Elu säilitamiseks on vaja elusorganismi rakkudes ühelt poolt pidevalt hapnikku omastada ja teisalt oksüdatsiooniprotsesside tulemusena tekkinud süsihappegaasi eemaldada. Need kaks paralleelset protsessi moodustavad hingamise olemuse.
Kõrgelt organiseeritud mitmerakulistel loomadel tagavad hingamise spetsiaalsed elundid - kopsud.
Inimese kopsud koosnevad paljudest üksikutest väikestest alveoolide kopsuvesiikulitest, mille läbimõõt on 0,2 mm. Kuid kuna nende arv on väga suur (umbes 700 miljonit), on kogupind märkimisväärne ja ulatub 90 m 2 -ni.
Alveoolid on tihedalt läbi põimunud parimate veresoonte – kapillaaride võrgustikuga. Kopsuvesiikuli ja kapillaari seina paksus on kokku vaid 0,004 mm.
Nii puutub läbi kopsukapillaare voolav veri ülitihedasse kontakti õhuga alveoolides, kus toimub gaasivahetus.
Atmosfääriõhk siseneb kopsu vesiikulitesse, läbides hingamisteid.
Hingamisteed ise algavad nn kõriga kohas, kus neelu läheb söögitorru. Kõrile järgneb hingetoru - umbes 20 mm läbimõõduga hingetoru, mille seintes on kõhrelised rõngad (joon. 7).
Riis. 7. Ülemised hingamisteed:
1 - ninaõõs: 2 - suuõõne; 3 - söögitoru; 4 - kõri ja hingetoru (hingetoru); 5 - epiglottis
Hingetoru läheb rinnaõõnde, kus see jaguneb kaheks suureks bronhiks - paremale ja vasakule, mille küljes ripuvad parem ja vasak kops. Pärast kopsu sisenemist muutuvad bronhid, selle oksad (keskmised ja väikesed bronhid) järk-järgult õhemaks ja lõpuks lähevad kõige õhematesse terminaliharudesse - bronhioolidesse, millel asuvad alveoolid.
Kopsude väliskülg on kaetud sileda, kergelt niiske membraaniga - pleura. Täpselt sama membraan katab rinnaõõne seina sisekülge, mille külgedelt moodustavad ribid ja roietevahelised lihased ning allpool diafragma ehk rinnalihas.
Tavaliselt ei ole kopsud rindkere seintega sulandunud, need surutakse ainult tihedalt vastu. See juhtub seetõttu, et pleuraõõnsustes (kopsude pleuramembraanide ja rindkere seinte vahel) ei ole õhku, mis on nagu kitsad pilud. Kopsude sees, alveoolides, on alati õhk, mis suhtleb atmosfääriõhuga, seega on kopsudes (keskmiselt) atmosfäärirõhk. See surub kopse vastu rindkere seinu sellise jõuga, et kopsud ei saa end nende küljest lahti rebida ja rindkere laienedes või kokkutõmbudes neile passiivselt järgneda.
Veri, tehes pidevat tsirkulatsiooni läbi alveoolide veresoonte, püüab kinni hapnikku ja vabastab süsinikdioksiidi (CO 2). Seetõttu on korralikuks gaasivahetuseks vajalik, et kopsuõhk sisaldaks vajalikus koguses hapnikku ega oleks CO 2 (süsinikdioksiidiga) ületäitunud. Selle tagab pidev osaline õhu uuenemine kopsudes. Sissehingamisel siseneb värske atmosfääriõhk kopsudesse ja väljahingamisel eemaldatakse juba kasutatud õhk.
Hingamine toimub järgmiselt. Sissehingamisel laiendab hingamislihaste jõud rindkere. Kopsud, mis passiivselt järgivad rinda, imevad õhku hingamisteede kaudu. Seejärel väheneb rindkere oma elastsuse tõttu maht, kopsud suruvad kokku ja suruvad liigse õhu atmosfääri. Väljahingamine toimub. Vaiksel hingamisel siseneb inimese kopsudesse iga hingetõmbega 500 ml õhku. Ta hingab sama palju välja. Seda õhku nimetatakse hingamisõhuks. Aga kui pärast tavalist sissehingamist hingate sügavalt sisse, siis siseneb kopsudesse veel 1500-3000 ml õhku. Seda nimetatakse täiendavaks. Lisaks saab pärast tavalist väljahingamist sügavalt välja hingates kopsudest eemaldada kuni 1000-2500 ml nn varuõhku. Kuid ka pärast seda jääb kopsudesse umbes 1000-1200 ml jääkõhku.
