Układ oddechowy w nurkowaniu

 

Mechanizm wdechu i wydechu polega na wytworzeniu pomiędzy atmosferą i wnętrzem płuc różnicy ciśnień powodującej przepływ powietrza.

WDECH  - skurcz mięśni międzyżebrowych i przepony powoduje wzrost objętości klatki piersiowej, to powoduje  spadek ciśnienia wewnątrz płuc i napływ czynnika oddechowego. Fizjologicznie człowiek bierze wdech przez nos, w nurkowaniu tak się nie dzieje, wdech jak i wydech robimy ustami, dalej czynnik oddechowy płynie przez gardło, krtań, tchawicę oskrzela do płuc. W płucach z czynnika oddechowego jest pobierany tlen O2 a wydalany dwutlenek węgla CO2. Oczywiście należy zdawać sobie sprawę że do krwioobiegu przechodzi nie tylko tlen ale wszystkie gazy znajdujące się w czynniku oddechowym, mowa tu o azocie oraz o helu. gazy te jednak nie są przez organizm zużywane i w trakcie wynurzania musza być z organizmu wydalone. Więcej o tym zjawisku w dziale choroba dekompresyjna. 

WYDECH - zwolnienie napięcia mięśni międzyżebrowych i przepony powoduje  spadek objętości klatki piersiowej i płuc, wzrasta ciśnienie powietrza wewnątrz płuc i nadmiar powietrza zostaje  wypchnięty przez oskrzela, tchawicę, krtań, gardło i jamę ustną lub nosowa na zewnątrz ciała.

Pojemności oddechowe.

Mechanizm wymiany gazowej w pęcherzykach płucnych i w tkankach zachodzi na drodze dyfuzji czyli fizycznego przemieszczania się cząsteczek gazów zgodnie z istniejącą różnicą (gradientem) stężeń (ciśnień parcjalnych) tlenu i CO2. W płucach - tlen zgodnie z różnicą ciśnień przemieszcza się z pęcherzyków płucnych do krwi przepływającej przez oplatające je naczyniach krwionośne, dwutlenek węgla wędruje w przeciwnym kierunku. W tkankach - tlen dyfunduje z krwi do tkanek i komórek ciała, natomiast CO2 przemieszcza się z tkanek do naczyń krwionośnych.

 

Sterowanie procesem oddychania

Ruchy oddechowe znajdują się pod kontrolą układu nerwowego wysyłającego impulsy do mięśni oddechowych. Ten mimowolny proces odbywa się automatycznie i zazwyczaj nieświadomie (nie przestajemy przecież oddychać śpiąc lub czytając ciekawą książkę). Głównym czynnikiem pobudzającym układ oddechowy i określającym szybkość i głębokość procesu oddychania jest ilość CO2 w krwi.

Poziom tej substancji jest analizowany przez odpowiednie receptory układu nerwowego i nawet niewielki wzrost stężenia CO2 prowadzi do przyspieszenia i pogłębienia oddechu. Poziom tlenu w krwi aczkolwiek decydujący o prawidłowym funkcjonowaniu organizmu nie wpływa znacząco na regulację procesu oddychania.

 

Tempo oddychania:

Silne emocje takie jak strach czy stres mogą wpływać na tempo oddychania podnosząc jego częstotliwość, co dla płetwonurka oznacza szybsze zużycie rezerw powietrza. To dla tego w trakcie pierwszych nurkowań adepci zużywają zawsze więcej powietrza niż ich instruktor. Sposób oddychania pod woda jest bardzo ważny. Zbyt płytki oddech może prowadzić do zatrucia CO2 co jest bardzo niebezpieczne w trakcie nurkowań głębokich.

 

Zatrzymanie oddechu

W pewnych granicach możemy kontrolować proces oddychania, wstrzymując je nawet na kilka minut. Kiedy jednak stężenie CO2 w krwi osiągnie odpowiednio wysoki poziom, dalsze powstrzymanie oddechu staje się niemożliwe i po wydechu musimy wykonać kolejny wdech - moment ten nazywamy punktem przełamania. Hiperwentylacja pozwala na wstrzymanie oddechu dłużej, dzieje się tak dzięki obniżeniu poziomu CO2 w organizmie, później nastąpi punkt przełamania. Zaznaczę, że w niektórych przypadkach hiperwentylacja może doprowadzić do utraty przytomności (omdlenia) pod wodą (blackout)

 

Hipokapnia

Hipokapnia to zbyt niski poziom dwutlenku węgla w organizmie. Zbyt niski poziom dwutlenku węgla może spowodować zaburzenia w normalnym cyklu oddechowym, wiemy, ze to poziom dwutlenku węgla decyduje o odruchu wykonania wdechu. Hipokapnia może być wywołana przez nurka w trakcie nurkowania nieświadomie, przez zbyt intensywną wentylację wywołaną np. stresem, lub świadomie przez hiprwentylację w trakcie ćwiczeń bezdechowych. Hipokapnia w pierwszym przypadku prowadzi do bólu głowy w drugim może doprowadzić do omdlenia (blackout).

 

Hiperkapnia

Hiperkapnia to nadmierny poziom dwutlenku węgla w organizmie, czyli sytuacja odwrotna do hipokapni. Wywoływana może być przez:

przestrzenie martwe na drodze powietrza, tchawicę, krtań, gardło i jamę ustną oraz drugi stopień automatu oddechowego. Obecnie objętość drugiego stopnia automatu jest na tyle niewielka, że wpływa w sposób minimalny na wymianę gazową.

wstrzymywanie wydechu i przetrzymywanie wdechu,

bardzo płytkie i gwałtowne oddychanie wywołane stresem lub zmęczeniem, jest to sytuacja bardzo niebezpieczna bo prowadzi do wzrostu poziomu dwutlenku węgla CO2, a w konsekwencji do wzrostu prędkości oddychania. Stres jak i zmęczenie będzie wzrastać, aż do wymknięcia się sytuacji z pod kontroli. W takim przypadku należy zatrzymać się, uspokoić oddech, pomyśleć i dopiero dalej działać.

nadmiernym zanieczyszczeniem czynnika oddechowego w dwutlenek węgla CO2 (niesprawna sprężarka, spaliny zasysane przez wlot sprężarki),

nurkowania na rebreatherze z zużytym absorbentem,

kombinację wyżej wymienionych czynników.

Hiperkapnia prowadzi do  bólów głowy i przyspieszenia oddechu. W ciężkich przypadkach wywołuje  dezorientacje i utratę przytomności. Ryzyko hiperkapni rośnie wraz z głębokością nurkowania, na skutek wzrostu ciśnienia parcjalnego CO2 przy tym samym składzie procentowym. O wpływie CO2 na organizm można przeczytać na stronie - dwutlenek węgla CO2.

Hipoksja

Hipoksja niedobór tlenu w tkankach - w nurkowaniu może powstawać na skutek oddychania mieszanką o zbyt małym ciśnieniu parcjalnym tlenu, oddziaływaniu  toksyn uniemożliwiających transport tlenu poprzez zmiany w hemoglobinie (np. tlenek węgla). W nurkowaniu bezdechowym (free diving) powstaje na skutek prowadzenia ćwiczeń bezdechowych, czyli długotrwałego wstrzymywania oddechu w trakcie zanurzenia. Prowadzi do (omdlenia) pod wodą (blackoutu).

---