Disanje na velikim dubinama. Disanje u planinama i pod vodom
Prilikom penjanja na planine, zbog pada atmosferskog pritiska, parcijalni pritisak kiseonika u alveolarnom prostoru opada. Kada ovaj pritisak padne ispod 50 mmHg . Art. (5 km nadmorske visine), neprilagođena osoba treba da udiše gasnu mešavinu u kojoj je povećan sadržaj kiseonika. Na visini od 9 km parcijalni tlak u alveolarnom zraku pada na 30 mm Hg. . čl., i praktično je nemoguće izdržati takvo stanje. Stoga se koristi inhalacija 100% kisika. U ovom slučaju, pri datom barometarskom pritisku, parcijalni pritisak kiseonika u alveolarnom vazduhu je 140 mm Hg. . čl., što stvara velike mogućnosti za razmjenu plina. Na visini od 12 km, kada se udiše običan vazduh, alveolarni pritisak je 16 mm Hg. . Art. (smrt), kada se udahne čisti kiseonik - samo 60 mm Hg . Art., tj. još uvijek možete disati, ali je već opasno. U ovom slučaju moguće je opskrbiti čistim kisikom pod pritiskom i osigurati disanje pri usponu na visinu od 18 km. Dalji uspon je moguć samo u svemirskim odijelima.
Disanje pod vodom na velikim dubinama
Kada se spusti pod vodu, atmosferski pritisak raste. Na primjer, na dubini od 10 m, pritisak je 2 atmosfere, na dubini od 20 m - 3 atmosfere, itd. U ovom slučaju, parcijalni pritisak gasova u alveolarnom vazduhu raste 2, odnosno 3 puta.
To prijeti visokim otapanjem kisika. Ali njegov višak nije ništa manje štetan za tijelo od njegovog nedostatka. Stoga je jedan od načina za smanjenje ove opasnosti korištenje plinske mješavine u kojoj je smanjen postotak kisika. Na primjer, na dubini od 40 m daju smjesu koja sadrži 5% kisika, na dubini od 100 m - 2%.
Drugi problem je uticaj azota. Kada se parcijalni pritisak dušika poveća, to dovodi do povećanog rastvaranja dušika u krvi i izaziva narkotično stanje. Dakle, počevši od dubine od 60 m , smeša azot-kiseonik je zamenjena smešom helio-kiseonika. Helijum je manje toksičan. Počinje djelovati narkotično tek na dubini od 200-300 m. . Trenutno su u toku istraživanja o upotrebi smjesa vodonik-kiseonik za rad na dubinama do 2 km, budući da je vodonik veoma lagan gas.
Treći problem ronilačke operacije - ovo je dekompresija. Ako se brzo podignete iz dubine, tada plinovi otopljeni u krvi proključaju i uzrokuju plinsku emboliju - začepljenje krvnih žila. Stoga je potrebna postepena dekompresija. Na primjer, penjanje sa dubine od 300 m zahtijeva 2 sedmice dekompresije.
Kako se penjete na planine, pritisak kiseonika u vazduhu se stalno smanjuje, što dovodi do pada ovog pritiska u alveolama i, kao rezultat, pada napetosti kiseonika u krvi. Ako napetost kiseonika padne ispod 50-60 mmHg, zasićenost hemoglobina kiseonikom počinje da se smanjuje veoma brzo.
Karakteristike fizioloških promjena disanja u planinama
Većina ljudi ne osjeća uznemirenost prilikom disanja u planinama do visine od 2,5 km. To ne znači da je na visini od 2 km organizam u istom stanju kao pri barometarskom pritisku na nivou mora. Iako je na visini do 3 km krv zasićena kisikom ne manje od 90% svog kapaciteta, napetost kisika otopljenog u krvi je ovdje već smanjena, što objašnjava niz uočenih pomaka u disanju. planine. To uključuje:
- produbljivanje i blago pojačano disanje;
- povećan broj otkucaja srca i povećanje minutnog volumena;
- određeno povećanje BCC;
- povećana neoplazma crvenih krvnih zrnaca;
- mali pad ekscitabilnosti receptora koji se može otkriti samo vrlo suptilnim metodama, a nestaje nakon dva-tri dana boravka na naznačenoj visini.
Sve ove promjene tokom disanja u planinama kod zdrave osobe su, međutim, upravo regulatorni procesi čiji normalan tok osigurava radnu sposobnost na visini. Nije ni čudo što se boravak na visini od 1-2 km ponekad koristi kao terapeutska tehnika u borbi protiv određenih bolesti.