Hingamis-, lisa- ja reservõhu mahu summat nimetatakse kopsude elutähtsaks. Seda mõõdetakse spetsiaalse seadmega - spiromeetriga. Erinevatel inimestel jääb kopsude elutähtsus vahemikku 3000–6000–7000 ml.
Sukeldujate jaoks on oluline kõrge elutähtsus. Mida suurem on kopsumaht, seda kaugemale vee all sukelduja võib viibida.
Hingamist reguleerivad spetsiaalsed närvirakud – nn hingamiskeskus, mis asub vasomotoorse keskuse kõrval medulla piklikus.
Hingamiskeskus on väga tundlik vere liigse süsinikdioksiidi suhtes. Süsinikdioksiidi sisalduse suurenemine veres ärritab hingamiskeskust ja suurendab hingamiskiirust. Seevastu süsihappegaasi sisalduse järsk langus veres või alveolaarses õhus põhjustab lühiajalise hingamisseiskumise (apnoe) 1-1,5 minutiks.
Hingamine on teatud tahte kontrolli all. Terve inimene suudab vabatahtlikult hinge kinni hoida 45-60 sekundit.
Gaasivahetuse mõiste kehas(väline ja sisemine hingamine). Väline hingamine tagab gaasivahetuse välisõhu ja inimvere vahel, küllastab verd hapnikuga ja eemaldab sellest süsihappegaasi. Sisehingamine tagab gaaside vahetuse keha vere ja kudede vahel.
Gaaside vahetus kopsudes ja kudedes toimub gaaside osarõhkude erinevuse tagajärjel alveolaarses õhus, veres ja kudedes. Kopsudesse voolav venoosne veri on hapnikuvaene ja süsihappegaasirikas. Hapniku osarõhk selles (60-76 mm Hg) on oluliselt väiksem kui alveolaarses õhus (100-110 mm Hg) ja hapnik liigub alveoolidest vabalt verre. Kuid süsihappegaasi osarõhk venoosses veres (48 mm Hg) on kõrgem kui alveolaarses õhus (41,8 mm Hg), mis sunnib süsihappegaasi verest lahkuma ja minema alveoolidesse, kust see väljahingamisel eemaldatakse. . Keha kudedes toimub see protsess erinevalt: verest hapnik siseneb rakkudesse ja veri küllastub süsinikdioksiidiga, mida leidub kudedes ohtralt.
Hapniku ja süsinikdioksiidi osarõhkude seos atmosfääriõhus, veres ja kehakudedes on näha tabelist (osarõhkude väärtused on väljendatud mmHg-des).
Olgu lisatud, et kõrge süsihappegaasi protsent veres või kudedes soodustab hemoglobiinoksiidi lagunemist hemoglobiiniks ja puhtaks hapnikuks ning kõrge hapnikusisaldus soodustab süsihappegaasi eemaldamist verest kopsude kaudu.
Vee all hingamise omadused. Teame juba, et inimene ei saa hingamiseks kasutada vees lahustunud hapnikku, kuna tema kopsud vajavad ainult gaasilist hapnikku.
Organismi elutähtsate funktsioonide tagamiseks vee all on vaja hingamissegu süstemaatiliselt kopsudesse toimetada.
Seda saab teha kolmel viisil: läbi hingamistoru, kasutades autonoomset hingamisaparaati ja suunates õhku veepinnalt isolatsiooniseadmetesse (skafandrid, batüskaafid, majad). Neil teedel on oma eripärad. Juba ammu on teada, et vee all olles saab snorkli kaudu hingata kuni 1 m sügavusel.
