Адаптация к нырянию

Некоторые гематологические показатели у жителей Перу разных высот

Показатели	Лима (уровень моря)	Маракоч, 4540 м
Общий объем крови, л	4,77	5,70
Общий гемоглобин, г
Гемоглобин на вес тела, г кг^-1	12,6	20,7
Эритроциты, млн мм^-3	5,11	6,44
Доля эритроцитов, %%	46,6	59,5

Зато у людей, живущих на высокогорье, увеличивается жизненная емкость легких. Кислородная емкость их крови повышается за счет увеличения числа эритроцитов и содержания гемоглобина, в том числе и фетального гемоглобина, обладающего повышенным сродством с кислородом. В их мышцах становится больше миоглобина, а митохондриях усиливается активность ферментов, аэробного дыхания и гликолиза.

Интересно, что эти явления отсутствуют у новорожденных младенцев, но появляются уже через несколько дней после рождения.

Таким образом, организм человека успешно адаптируется к существованию на высотах до 5000 м. Более того, выполнение физической работы на высоте 5400 м приводит к меньшему накоплению молочной кислоты в мышцах, т.е. меньшей утомляемости.

Адаптации к нырянию у человека, как и любого млекопитающего, дышащего атмосферным кислородом, касаются, прежде всего, работы его легочного аппарата. По способности к нырянию все млекопитающие разделяются на три группы:

1. Водные (киты, дельфины, дюгони), способные находиться под водой до 30 минут – до 2 часов, достигая при этом глубины свыше 1100 м.

2. Полуводные (моржи, тюлени, морские котики, выдры, бобр, ондатра, утконос), способные находиться под водой от 5 до 15 минут.

3. Наземные (все остальные виды), способные находиться под водой не более 4 – 5 минут. К этой группе относится и человек. Профессиональные ловцы жемчуга и сборщики губок, не использующие аквалангов, способны находиться под водой в среднем 2 - 2,5 минуты.

Рекордными для людей являются достижения профессиональных дайверов. Однако такое затяжное ныряние таит серьезную опасность; быстрое падение концентрации кислорода в крови может вызвать внезапную потерю сознания; в этом состоянии человек под воздействием повышения содержания СО₂, инстинктивно вдохнет воду и захлебнется.

Адаптации к нырянию касаются, прежде всего, повышения его запасов в организме. Кислородная емкость плазмы крови у видов из всех групп очень близка – от 141 мл О₂ л^-1 (кит) до 250 мл О₂ л^-1 (бобр). У человека этот показатель составляет - 207 мл О₂ л^-1. Различия в содержании кислорода в эритроцитах также невелики – от 400 мл О₂ л^-1 (бобр) до 613 мл О₂ л^-1 (тюлень); у человека – 450 мл О₂ л^-1. Основной путь повышения запасов кислорода – увеличение содержание особого белка -- мышечного гемоглобина, способного связывать большое количество кислорода. У человека эта способность развита лишь незначительной степени.

У профессиональных японских ныряльщиц за жемчугом (ама), у которых эта профессия передавалась из поколения в поколение, обнаружено увеличение отложений подкожного жира. Это снижает потери тепла в водной среде, которая отличается высокой теплоемкостью и теплопроводностью, а также уменьшает удельный вес тела. Такие же адаптации, только в гораздо более выраженной форме, отмечены у всех водных и полуводных млекопитающих.

Воздействия повышенного давления кислорода. С этим фактором сталкиваются в основном водолазы и акванавты при глубоких погружениях. Давление дыхательной смеси, которая подается в этих условиях человеку, должно обязательно соответствовать гидростатическому давлению на данной глубине, иначе дыхание будет невозможным. При увеличении давления на каждые 10 м давление возрастает на 1 атм. Следовательно, на глубине 100 м человек вдыхает газовую смесь под давлением 10 атм. Пропорционально возрастает и плотность этой смеси, что создает сопротивление дыханию. Поэтому на глубинах свыше 60 – 80 м азот полностью или частично заменяют более легким гелием. Кроме того, азот под давлением вызывает у человека наркотический эффект. Поэтому человек даже в специальном водолазном снаряжении (скафандр) может находиться на глубинах не более 250 м.

Серьезная опасность угрожает человеку и при подъеме на поверхность после пребывания на глубине. Во время действия высокого давления кровь и другие жидкости тела насыщаются азотом или гелием. При быстром падении давления дыхательной среды (декомпрессии) эти газы выделяются в виде мелких пузырьков, которые могут закупорить мелкие тонкие кровеносные сосуды и капилляры и вызвать нарушение кровоснабжения внутренних органов, в том числе – головного мозга.

Чтобы предотвратить декомпрессионные расстройства, подъем водолазов и акванавтов ведут очень медленно. Важное значение имеет и правильный газовых смесей.

Вредным для человека является и повышенное парциальное давление кислорода - гиперксия. Так, при обычном атмосферном давлении дыхание чистым кислородом в течение 12-15 часов может вызвать раздражение слизистой оболочки дыхательных путей, вплоть до воспаления легких. Дыхание кислородом при более высоком давлении (до 2 – 3 атм.) вызывает тяжелые расстройства ЦНС (судороги, галлюцинации и др.) уже через 1-2 часа воздействия.

Поэтому содержание кислорода в дыхательной смеси, которой дышит водолаз, снижают по мере увеличения глубины погружения, сохраняя его парциальное давление, близкое к наземному.

Некоторые ученые считают не случайным, что большинство мировых религий (иудаизм, христианство, мусульманство) возникли в регионе Палестины и Мертвого моря, где находится самая глубокая впадина на суше (-395 м). Здесь самое высокое парциальное давление кислорода на Земле, что могло вызывать определенное коллективное воздействие на нервную систему и психику людей.

Дата добавления: 2014-01-06