Ныряние с задержкой дыхания - самый древний и простой способ подводных погружений. Оно основано на инстинктивных действиях человека и тысячелетиями практикуется ловцами губок, собирателями дорогих кораллов, жемчуга и других даров океана.

Ныряние с задержкой дыхания - самый древний и простой способ подводных погружений. Оно основано на инстинктивных действиях человека и тысячелетиями практикуется ловцами губок, собирателями дорогих кораллов, жемчуга и других даров океана. Сегодня ныряние почти полностью вытеснено из профессиональной сферы, но до сих пор служит для человека наиболее частым способом проникновения в водную толщу. Объясняется это тем, что свободные погружения доступны любому желающему и имеют большую прикладную ценность.

Особое место ныряние занимает в практике подводной охоты. Это главный элемент, на котором основаны все упражнения этого вида спорта. То есть от того, насколько охотник овладел нырянием, зависят его успехи.

Подводная охота очень привлекательна. Многие энтузиасты занимаются ею чаще всего в отпуске, но есть спортсмены, тренирующиеся постоянно. Охота под водой в теплых водоемах не требует ни дорогостоящего снаряжения, ни особой тренированности. Достаточно приобрести комплект № 1 (ласты, полумаску, дыхательную трубку) и ружье - после чего можно отправляться на поиски "дичи".

Но занятие это не столь безобидно, как может показаться на первый взгляд. Любое свободное погружение потенциально опасно развитием острого кислородного голодания головного мозга, потерей сознания и утоплением. При этом, как правило, преждевременно обрывается жизнь молодых (от 16 до 30 лет) и зачастую совершенно здоровых людей. Отсюда ясно, насколько важно каждому подводному охотнику знать физиологию ныряния. Это поможет избежать потери сознания под водой и тем самым сократит число несчастных случаев. А количество их (причем большинство - со смертельным исходом) год от года растет, так как подводная охота становится все более популярной в России.

КАК РЕАГИРУЕТ ОРГАНИЗМ ЧЕЛОВЕКА НА НЫРЯНИЕ
В процессе ныряния человек выполняет мышечную работу, в результате чего быстро расходуется кислород и развивается его дефицит - гипоксия. Степень ее зависит от интенсивности и продолжительности физической нагрузки, температуры воды, эмоционального напряжения. Одновременно в организме накапливаются продукты обмена, в частности, углекислый газ.  Рассмотрим, как реагируют различные органы на гипоксию и приспосабливаются к ней. Сердце и легкие доставляют тканям кислород и удаляют из них углекислоту.

Совершенно очевидно, что остановка дыхания и кровообращения представляет опасность для жизни.  Но не все органы одинаково нуждаются в постоянном обеспечении кислородом. Известно, что если с помощью жгута остановить кровообращение в конечности (руке или ноге) не более чем на час, это не вызовет повреждения ее тканей. Почки, кожа и некоторые другие органы также способны переносить перерывы в кровоснабжении. Но вот сердце и мозг очень чувствительны к дефициту кислорода: они могут нормально функционировать только при бесперебойном снабжении им. Остановка кровообращения и дыхания более чем на 8 минут приводит к необратимым изменениям в тканях этих органов.

Неодинаковая потребность органов в кислороде дает возможность организму в случае необходимости экономно расходовать его с помощью рефлекторных приспособительных сердечно-сосудистых реакций. Экспериментально установлено, что во время ныряния у человека перераспределяется кровоток, обеспечивая преимущественно сердце и головной мозг. Другие органы, менее чувствительные к недостатку кислорода, остаются на голодном пайке.

Одновременно замедляется сердечный ритм — что приводит к уменьшению энергетического расхода мышцы сердца, замедлению переноса кислорода к тканям, торможению обменных процессов в организме. 

Исследования показали, что замедление сердцебиений возникает как при опускании в воду только лица, так и при полном погружении. Такая реакция чем-то напоминает снижение числа оборотов мотора при сокращении подачи топлива. Расположенные вокруг губ человека чувствительные окончания тройничного нерва немедленно реагируют на контакт с водной средой. Вслед за этим головной мозг подает сердцу сигнал снизить свою активность.
 В экспериментах показано, что степень замедления частоты сердцебиений при опускании лица в воду зависит от температуры воды и от тренированности организма пловца. У нетренированных людей частота сердечных сокращений падает на 8 — 22%, а у хорошо подготовленных спортсменов — на 50%. Пульс падает обычно не сразу, а спустя 5 — 7 с после опускания лица в воду.

Широко известно, что при любой физической нагрузке активность сердца увеличивается. Однако, как ни парадоксально, ныряние на задержке дыхания с максимальной скоростью на дистанцию 50 м сопровождается замедлением пульса. Частота сердцебиений возрастает только вначале, а затем падает и может достигать меньших значений, чем в покое на суше.