Suuremal sügavusel ei suuda hingamislihased ületada veesamba lisatakistust, mis surub rinnale. Seetõttu kasutatakse vee all ujumiseks hingamistorusid, mis ei ületa 0,4 m.
Kuid isegi sellise toruga on hingamistakistus endiselt üsna kõrge, pealegi on sissehingatavas õhus hapnikusisaldus mõnevõrra tühi ja selles on kerge süsinikdioksiidi liig, mis põhjustab hingamiskeskuse ergutamist, mis väljendub mõõdukas õhupuuduses. hingetõmme (hingamissagedus suureneb 5-7 hingetõmmet minutis).
Normaalse sügavushingamise tagamiseks on vaja anda kopsudesse õhku rõhuga, mis vastaks rõhule antud sügavusel ja suudaks tasakaalustada vee välist survet rinnale.
Hapnikuülikonnas surutakse hingamissegu enne kopsudesse sattumist vajalikul määral kokku, hingamiskotis surutakse see kokku otse ümbritseva rõhu mõjul.
Iseseisvas suruõhuhingamisaparaadis täidab seda funktsiooni spetsiaalne mehhanism. Sel juhul on oluline jälgida teatud hingamistakistuse piire, kuna märkimisväärne kogus sellest avaldab negatiivset mõju inimese südame-veresoonkonnale, põhjustab hingamislihaste väsimist, mille tagajärjel ei suuda organism end säilitada. vajalik hingamismuster.
Kopsuautomaatides on hingamistakistus endiselt üsna kõrge. Selle suurust hinnatakse hingamislihaste pingutuse tõttu, mis tekitab kopsudes, hingamisteedes, inhalatsioonitorus ja kopsuklapi submembraanses õõnes vaakumi. Atmosfäärirõhu tingimustes, aga ka sukelduja vertikaalses asendis vees, kui kopsunõudlusklapp on kopsude "keskmega" samal tasemel, on hingamistakistus sissehingamisel umbes 50 mm vett. . Art. Sukeldumisega horisontaalujumisel, mille kopsunõudlusklapp asub silindritel selja taga, on veesurve erinevus kopsunõudlusklapi membraanil ja sukelduja rinnal umbes 300 mm vett. Art.
Seetõttu ulatub sissehingamise takistus 350 mm veeni. Art. Hingamistakistuse vähendamiseks asetatakse huulikusse uut tüüpi akvalangivarustuse vähendamise teine etapp.
Ventileeritavates seadmetes, kus õhk juhitakse pinnalt vooliku kaudu, surutakse see kokku spetsiaalsete sukeldumispumpade või kompressorite abil ning kokkusurumisaste peab olema võrdeline sukeldumissügavusega. Rõhu suurust juhitakse sel juhul pumba ja sukeldumisvooliku vahele paigaldatud manomeetriga.
ODAPÜÜK
Vee all hingamise omadused
Teame juba, et vees sisalduvat lahustunud hapnikku ei saa inimesed kasutada hingamiseks, kuna kopsud vajavad ainult gaasilist hapnikku. Organismi elutähtsate funktsioonide tagamiseks vee all on vaja süstemaatiliselt viia kopsudesse piisav kogus hapnikku. Seda saab teha järgmistel viisidel.
Hingamistoru kaudu;
Iseseisva hingamisaparaadi kasutamine;
Veepinnalt varustamine skafandritesse, batüskaafidesse, Cousteau-tüüpi majadesse jne;
Regenereerimise (taastamise) teel allveelaevades.
Kõik need teed ei ole inimese jaoks loomulikud ja neil on oma eripärad.
Hingamine läbi toru. On teada, et vee all kuni meetri sügavusel olles saab hingata läbi snorkli. Suuremal sügavusel ei suuda hingamislihased teatavasti ületada lisatakistust, mis tekib nii sisse- kui väljahingamisel. Praktikas kasutatakse vee all ujumiseks hingamistorusid, mis ei ületa 0,4 m.
Iseseisvate seadmete sissehingamine. Normaalse hingamise tagamiseks olulisel sügavusel on vaja anda kopsudesse õhku rõhuga, mis suudaks tasakaalustada vee välist survet rinnale.
