода, с определенными ограничениями, естественно, не нарушая при этом процесса внешнего дыхания. Но об этом позже.

Для справки:

• жизненная емкость легких взрослого человека в среднем составляет 3-5 литров
• число дыхательных движений в покое 16-20/мин
• легочная вентиляция взрослого человека в покое 6-10 л/мин
• легочная вентиляция взрослого человека при физической нагрузке 50-100 л/мин
• поглощение кислорода в покое 250-400 мл/мин
• выделение двуокиси углерода (CO₂) в покое 200-300 мл/мин

Воздух

Теперь давайте вспомним, что вдыхаемый нами атмосферный воздух – это смесь газов, состоящая приблизительно из 21% кислорода и 79% азота, а состав выдыхаемого воздуха уже несколько отличается от атмосферного и состоит примерно из 16% кислорода, 74% азота и около 10% двуокиси углерода (CO₂) и паров воды ³.

В отличие от кислорода, азот как составляющий газ воздуха, которым мы дышим, не участвует в альвеолярных обменных процессах. Азот инертен, его незначительное количество в растворенном состоянии всегда присутствует в организме и не доставляет нам никаких хлопот, пока мы находимся в зоне практически неизменного атмосферного давления. Но во время подводного плавания с аквалангом мы создаем себе условия с резко изменяющимся давлением окружающей среды, подчас во много раз превышающим привычное атмосферное. Чтобы иметь возможность находиться в этих условиях, мы вынуждены использовать для дыхания воздух под давлением, равным давлению окружающей нас среды. Вот здесь-то и возникают проблемы с азотом, который насыщает собой кровь, а затем и ткани нашего организма. Происходит это из-за разницы между давлением вдыхаемого с воздухом азота и азота, растворенного в крови и тканях. Создаваемый таким образом градиент давления азота заставляет его растворяться в организме при погружении и выделяться при всплытии.

Во время погружения увеличивается давление подачи воздуха из регулятора в соответствии с увеличением давления окружающей среды. Концентрация азота в легких становится выше, чем в крови и тканях организма, что приводит к растворению в них дополнительного азота (закон Генри). Во время всплытия давление понижается, и азот переходит из тканей, где он оказался в большей концентрации в кровь, где концентрация снизилась. Затем с кровью он переносится в легкие и по той же причине "испаряется" в менее насыщенный альвеолярный воздух, покидающий легкие во время выдоха.

При резком снижении наружного давления азот также имеет свойство из растворенного состояния переходить в газообразное прямо в теле, образуя в крови и тканях пузырьки, которые являются причиной кессонной болезни. Именно из-за подобного поведения азота мы вынуждены выполнять множественные декомпрессионные процедуры, такие, как: ограничение времени погружения в зависимости от глубины, ограничение скорости всплытия, длительные декомпрессионные остановки перед подъемом на поверхность, соблюдение интервалов на поверхности между погружениями и перед предстоящим авиаперелетом. Но, даже соблюдая все меры предосторожности, мы все равно подвергаемся патологическому влиянию азота. Это проявление "азотного наркоза" на глубине, а так же усталость и сонливость после погружений, обусловленные наличием в организме так называемого остаточного азота. Одним словом, этот "инертный" газ во многом ограничивает наши возможности в подводном плавании и делает его при определенных условиях небезопасным для здоровья. Как хорошо было бы избавиться от этих проблем вообще, или хотя бы уменьшить влияние азота на организм.