Считается, что рефлекторные приспособительные сердечно-сосудистые реакции, возникающие у человека при нырянии, служат эффективной защитой от развивающегося дефицита кислорода в организме. По идее это значит, что перестройка кровообращения и замедление сердцебиений должны заметно продлить допустимое время задержки дыхания. Между тем американские исследователи показали, что максимальная ее продолжительность, в зависимости от температуры воды, либо равна по времени, либо существенно меньше, чем на суше. По-видимому, в процессе эволюции рефлекторные сердечно-сосудистые реакции при нырянии (как защитная реакция) у человека не приобрели достаточной эффективности. Что и неудивительно — все-таки мы животные сухопутные...

ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТЬ ЗАДЕРЖКИ ДЫХАНИЯ ПОД ВОДОЙ
Максимальная длительность ныряния определяется временем задержки дыхания. Оно зависит от тренированности пловца, от величины запасов кислорода, доступного для расходования, и от интенсивности его потребления тканями организма. Резервы кислорода у взрослого здорового мужчины при задержке дыхания после полного вдоха составляют около 2,5 л: по литру в легких и крови плюс примерно пол-литра в скелетных мышцах.
 При нырянии даже хорошо подготовленный спортсмен может использовать не более 50% этого количества. Затем он должен немедленно возобновить дыхание, иначе потеряет сознание из-за острого кислородного голодания головного мозга: клетки коры его больших полушарий очень чувствительны к гипоксии.

Кислородное голодание вначале проявляется ощущением "оглушения", некоторым затемнением сознания и, наконец, обмороком. Нарастание симптомов острой гипоксии очень стремительно. Как правило, человек теряет сознание неожиданно и, если ему вовремя не прийти на помощь, может утонуть. Острое кислородное голодание при апноэ чрезвычайно опасно. Оно — причина 70% всех смертельных случаев.

Уберечь спортсменов от острой гипоксии крайне трудно даже в условиях хорошо организованных соревнований. С 1985 по 1987 г. на состязаниях по военно-прикладному плаванию (нырянию в длину на 50 м) нами было зарегистрировано 79 случаев потери сознания. Частота случаев потери сознания во время ныряния в длину составила в среднем за три года 3,4%.

Что заставляет ныряльщика прекратить задержку дыхания и подняться на поверхность?
 Важнейший физиологический стимул дыхательного центра (под этим названием объединены особые нервные клетки, расположенные в различных отделах мозга) — углекислый газ. Во время ныряния, как уже отмечалось, он быстро накапливается в крови и раздражает дыхательный центр. Человек воспринимает это как ощущение удушья. Не тренированный в нырянии пловец не может побороть желания возобновить дыхание и всплывает, имея в резерве еще довольно много неизрасходованного кислорода.
 Регулярная тренировка в нырянии снижает чувствительность нервных клеток дыхательного центра к действию углекислоты. Корейские исследователи установили, что корейские и японские профессиональные ныряльщики "ама" менее чувствительны к накоплению углекислого газа, чем менее тренированные пловцы. Это помогает дольше переносить неприятное ощущение удушья. Таким образом, время задержки дыхания возрастает, а запас кислорода в организме расходуется более полно.

Каждый здоровый человек с помощью регулярных тренировок может развить способность довольно долго плавать под водой на задержке дыхания. Разумеется, при этом в крови его будет значительно снижаться содержание кислорода. Поэтому ныряльщику необходимо научиться оценивать по своим ощущениям приближение порогового содержания кислорода, за которым может наступить кислородное голодание и потеря сознания. Исследования В.П.Пономарева показали, что подавляющее большинство людей обладают такой способностью. Лишь у 3 - 4% она отсутствует. Такие спортсмены, занимаясь нырянием, постоянно подвергают свою жизнь опасности. Поэтому к практике организованных занятий подводной охотой нельзя допускать людей, не способных к самооценке при погружении с задержкой дыхания.

ПРОИЗВОЛЬНАЯ ГИПЕРВЕНТИЛЯЦИЯ ЛЕГКИХ
Обычно на суше при нормальном атмосферном давлении продолжительность задержки дыхания у нетренированного человека невелика. В состоянии покоя после обычного вдоха она составляет в среднем 40 - 60 с. Увеличить время задержки дыхания можно с помощью гипервентиляции -усиленной вентиляции легких за счет частого и глубокого дыхания.
 Она может несколько (по сравнению с нормой) повысить парциальное (частичное) давление кислорода (со 100 до 120 мм рт. ст.) и вдвое снизить парциальное давление углекислого газа (с 40 до 20 мм рт. ст.) в легких. Следовательно, изменяются и концентрации обоих газов в крови. В общем при гипервентиляции количество кислорода в организме возрастает на 0,3 - 0,35 л. Это позволяет продлить задержку дыхания в среднем еще на минуту, а при физической нагрузке, в зависимости от ее интенсивности, только на 15 - 25 с.