Hapnikuülikonnas surutakse hingamissegu hingamiskotis vajalikul määral kokku vahetult ümbritseva rõhu toimel enne kopsudesse sattumist.
Iseseisvas suruõhuhingamisaparaadis täidab seda funktsiooni kopsunõudlusklapp.
Sel juhul on eriti oluline jälgida teatud hingamistakistuse piire, kuna märkimisväärne kogus sellest avaldab negatiivset mõju inimese südame-veresoonkonnale, põhjustab hingamislihaste väsimist, mille tagajärjel keha ei suuda säilitada vajalik hingamismuster.
Kopsuautomaatides on hingamistakistus endiselt üsna kõrge. Selle väärtust hinnatakse maksimaalse vaakumi järgi aparaadi gaasijuhtivas süsteemis huuliku lähedal, st inimese suu vahetus läheduses.
Kodumajapidamises kasutatavates akvalangivarustuses on see õhus ebaoluline ja võrdub ligikaudu 40-60 mm veega. Art. Kuid vee all suureneb takistus, eriti inspiratsiooni alguses, oluliselt ja ulatub 200-330 mm veeni. Art. (kui ujuja on horisontaalasendis).
Hingamistakistus sõltub:
a) kopsuklapi asukohast inimese kopsude suhtes;
b) masina mehaanilise takistuse suuruse kohta, mille ületavad hingamislihased. See on vedrude jõud, vasturõhk klappidele, hõõrdejõud aksiaalliigendites jne;
c) sisse- ja väljalaskevoolikute pikkusest, nende sisepinna iseloomust, huulikukarbi suurusest ja klappide olemasolust selles.
Kogu hingamistakistusest moodustab suurima osa vastupanu, mis sõltub kopsuklapi asukohast, st rõhu erinevusest klapimembraanile ja rindkerele. Selle erinevuse vähendamiseks asetatakse kopsunõudlusklapp ujuja rinnakorvi ette, kõhule ja huulikukarbi lähedusse.
Praegu on olemas ka kopsunõudlusventiilide konstruktsioonid, milles hingamistakistuse vähenemine saavutatakse erinevat tüüpi kompensatsiooniseadmetega, vähendades kopsunõudlusklapi kambri ja voolikute mahtu.
Mäkke ronides langeb atmosfäärirõhu languse tõttu hapniku osarõhk alveolaarruumis. Kui see rõhk langeb alla 50 mmHg . Art. (5 km kõrgusel) peab kohanematu inimene hingama gaasisegu, milles hapnikusisaldus on suurenenud. 9 km kõrgusel langeb osarõhk alveolaarses õhus 30 mmHg-ni . Art., ja sellisele seisundile on praktiliselt võimatu vastu pidada. Seetõttu kasutatakse 100% hapniku sissehingamist. Antud baromeetrilise rõhu juures on hapniku osarõhk alveolaarses õhus 140 mmHg . Art., mis loob suurepärased võimalused gaasivahetuseks. 12 km kõrgusel normaalse õhu sissehingamisel on alveoolide rõhk 16 mmHg . Art. (surm), puhta hapniku sissehingamisel - ainult 60 mmHg . Art., st saate veel hingata, kuid see on juba ohtlik. Sel juhul on võimalik varustada puhast hapnikku rõhu all ja tagada hingamine 18 km kõrgusele tõusmisel. Edasine tõus on võimalik ainult skafandrites.
Hingamine vee all suurel sügavusel
Vee alla minnes atmosfäärirõhk tõuseb. Näiteks 10 m sügavusel on rõhk 2 atmosfääri, 20 m sügavusel - 3 atmosfääri jne Sel juhul suureneb gaaside osarõhk alveolaarses õhus vastavalt 2 ja 3 korda.
See ähvardab hapniku kõrget lahustumist. Kuid selle liig pole kehale vähem kahjulik kui selle puudus. Seetõttu on üks selle ohu vähendamise viise kasutada gaasisegu, milles hapnikusisaldus on vähendatud. Näiteks 40 m sügavusel antakse 5% hapnikku sisaldav segu, 100 m sügavusel - 2%.