Sa visine od 3 km, a kod određenog broja ljudi (u nedostatku mišićnog rada) tek sa visine od 3,5 km počinju se otkrivati različiti poremećaji, što uglavnom zavisi od promjena u aktivnosti viših centara. Prilikom disanja u planinama smanjuje se napetost kisika otopljenog u krvi, a smanjuje se i količina kisika vezanog za hemoglobin. Simptomi respiratorne hipoksije javljaju se kada zasićenost krvi kisikom padne ispod 85% kapaciteta kisika u krvi. Ako zasićenost kiseonikom tokom respiratorne hipoksije padne ispod 50-45% kapaciteta kiseonika, tada dolazi do smrti osobe.
Kada se uspon na znatnu visinu vrši polako (na primjer, prilikom penjanja), tada se razvijaju simptomi hipoksije, koji se ne otkrivaju kod hipoksije koja se brzo razvija, što dovodi do gubitka svijesti. U ovom slučaju, zbog poremećaja više nervne aktivnosti, zapaža se umor, pospanost, drhtavica, otežano disanje, lupanje srca, često mučnina, a ponekad i krvarenje (visinska ili planinska bolest).
Promjena živčane aktivnosti može početi i prije smanjenja količine oksihemoglobina u krvi, ovisno o smanjenju napetosti kisika otopljenog u krvi. Kod pasa se neke promjene u nervnoj aktivnosti ponekad primjećuju već na 1000 m, izražene najprije u povećanju uvjetnih refleksa i slabljenju inhibicijskih procesa u moždanoj kori. Na većoj nadmorskoj visini uvjetni refleksi se smanjuju, a zatim (na visini od 6-8 km) nestaju. Bezuslovni refleksi se takođe smanjuju. U moždanoj kori pojačana je inhibicija. Ako se na maloj nadmorskoj visini (2-4 km) promjene uvjetnih refleksa primjećuju tek prvi put, onda se na velikim visinama poremećaji u aktivnosti uvjetnih refleksa ne smanjuju s kontinuiranom hipoksijom, već se produbljuju.
Prouzrokovane hipoksijom od disanja u planinama, promjene u stanju kore velikog mozga, naravno, utiču na tok svih fizioloških funkcija. Inhibicija koja se razvija u korteksu može se prenijeti i na subkortikalne formacije, što utječe i na kršenje motoričkih činova i na jačanje refleksa na impulse iz interoreceptora.
Ograničenje visine
U zavisnosti od individualnih karakteristika, stepena kondicije, kada se u planinama javljaju poremećaji disanja, može biti različito, ali se ovi poremećaji, iako na različitim visinama, sigurno javljaju kod svih.
Za zdrave ljude u prosjeku se može naznačiti sljedeća skala visina, gdje se javljaju određene funkcionalne promjene u tijelu:
- do visine od 2,5 km, većina ljudi (i neki pojedinci do visine od 3,5-4 km) ne doživljavaju značajne poremećaje. Zasićenost krvi kiseonikom ovde je čak i veća od 85% kapaciteta kiseonika, a od promena u stanju organizma karakteristična je samo pojačana aktivnost respiratornog, kardiovaskularnog sistema, kao i povećana neoplazma crvenih krvnih zrnaca. ;
- na nadmorskoj visini od 4-5 km počinju se primjećivati poremećaji više živčane aktivnosti, regulacije disanja, cirkulacije krvi (euforija ili loše stanje, lagani umor, Cheyne-Stokesovo disanje, naglo povećanje otkucaja srca, ponekad kolaps);
- na nadmorskoj visini od 6-7 km ovi simptomi postaju vrlo ozbiljni za većinu ljudi, izuzev posebno obučenih osoba;
- disanje u planinama na visini od 7-8 km uvijek dovodi do teškog stanja i opasno je za većinu ljudi, a visina od 8,5 km je granica iznad koje se čovjek ne može izdići bez udisanja kiseonika.
Kod životinja koje stalno žive u planinama, postoji značajna nezasićenost krvi kiseonikom. Na primjer, kod ovaca na nadmorskoj visini od 4000 m, zasićenost krvi kisikom iznosi samo oko 65% kapaciteta kisika, ali nema patoloških simptoma hipoksemije.
Regionalna federacija podvodnih aktivnosti i sporta u HersonuObuka podvodnih strijelaca
Lekcija na temu
Podvodna fiziologija i medicina
Podvodna fiziologija i medicina.