Более важный физиологический эффект усиленной вентиляции легких - снижение содержания углекислоты в крови. Именно благодаря ему возбуждение дыхательного центра отодвигается во времени и продолжительность пребывания под водой значительно возрастает.

Спортсмены-ныряльщики после гипервентиляции легких способны подолгу не дышать. Вот только один показательный пример: француз М.Баде (Страсбург) в 1991 г, пробыл под водой без движения 6 мин 04 с, установив мировой рекорд.

Экспериментально доказано, что продолжительность задержки дыхания зависит от времени гипервентиляции, ее интенсивности и глубины. Но эффективность усиленной вентиляции легких имеет ограничения. Парциальное давление углекислого газа в легких падает только в течение первых трех минут форсированного дыхания. Затем оно чуть повышается и стабилизируется. На шестой минуте оно такое же, как и после 2-минутной гипервентиляции. Поэтому продолжение ее более трех минут не имеет смысла.

Кроме того, необходимо помнить, что гипервентиляция далеко не безопасна для организма и, как ни парадоксально, может способствовать развитию острого кислородного голодания. Разберем две типичные ситуации при плавании в комплекте № 1.

Предположим, ныряльщик сделал глубокий вдох и, задержав дыхание, догрузился на небольшую глубину (1-2 м). Накопление углекислоты в организме в период задержки дыхания быстро приводит к стимуляции дыхательного центра, и нестерпимое желание сделать вдох заставляет человека всплыть. При таких условиях содержание кислорода в воздухе легких, как правило, не успевает снизиться до критической величины.

Теперь представим, что этот же пловец нырнул после предшествующей длительной гипервентиляции. Как уже отмечалось, она снижает исходный уровень углекислоты в организме. Кислород быстро расходуется, и содержание его в крови падает. В связи с тем что чувствительность дыхательного центра к недостатку кислорода снижена, содержание его может упасть до такого низкого уровня, что человек потеряет сознание прежде, чем концентрация углекислого газа повысится до порога, заставляющего ныряльщика сделать вдох.

Обморок в результате острого кислородного голодания наступает при падении парциального давления кислорода в легких (точнее, в легочных пузырьках - альвеолах) ниже 33 мм рт. ст. На это одним из первых обратил внимание американский исследователь А.Крейг. Он обобщил данные о 58 случаях потери сознания при нырянии, 23 из которых закончились гибелью людей.

Следует также знать, что продолжительная гипервентиляция еще до погружения может привести к кислородному голоданию головного мозга и потере сознания. Обладая высокой биологической активностью, углекислота служит не только основным физиологическим возбудителем дыхательного центра, но еще и регулятором тонуса кровеносных сосудов. В ответ на удаление углекислоты из организма происходит рефлекторное сужение сосудов головного мозга. Мало того, при частом и глубоком дыхании кислород прочнее связывается с гемоглобином, и тот "неохотно" отдает его тканям. Возникает поистине удивительная ситуация: кислородное голодание от избытка воздуха!

Делая глубокие вдохи и выдохи, человек думает, что насыщает организм кислородом, а на самом деле все происходит наоборот: в 2 —3 раза уменьшается приток крови к тканям и примерно вдвое прочнее кислород закрепляется в крови. В результате клетки получают его в 4 — 6 раз меньше, чем обычно.

Все изложенное свидетельствует о том, что перед продолжительным нырянием нужно избегать длительной гипервентиляции. С цепью предупреждения потери сознания время ее проведения надо ограничивать. Продолжительность правильной вентиляции каждый может легко рассчитать для себя. Для этого следует воспользоваться методом, разработанным специалистом медицинской профилактической комиссии CMAS доктором Р. Чарли.

Суть его в следующем. Пловцу нужно сделать гипервентиляцию и по секундомеру засечь время от ее начала до появления признаков легкого головокружения, чувства ползания мурашек по коже, слабого покалывания в кончиках пальцев рук.
Гипервентиляцию необходимо проводить в специальном кресле, из которого человек не выпадет при внезапной потере сознания. Полученное число секунд делят на три: результат и есть время гипервентиляции перед спуском на воду. Старайтесь никогда не превышать его.

ВОЗМОЖНОСТИ ЧЕЛОВЕКА ПРИ ПОГРУЖЕНИИ НА ГЛУБИНУ
Глубина ныряния с поверхности воды зависит главным образом от общего объема легких человека, его специальной тренированности и адаптации к водной среде.  Известно, что через каждые 10 метров глубины давление воды возрастает на 1 атм. Поверхность тела человека колеблется в пределах 150 — 180 тыс. см2, следовательно, на уровне моря оно испытывает давление 16 — 18 тонн. На глубине 10 м — 30 —36 т, на 50 м — 90 -108 т, на 100 м — 165 — 198 т.  Казалось бы, ныряльщик должен быть раздавлен в лепешку. Но этого не происходит потому, что организм его на 70% состоит из несжимаемой жидкости. А вот воздух в легких сжимается, и уменьшается объем грудной клетки.