Teine probleem on lämmastiku mõju. Kui lämmastiku osarõhk tõuseb, põhjustab see lämmastiku suurenenud lahustumist veres ja põhjustab narkootilist seisundit. Seetõttu alustades 60 m sügavusest , Lämmastiku-hapniku segu asendatakse heeliumi-hapniku seguga. Heelium on vähem toksiline. Narkootilist toimet hakkab avaldama alles 200-300 m sügavusel . Praegu tehakse uuringuid vesiniku-hapniku segude kasutamise kohta tööks kuni 2 km sügavusel, kuna vesinik on väga kerge gaas.
Kolmas probleem sukeldumistöö on dekompressioon. Kui tõusta kiiresti sügavusest, siis veres lahustunud gaasid keevad ja põhjustavad gaasiemboolia – veresoonte ummistuse. Seetõttu on vajalik järkjärguline dekompressioon. Näiteks 300 m sügavuselt tõusmiseks on vaja 2 nädalat dekompressiooni.
Inimese ja ka enamiku elusorganismide normaalseks eluks on hapnik vajalik. Ainevahetuse tulemusena hapnik seostub süsinikuaatomitega, moodustades süsihappegaasi (süsinikdioksiid). Protsesside kogumit, mis tagab nende gaaside vahetuse keha ja keskkonna vahel, nimetatakse hingamiseks.
Hapniku sisenemine inimkehasse ja süsihappegaasi eemaldamise organismist tagab hingamissüsteem. See koosneb hingamisteedest ja kopsudest. Ülemised hingamisteed hõlmavad ninakäike, neelu ja kõri. Seejärel siseneb õhk hingetorusse, mis jaguneb kaheks peamiseks bronhiks. Pidevalt hargnevad ja hõrenevad bronhid moodustavad kopsude nn bronhipuu. Iga bronhiool (bronhide õhemad oksad) lõpeb alveoolidega, milles toimub gaasivahetus õhu ja vere vahel. Alveoolide koguarv inimestel on ligikaudu 700 miljonit ja nende kogupindala on 90-100 m2.
Hingamisorganite struktuur.
Hingamisteede pind, välja arvatud alveoolide pind, on gaase mitteläbilaskev, seetõttu nimetatakse hingamisteede sees olevat ruumi surnud ruumiks. Selle maht meestel on keskmiselt umbes 150 ml, naistel - 100 ml.
Õhk siseneb kopsudesse negatiivse rõhu tõttu, mis tekib sissehingamise ajal diafragma ja roietevaheliste lihaste venitamisel. Normaalse hingamise ajal on aktiivne ainult sissehingamine, väljahingamine toimub passiivselt, tänu sissehingamist tagavate lihaste lõdvestumisele. Ainult sundhingamise korral aktiveeruvad väljahingamislihased, mis täiendava rindkere kokkusurumise tulemusena tagab kopsumahu maksimaalse vähenemise.
Hingamisprotsess
Hingamise sagedus ja sügavus sõltuvad füüsilisest aktiivsusest. Seega teeb täiskasvanu puhkeolekus 12-24 hingamistsüklit, tagades kopsude ventilatsiooni 6-10 l/min jooksul. Raske töö tegemisel võib hingamissagedus tõusta 60 tsüklini minutis ning kopsuventilatsiooni maht ulatuda 50-100 l/min. Hingamise sügavus (või hingamismaht) vaikse hingamise ajal moodustab tavaliselt väikese osa kogu kopsumahust. Kui kopsuventilatsioon suureneb, võib hingamismaht sisse- ja väljahingamise reservmahu tõttu suureneda. Kui fikseerime vahe sügavaima sissehingamise ja maksimaalse väljahingamise vahel, saame kopsude elujõulisuse (VC) väärtuse, mis ei sisalda ainult jääkmahtu, mis eemaldatakse alles kopsude täielikul kokkuvarisemisel.