1. Podvodna fiziologija.
1.1 Mehanički učinak pritiska vode na osobu.
1.2 Osobine vida i sluha pod vodom, reakcija vestibularnog aparata.
1.3 Osobine probave pod vodom.
1.4 Ljudski respiratorni sistem, regulacija disanja, izmjena gasova.
1.5 Cirkulatorni sistem, sastav krvi, učešće u razmjeni gasova.
1.6 Prijenos topline u tijelu.
^ 2. Podvodna medicina.
2.1 Hiperventilacija, gladovanje kiseonikom kod ronilaca, uzroci, prevencija. Apneja.
2.2 Barotrauma. Barotrauma uha, paranazalnih sinusa. Uzroci, prva pomoć, prevencija. Usisno djelovanje maske.
2.3 Pregrijavanje i opekotine od sunca. Uzroci, prva pomoć, prevencija.
2.4 Hipotermija, hladni šok. Uzroci, prevencija, prva pomoć. Konvulzije, borba protiv njih.
2.5 Utapanje u slatkoj i morskoj vodi, prva pomoć, prevencija.
Metode reanimacije utopljenika. Vještačka ventilacija pluća, indirektna masaža srca.
2.6 Karakteristike krvarenja pod vodom. Vrste krvarenja, načini njihovog zaustavljanja, prva pomoć.
2.7 Poraz od vodenih životinja, prva pomoć, prevencija.
^ 1. Podvodna fiziologija.
Vodeni okoliš se po svojim fizičkim svojstvima značajno razlikuje od zraka. Ljudsko tijelo je prisiljeno prilagoditi se tome, prevladavajući značajne poteškoće povezane s neobičnim uvjetima i preopterećenjima. Glavna svojstva vode koja određuju uslove za boravak osobe pod vodom uključuju njenu veliku gustinu, praktičnu nestišljivost, visok toplotni kapacitet i toplotnu provodljivost, značajnu provodljivost zvuka i jaku apsorpciju svetlosti.
Vraćamo se na karakteristike vodene sredine i njihov uticaj na život, zdravlje i duševni mir ronioca. Značajna gustina vode, posebno morske, stvara neobično okruženje u kojem čovjek može osjetiti šta je bestežinsko stanje. Predmet u vodi je mnogo lakši nego na kopnu, a njegov gubitak težine jednak je težini tečnosti koju istiskuje. Ako je potonja veća od težine tijela, predmet pluta na površini vode; ako je manje, tone; ako su njihove težine iste, predmet je u suspendovanom stanju, tj. u stanju neutralnog uzgona. Dakle, na plivača djeluje sila gravitacije koja ovisi o masi tijela i sila uzgona koja zavisi od njegove zapremine. Njihova ravnoteža određuje položaj osobe u vodi, u prosjeku specifična težina ljudskog tijela je oko jedan, tj. skoro kao slatka voda: za muškarce - malo više od jedne, a za žene - malo manje. U slatkim vodama prosječan čovjek ima slabu negativnu plovnost, au moru - neutralnu. Oko 10% ljudi ima negativnu plovnost u slatkoj vodi, a oko 2% u morskoj vodi. Potkožni masni sloj kod žena je 25% deblji nego kod muškaraca, pa stoga čak i najtanje i najvitkije predstavnice ljepšeg spola imaju blagu pozitivnu plovnost ne samo u morskoj, već i u slatkoj vodi.
^ 1.1. Mehanički učinak pritiska vode na osobu.
Čovjek, koji se nalazi na kopnu, prilagođen je životu pri normalnom atmosferskom pritisku. Na nivou mora je otprilike 760 mmHg. Manje fluktuacije ovog pritiska povezane su sa promenama meteoroloških uslova, ali se te fluktuacije mogu zanemariti. Sa uranjanjem pod vodu, pritisak na osobu se povećava, povećavajući se za jednu atmosferu na svakih 10 m dubine uranjanja. Voda je praktično nestišljiva, dok se zrak i drugi plinovi mogu komprimirati. Na kopnu se fluktuacije atmosferskog tlaka praktički ne osjećaju, dok pri ronjenju pod vodom dolazi do oštre promjene tlaka prilično brzo. Ljudska meka tkiva se ponašaju kao tečnosti, tako da su (uključujući telesne tečnosti i skelet) praktično nestišljiva. Zakoni koji regulišu ponašanje tečnosti mogu se primeniti i na tkiva osobe koja je uronjena u vodu. Ovi zakoni glase kako slijedi:
Ako se pritisak primjenjuje na površinu tekućine, tada djeluje u svim smjerovima;