Допустим, на поверхности после максимального вдоха общий объем воздуха в легких пловца равен б л. На отметке 10 м под давлением воды на грудную клетку и живот он уменьшится до 3 л, а на рубеже 30 м сожмется до 1,5 л. Таким образом, человек по достижении глубины 30 м после максимального вдоха имеет в легких такой же объем воздуха, как при максимальном выдохе на поверхности. При этом естественная подвижность грудной клетки полностью исчерпывается.

Уменьшение объема воздуха в легких ниже остаточного (т.е. как после глубокого выдоха) может привести к расстройству дыхания и кровообращения. Поэтому предел глубины ныряния в данном случае составит 30 м.

До сравнительно недавнего времени считалось, что ныряние на "запредельные" глубины может привести к разрушению грудной клетки. Но рекорды ныряльщиков опровергли это мнение. Высшее мировое достижение в нырянии на глубину среди женщин принадлежит итальянке А.Бандини - 107 м (1989 г.), среди мужчин - американцу кубинского происхождения Ф.Феррере - 133 м (1996 г.).

Оказалось, грудную клетку от разрушения защищает кровь. При погружении за "физиологический предел" она притекает в легочные сосуды с периферии тела. Поэтому объем грудной клетки сохраняется почти постоянным. Но, как выяснилось, сосуды легких дополнительно могут принять только около 0,7 л крови. А после этого, вероятно, произойдет их разрыв и разрушение грудной клетки.

Ныряние на "запредельные" глубины чрезвычайно опасно даже для опытных спортсменов. 06 этом красноречиво свидетельствует гибель 22-летнего ныряльщика из Ниццы Сгарилла Изоарди, пытавшегося в апреле 1992 г. побить мировой рекорд. Кроме того, оно доступно только единицам, требует специального, очень дорогостоящего оснащения и обеспечения. Учитывая большую опасность глубинного ныряния, члены исполнительного комитета CMAS 5 декабря 1970 г. приняли решение о запрещении регистрации спортивных рекордов. Но, несмотря на это, отдельные ныряльщики по сей день отваживаются бросать вызов судьбе. В нашей стране ныряние ограничено для мужчин 15 метрами, для женщин - 10.

При нырянии на глубину нужно помнить об опасности острого кислородного голодания. Чаще всего гипоксия с потерей сознания развивается при подъеме на поверхность. В 1959 г. во время подводной охоты погибли чемпион мира 1958 года француз Ж.Корман, чемпион Португалии Х.Ра-мелата и многие другие опытные спортсмены.

Отчего же происходят трагедии? Рассмотрим механизм развития острого кислородного голодания на примере. Допустим, общий объем легких ныряльщика на поверхности воды равен б л, а парциальное давление кислорода, входящего в состав воздуха, которым они заполнены, 100 мм рт. ст. На глубине 10 м давление окружающей среды будет вдвое выше. Поэтому объем легких пловца уменьшится и составит 3 л, а парциальное давление кислорода возрастет до 200 мм рт. ст. Во время пребывания под водой объем легких останется неизменным. Но за счет потребления кислорода парциальное давление последнего снизится до 60 мм рт. ст. Казалось бы, пловцу ничто не угрожает - этого количества вполне достаточно для жизнедеятельности его организма.

Увы, это не так. При всплытии объем легких вновь увеличится до б л, а парциальное давление кислорода упадет до 30 мм рт. ст., т.е. ниже критической отметки. Ныряльщик потеряет сознание в результате острого кислородного голодания головного мозга. По инерции он всплывет на поверхность, но это не спасет его от гибели: он будет не в состоянии продуть дыхательную трубку и сделать вдох.

Таким образом, чтобы не оказаться в лапах коварной гипоксии, подводному охотнику необходимо уметь рационально планировать двигательную нагрузку под водой. Надо начинать всплытие раньше, чем запас кислорода в организме снизится до критического уровня. Кроме того, нужно учитывать продолжающееся падение парциального давления кислорода во время всплытия, вызванное понижением давления воды.

Поэтому, получив из центральной нервной системы сигнал о необходимости начать дышать, ныряльщик не должен задерживаться под водой. В заключение процитируем высказывание выдающегося исследователя моря Жака-Ива Кусто: «Плавать под водой безопасно и очень увлекательно, я не знаю другого занятия, которое так вознаграждало бы человеческую любознательность. Но люди, которые не подготовились как следует для плавания под водой, могут попасть в беду. Не погружайтесь на глубину, пока не будете знать основ физиологии подводного плавания...»
Эти слова полезно помнить каждому любителю апноэ.