Hingamissageduse ja -sügavuse reguleerimine toimub reflektoorselt ning sõltub süsihappegaasi, hapniku kogusest veres ja vere pH-st. Peamine stiimul, mis hingamisprotsessi juhib, on süsihappegaasi tase veres (selle parameetriga on seotud ka vere pH väärtus): mida suurem on CO2 kontsentratsioon, seda suurem on kopsuventilatsioon. Hapnikuhulga vähenemine mõjutab ventilatsiooni vähemal määral. See on tingitud vere hemoglobiiniga seondumise spetsiifilisusest. Kopsuventilatsiooni märkimisväärne kompenseeriv tõus toimub alles pärast seda, kui hapniku osarõhk veres langeb alla 12-10 kPa.
Kuidas mõjutab vee all sukeldumine hingamisprotsessi?? Mõelgem esmalt snorgeldamise olukorrale. Läbi toru hingamine muutub oluliselt raskemaks isegi mõne sentimeetri võrra sukeldudes. See tekib tänu sellele, et hingamistakistus suureneb: esiteks suureneb sukeldumisel surnud ruum hingamistoru mahu võrra ja teiseks on hingamislihased sunnitud sissehingamiseks ületama suurenenud hüdrostaatilise rõhu. 1 m sügavusel saab inimene toru kaudu hingata mitte rohkem kui 30 sekundit ja suuremal sügavusel on hingamine peaaegu võimatu, peamiselt seetõttu, et hingamislihased ei suuda veesamba survet ületada. pinnalt sisse hingata. Optimaalseks peetakse hingamistorusid pikkusega 30-37 cm Pikemate hingamistorude kasutamine võib kaasa tuua häireid südame ja kopsude talitluses.
Teine oluline omadus, mis mõjutab hingamist, on toru läbimõõt. Toru väikese läbimõõduga ei voola sisse piisavalt õhku, eriti kui on vaja mingeid töid teha (näiteks kiiresti ujuda), ja suure läbimõõduga suureneb surnud ruumi maht oluliselt, mis muudab ka hingamise. väga raske. Optimaalne toru läbimõõt on 18-20 mm. Kui kasutate toru, mille pikkus või läbimõõt ei ole standardne, võib see põhjustada tahtmatut hüperventilatsiooni.
Ujumisel autonoomses hingamisaparaadis peamised hingamisraskused on seotud ka suurenenud vastupanuga sisse- ja väljahingamisel. Kõige vähem mõjutab hingamistakistuse suurendamist nn survekeskme ja hingamismasina kasti vaheline kaugus. "Rõhukeskuse" kehtestas Jarrett 1965. aastal. See asub kaelaõõnest 19 cm allpool ja 7 cm tagapool. Hingamisaparaadi erinevate mudelite väljatöötamisel võetakse seda alati arvesse ja hingamisaparaadi kast asetatakse sellele punktile võimalikult lähedale. Teine hingamistakistuse suurenemist mõjutav tegur on täiendava surnud ruumi hulk. See on eriti suur paksude gofreeritud torudega seadmetes. Olulist rolli mängib ka erinevate ventiilide, membraanide ja vedrude kogutakistus hingamissegu rõhu vähendamise süsteemis. Ja viimane tegur on gaasi tiheduse suurenemine, mis on tingitud rõhu suurenemisest sügavuse suurenemisega.
Kaasaegsetes regulaatorite mudelites püüavad disainerid minimeerida suurenenud hingamistakistuse mõju, luues nn tasakaalustatud hingamismasinaid. Kuid amatöörallveelaevadel on endiselt üsna palju kõrgendatud hingamistakistusega vanamudeli seadmeid. Sellised seadmed on eelkõige legendaarsed AVM-1 ja AVM-1m. Nendes seadmetes hingamine toob kaasa suure energiakulu, mistõttu ei ole soovitatav neis rasket füüsilist tööd teha ja pikki sukeldumisi üle 20 m sügavusele.
