Физиология человека при подводном плавании
-
Физиология подводного плавания
- Включает физиологические воздействия подводной среды на дайвера
- Адаптация к работе под водой при задержке дыхания и дыхании при атмосферном давлении
-
Факторы, влияющие на дайвера
- Погружение, пребывание в воде, задержка дыхания, колебания давления, воздействие газов, использование дыхательного аппарата, нарушения чувствительности
- Влияние на работоспособность и безопасность
-
Погружение и его последствия
- Влияние на баланс жидкости, кровообращение, работу органов дыхания
- Реакция холодового шока, рефлекс ныряния, потеря тепла
- Ограничения на задержку дыхания, риск гипоксического затемнения
-
Баротравма и дыхание под давлением
- Большие или внезапные перепады давления могут привести к баротравме
- Метаболически неактивные газы поглощаются тканями, метаболически активные газы оказывают большее воздействие
-
Работа дыхания и сенсорное восприятие
- Усиление работы дыхания из-за увеличения плотности газа, сбоев в работе аппарата, колебаний гидростатического давления
- Влияние на сенсорное восприятие, безопасность и эффективность на глубине
-
Актуальность в обучении дайверов
- Базовые знания анатомии и физиологии необходимы для понимания воздействия дайвинга и мер реагирования
- Объем и уровень детализации варьируются у разных учебных заведений и сертификационных агентств
-
Аспекты фундаментальной физиологии
- Органы, ткани, кровь, дефект межпредсердной перегородки, перфузия, легочный шунт, системный кровоток, опорно-двигательная система, центральная нервная система, ухо, гематоэнцефалический барьер, дыхание, контроль вентиляции, мертвое пространство, газообмен, гиперкапния, гипокапния, гипоксия, ларингоспазм, коэффициент дыхательного обмена, дыхательный коэффициент, дыхательная система
-
Аспекты базовой физиологии для первой помощи
- Первая медицинская помощь, сердечно-легочная реанимация, реанимация с выдыхаемым воздухом, введение кислорода
-
Погружение и его воздействие
- Влияние на кровообращение, почечную систему, баланс жидкости, дыхание
- Отток крови из конечностей, иммерсионный диурез, дыхание с отрицательным давлением
- Смещение кровотока, увеличение дыхательной и сердечной нагрузки
-
Реакция на холодовой шок
- Физиологическая реакция на холод, особенно в холодной воде
- Непроизвольный вдох, сердечный приступ, сужение сосудов
- Рефлекс ныряния у водных млекопитающих и человека
-
Тепловой баланс дайвера
- Гипотермия, потеря тепла, снижение ловкости и работоспособности
- Влияние на растворимость инертного газа и декомпрессионный стресс
- Переохлаждение в воде, риск для недостаточно защищенных дайверов
-
Влияние холодной воды на наружный слуховой проход
- Постоянное воздействие холодной воды может вызвать рост экзостозов.
- Тепловой режим дайвера влияет на декомпрессионный стресс и риск.
-
Поступление и выведение газов
- Поступление газов внутрь в теплом состоянии происходит быстрее.
- Выведение газов из организма замедляется при охлаждении.
-
Ограничения при задержке дыхания
- Погружение с задержкой дыхания ограничено физиологической способностью.
- Потеря сознания на задержке дыхания может быть вызвана гипервентиляцией или снижением давления.
-
Потеря сознания при фридайвинге
- Потеря сознания может произойти на любой глубине.
- Гипервентиляция увеличивает риск потери сознания.
-
Механизмы потери сознания
- Эффект Бора снижает доступность кислорода к тканям мозга.
- Ишемическая гипоксия вызвана снижением притока крови к мозгу.
- Гипоксия, вызванная подъемом, связана с падением парциального давления кислорода.
-
Физиологические реакции при погружении
- Изменения мозговой гемодинамики и объема венозной крови.
- Изменения частоты сердечных сокращений и формы сердечного ритма.
-
Изменение давления окружающей среды
- Давление окружающей среды состоит из атмосферного и гидростатического давления.
- Баротравма возникает при значительном изменении давления.
-
Баротравмы при спуске и всплытии
- Баротравмы при спуске возникают из-за разницы давлений.
- Баротравмы при всплытии также возникают из-за разницы давлений, но с другими последствиями.
-
Вдыхание газа на глубине
- Фридайверы могут безопасно всплывать без выдоха на глубине до 10 метров.
- Глубокое вдыхание на высоте 10 метров может привести к повреждению легких.
-
Взрывная декомпрессия
- Может вызвать баротравму и образование декомпрессионного пузыря.
- Пример: инцидент с дельфином в Байфорде.
-
Компрессионная артралгия
- Боль в суставах, вызванная высоким давлением.
- Симптомы варьируются в зависимости от глубины и степени сжатия.
- Использование тримикса может уменьшить симптомы.
-
Дыхание под давлением
- Подача дыхательного газа при атмосферном давлении увеличивает продолжительность погружения.
- Поглощение инертных газов может вызвать азотный наркоз и нервный синдром высокого давления.
- Увеличение концентрации метаболически активных газов может вызвать токсическое воздействие.
-
Физиология декомпрессии
- Инертные газы растворяются в крови и тканях, образуя пузырьки при снижении давления.
- Медленная декомпрессия позволяет удалить газ до образования пузырьков.
- Поглощение газов зависит от растворимости, концентрации и температуры.
-
Наркоз инертным газом
- Все газы, кроме гелия и неона, оказывают наркотическое действие.
- Наркоз вызывает состояние, сходное с опьянением.
- Наркоз может быть опасен на глубинах более 30 метров.
- Наркоз можно отменить за несколько минут, но не развить толерантность.
- Наркоз может вызывать головокружение, нарушения зрения и слуха.