Optimaalne hingamistüüp autonoomse hingamisaparaadiga ujumisel tuleks pidada aeglasemaks ja sügavamaks hingamiseks. Soovitatav sagedus on 14-17 hingetõmmet minutis. Sellise hingamise korral on hingamislihaste minimaalse tööga tagatud piisav gaasivahetus ning soodustatakse kardiovaskulaarsüsteemi tegevust. Sage hingamine raskendab südame tööd ja põhjustab selle ülekoormust.
Mõjutab hingamissüsteemi toimimist ja sügavusse sukeldumise kiirust. Rõhu kiire suurenemisega (kompressiooniga) väheneb kopsude elutähtsus, aeglase suurenemise korral jääb see praktiliselt muutumatuks. Eluvõime langus on tingitud mitmest põhjusest. Esiteks, sügavusse sukeldumisel tungib välise rõhu kompenseerimiseks kopsudesse täiendav kogus verd ja ilmselt surutakse kiire kokkusurumise korral mõned bronhioolid kokku "paistes" veresoontega; See efekt on kombineeritud gaasi tiheduse kiire suurenemisega ja selle tulemusena blokeerub õhk mõnes kopsupiirkonnas ( ilmuvad "õhulõksud".»). « Õhulõksud" on äärmiselt ohtlikud, kuna suurendavad oluliselt kopsude barotrauma riski nii jätkuva keelekümbluse ajal kui ka tõusu ajal, eriti kui ei järgita tõusurežiimi ja kiirust. Enamasti moodustavad sellised "lõksud" sukeldujad, kes on vee all vertikaalses asendis. Sukelduja vertikaalse asendiga on seotud veel üks nüanss. See on gaasivahetuse heterogeensus vertikaalses asendis: gravitatsiooni mõjul siseneb veri kopsude alumistesse osadesse ja gaasisegu koguneb verest tühjaks ülemistesse osadesse. Kui sukelduja on vee all horisontaalasendis, näoga allapoole, suureneb alveoolide ventilatsiooni suhteline väärtus oluliselt, võrreldes tema vertikaalasendiga paraneb gaasivahetus ja arteriaalse vere hapnikuga küllastumine.
Dekompressiooni perioodil ja mõnda aega pärast seda näib elutähtsus vähenevat ka suurenenud verevoolu tõttu kopsudesse.
Mõjutab negatiivselt hingamissüsteemi Samuti on tõsiasi, et balloonidest tulev õhk on tavaliselt külm ega sisalda praktiliselt niiskust. Külma gaasi sissehingamine võib põhjustada hingamisprobleeme, mis väljenduvad hingamislihaste värisemises, valus rinnus, nina, hingetoru ja bronhide limaskestade suurenenud sekretsioonis ning hingamisraskustes. Külmas vees ujudes muutub limaerituse probleem eriti teravaks: neelamisliigutused, mis on vajalikud rõhu ühtlustamiseks keskkõrvaõõnes, muutuvad raskeks. Ja kuna sissetulev õhk praktiliselt ei sisalda niiskust, võib tekkida silmade, nina, hingetoru ja bronhide limaskestade ärritus. Raskendavaks teguriks on siin ka keha jahutamine.
Levinud on arvamus, et meie esivanemad suutsid lahingutegevuse ajal ühe või teise äärmusliku olukorra korral edukalt hingata lihtsaimate vahenditega, näiteks toruga, olles pikaks ajaks vette kastetud ning sukeldumissügavus oli väidetavalt mõõdetuna meetrites, aeg - tundides, toru - lihtsad pilliroog (näiteks salaja veetõkke ületamine, tagakiusamise eest põgenemine jne).
Arvestades, et meie inimene on loominguline figuur, kõik, mida ta teab või kuuleb, püüab koheselt praktiliselt kontrollida, peame end kohustatud hoiatama võimalike vigade eest, mis kaasnevad hingamisega eritingimustes. See on eriti seotud võimalusega olemasolevaid vahendeid kasutades vee all hingata. Enne selliste kontrollide tegemist, eriti sügavamal kui 1 meeter, peaksite selgelt aru saama protsessi füüsikast.