- Наркоз уменьшает ощущение холода и дрожь, что может снизить температуру тела.
- Процедура введения наркоза заключается в погружении на меньшую глубину.
- Самый простой способ избежать наркоза — ограничить глубину погружений.
-
Обучение и сертификация
- Для сертификации до 30 м требуется дополнительная подготовка, включающая обсуждение наркоза и его последствий.
- Некоторые агентства предлагают специализированную подготовку для глубины до 40 м.
- Организации, обучающие для технических погружений, могут запрещать использование газов, вызывающих наркоз, и рекомендовать гелиевые смеси.
-
Наркоз и его последствия
- Все дайверы подвержены наркозу, но некоторые испытывают его в меньшей степени.
- Наркоз может быть опасен, так как дайвер может не осознавать его влияние.
-
Синдром высокого давления
- Синдром высокого давления (HPNS) возникает при использовании гелия на глубине ниже 500 футов.
- Симптомы включают тремор, миоклонические подергивания, сонливость, изменения на ЭЭГ, зрительные нарушения, тошноту, головокружение и снижение умственной активности.
- HPNS можно предотвратить, используя медленные темпы компрессии и добавляя другие газы в смесь.
-
Гипербарическая газовая токсичность
- Человеческая физиология адаптирована к атмосферному давлению на уровне моря.
- Высокие давления могут вызывать токсические эффекты, зависящие от газа и его концентрации.
- Кислородная токсичность может вызывать судороги и повреждение клеток.
- Гипербарическая газовая токсичность лечится снижением уровня кислорода.
-
Кислородная токсичность
- Симптомы включают визуальные изменения, звон в ушах, тошноту, подергивания, поведенческие изменения и головокружение.
- Возможны судороги, которые зависят от уровня кислорода и продолжительности воздействия.
- Внешние факторы, такие как подводное погружение и холод, могут ускорить наступление симптомов.
-
Гиперкапния
- Нормальное дыхание у дайверов приводит к гиповентиляции и гиперкапнии.
- Эксперименты показывают, что повышение давления кислорода не сильно влияет на уровень углекислого газа.
- Гиперкапния может быть вызвана механической задержкой дыхания или упражнениями.
- Симптомы гиперкапнии включают покраснение кожи, учащенное сердцебиение, одышку, мышечные подергивания, головную боль, спутанность сознания и смерть.
-
Токсичность загрязнителей в дыхательном газе
- Загрязнители в дыхательном газе могут вызывать токсические эффекты.
- Примеры загрязнителей включают углекислый газ, азот, метан и другие.
- Симптомы токсичности загрязнителей включают одышку, кашель, боль в груди и другие.
-
Токсичность загрязнителей
- Токсичность загрязнителей зависит от концентрации и дозы, что увеличивает влияние при повышенном давлении.
- Дыхательные газы для гипербарического использования должны иметь более низкие допустимые пределы токсичных загрязнителей по сравнению с нормальным давлением.
-
Гипоксический дыхательный газ
- Дыхательный газ, выбранный для избежания кислородной токсичности на глубине, может быть гипоксичным на поверхности или на малых глубинах.
- Физиологического предупреждения при подъеме на таком газе может не быть до потери сознания.
-
Работа дыхания
- Гидростатическое давление и сопротивление дыханию могут увеличить работу дыхания и усталость дыхательных мышц.
- Высокая работа дыхания может привести к респираторному ацидозу.
-
Положительное и отрицательное давление дыхания
- Небольшие изменения давления между газом и атмосферным давлением могут быть терпимы.
- Постоянное изменение давления не влияет на работу дыхания, но усилие для вдоха и выдоха может измениться.
- Отрицательное статическое давление на легкие может увеличить работу дыхания из-за снижения эластичности легких.
-
Использование дыхательного аппарата
- Мертвое пространство в дыхательном аппарате увеличивает необходимое дыхательное усилие и риск накопления углекислого газа.
- Механическое мертвое пространство можно уменьшить, используя отдельные впускные и выпускные каналы с односторонними клапанами.
- Свободно-проточные шлемы избегают проблемы мертвого пространства, но требуют большего расхода газа.
-
Сенсорное нарушение
- Под водой видимость снижается из-за низкой освещенности и рассеивания света.
- Зрение ухудшается из-за разницы в рефракции между воздухом и водой.
- Слух ухудшается из-за акустических свойств воды и костной проводимости.
- Частота чувствительности слуха под водой выше, но также значительно искажена.
-
Потеря слуха у дайверов
- Воздействие шума является основным фактором потери слуха у дайверов.
- Шум создается пузырьками выхлопных газов и голосовой связью.
- Системы ребризера и регенерации воздуха тише.
- Тип головного убора влияет на чувствительность к шуму.
-
Тактильное восприятие
- Защитный костюм и низкие температуры могут нарушать тактильное восприятие.
- Холод снижает сенсорные и моторные функции.
-
Баланс и уравновешенность
- Вестибулярная функция и вторичные сигналы важны для поддержания равновесия.
- Под водой некоторые сигналы могут отсутствовать или быть ослаблены.
-
Проприоцепция
- Кинестетическое, проприоцептивное и органическое восприятие важны для поддержания равновесия.
- В воде сигналы о местоположении ослаблены или отсутствуют.
-
Запах и вкус
- Ощущения вкуса и обоняния не важны для дайвера в воде, но важны в жилых камерах.
- Длительное пребывание под давлением может снижать порог восприятия вкуса и запаха.
-
Адаптация у других животных
- Морские позвоночные адаптировались к дайвингу, чтобы справляться с давлением и находить пищу.
- Адаптация включает изменения в метаболизме и способности задерживать дыхание.
- Ныряющие позвоночные увеличили запас кислорода в тканях.
- Размер тела и эффективность плавания влияют на способность нырять.