Pangem tähele, et improviseeritud vahenditega ja sügavamal kui 1 meetri sügavusel vee all hingamise võimaluse praktiline testimine lõppeb reeglina väga halvasti: “eksperimentaatorid” satuvad pikaks ajaks haiglavoodisse tõsiste probleemidega. vereringehäired. Lood "kogenud inimestelt", nende snorgeldamiskogemus (kui neid on) või mõne teise mehe snorgeldamiskogemusele toetumine ilma selge arusaamata selle käigus toimuvatest füüsilistest protsessidest on surmavalt ohtlikud!
Miks? Põhjuseid on mitu.
1. Vee all hingamise tagamiseks peab käepärast oleval esemel, mille kaudu hingamine toimub, olema vähemalt vooluala, mis tagab ühelt poolt õhuvoolu kopsudesse hingamistoiminguks vajalikus mahus ning ühelt poolt peab olema veepinnast kõrgemal ka siis, kui see on kare – teisalt, sest hingamise ajal kopsudesse sattuva vee mõju ei vaja kommenteerimist.
2. Keha seest ja väljastpoolt mõjuvate rõhkude ebavõrdsus, kui see on vette kastetud, koos kõigi sellest tulenevate tagajärgedega.
Vaatleme diagrammi õhurõhu (väljas ja sees) koosmõjust inimesel, kes lamab diivanil ja on atmosfääriõhu rõhu mõjul (vt diagramm joonisel 2.10.).
Nagu diagrammil näha, on sisemine pleuraõõne rõhu all, mis on võrdne atmosfäärirõhuga, samas kui kogu keha välispind (sh rindkere) on samuti atmosfäärirõhuga võrdse rõhu all, s.o. 1 kgf/cm2.
Seega võime rääkida inimkehale mõjuva sise- ja välisrõhu võrdsusest ning seega ka häirete puudumisest (üldjuhul), mis takistab normaalset vereringet atmosfäärirõhu mõjul.
Täiesti erinev pilt õhurõhu (väljas ja sees) vastasmõjust inimesel tekib siis, kui ta on vee alla sukeldunud, hingates läbi atmosfääriga ühendatud toru (vt skeemi joonisel 2.11.).
Sel juhul surub õhk seestpoolt kopsudest ühe atmosfääri jõuga (st sama 1 kgf / cm2) ja väljastpoolt kehale (kaasa arvatud rinnale):
Õhk ühe atmosfääri sama jõuga (1 kgf / cm2);
Veesammas, mille kõrgus on võrdne sukeldumissügavusega.
Mis sel juhul juhtub?
1. Niisiis, sukeldumissügavusel, mis on võrdne näiteks 50 cm veepinnast, on rinnus väljastpoolt ülemäärase surve all, mille tekitab veesammas, mille kõrgus on võrdne sukeldumissügavusega, st. sel juhul 50 cm veesammast või 50 gf/cm 2 (5 kgf/dm 2). See muudab hingamise märgatavalt raskemaks, sest... rindkere pindala arvestades luuakse tingimused, kus tuleb hingata samaväärsetes tingimustes kui 15–20 kg rindkere survel.
Kuid need on puhtalt füüsilised raskused, mis sellistes tingimustes hingamistoiminguga kaasnevad.
2. Asi pole ainult nendes puhtfüüsilistes raskustes. Palju ohtlikum ja tõsisem on vereringehäirete ilming. Veesamba tekitatud ülerõhu mõjul, mis toimib kogu keha pinnale, nihkub veri kehaosadest, kus rõhk on kõrgem (jalad, kõhuõõs), madalama rõhuga piirkondadest rind ja pea. Nende kehaosade verega täidetud veresooned takistavad normaalset vere väljavoolu südamest ja aordist: viimased paisuvad liigsest verest liigselt ja selle tagajärjel kui mitte surm, siis tõsine haigus.
Eksperimentaalsed uuringud, mille viis läbi Austria arst R. Stiegler ja mida ta kirjeldas raamatus “Ujumine, ujumine ja sukeldumine” (Viin), kinnitasid eelöeldut täielikult. Ta tegi enda peal katseid, kastes oma keha ja pea suust välja viiva toruga vette.
Katsetulemused on toodud tabelis 2.