3. U homogenoj tečnosti pritisak u svim tačkama iste horizontalne ravni je isti.
Učinak pritiska na ljudsko tijelo ne može se razmatrati odvojeno od ovog pritiska na zrak koji se nalazi u šupljinama tijela: pluća, šupljine srednjeg uha, lobanja, unutrašnji organi. Kada osoba ostane pod vodom, vazduh je takoreći izolovan. Kako se dubina uranjanja povećava i pritisak okoline raste, praktički nestišljiva tkiva tijela preuzimaju sav pritisak na sebe bez uništenja. Međutim, takav položaj može postojati samo kada se pritisak vazduha u zatvorenim tjelesnim šupljinama izjednači sa pritiskom okolnih tkiva. Ako se to ne dogodi, takva razlika u pritisku može dovesti do ozljeda, pa čak i smrti. Strogo pridržavanje pravila ronjenja, opasnost od barotraume može se u potpunosti eliminirati.
^ 1.2. Osobine vida i sluha pod vodom, reakcija vestibularnog aparata.
Kada osoba uđe u vodu, nalazi se u odnosu na uticaj svetlosnih i zvučnih talasa na njega u neobičnim uslovima.
Svetlo i boja.
Otvorite oči pod vodom. sta ste videli? Samo nejasni obrisi i sjene. Nažalost, naše oči su manje efikasne u vodi nego na kopnu. Da bismo razumjeli razlog, okrenimo se opet fizici - dijelu optike. Fenomen prelamanja sastoji se u prelamanju i refleksiji svjetlosnih zraka na granici dva medija različite gustoće. U rožnjači, sočivu i staklastom tijelu očne jabučice zraci se prelamaju na način da se slika vidljivog objekta fokusira na retinu stražnjeg zida očne jabučice. Retina, koja se sastoji od osjetljivih stanica - štapića i čunjića, transformira svjetlosne signale u nervne signale koji prolaze duž optičkog živca do centra za analizu mozga. Indeks loma sunčeve svjetlosti u vodi približno je jednak onom u ljudskom oku. Zbog toga se manje lome u rožnici, a slike objekata fokusirane su negdje iza mrežnjače, ostavljajući na njoj samo nejasne slike. Da bi se otklonio defekt imaginarne dalekovidnosti, koristi se maska koja stvara zračni jaz između oka i okolnog vodenog okoliša. Sada zraci prolaze kroz sloj zraka prije nego dođu do oka, što vraća efikasnost vida. Međutim, zraci koji prolaze kroz staklenu masku lome se čak i prije prelamanja u strukturama oka, iskrivljujući stvarnost: svi objekti izgledaju veći i bliži za otprilike 25%. Ronioci početnici moraju se naviknuti na stalnu optičku iluziju pod vodom. Svjetlosni zraci koji ulaze u vodu ne samo da se odbijaju i apsorbiraju, već se i djelomično raspršuju. Što je više suspendiranih čestica u vodi, to je jače raspršivanje svjetlosti i lošija vidljivost pod vodom. Dakle, visoka transparentnost na otvorenom okeanu je posljedica oskudice planktona i odsustva organske suspenzije dna. Ali vidljivost u ušćima rijeka, čije vode nose ogromnu masu suspendirane organske tvari u more, blizu je nule.
U mnogim morima i jezerima transparentnost ima sezonsku dinamiku. Na primjer, u razgovoru često možete čuti izraz "procvjetala voda" - to znači da se zagrijala na određenu temperaturu, a jednoćelijske alge su se počele brzo razmnožavati, stvarajući suspenziju i smanjujući prozirnost. Na primjer, u Bajkalskom jezeru u proljeće i rano ljeto vidljivost pod vodom doseže 40 m, a sitni detalji slikovitih podvodnih stijena, koji se strmo spuštaju na kilometarsku dubinu, savršeno su vidljivi s daske motornog čamca. Krajem juna voda zagrijana na površini "cvjeta" - masa algi smanjuje vidljivost na dohvat ruke. Zagrijane mase, međutim, ostaju u površinskom sloju visine 15 - 20 m, a ledena voda Bajkala, kristalno čista i čista, ostaje ispod termokline. Rasipanje svjetlosnih zraka dovodi do postepenog smanjenja osvjetljenja sa dubinom. Brzina zamračenja ovisi o prozirnosti vode. U tropskim morima sa dobrom vidljivošću, toliko je lagano da se može promašiti dubina od 40m ako ne pratite instrumente. U Bijelom moru sumrak nastupa na 20m, a na 40m je već crn.
Ti i ja živimo u svijetu bijele svjetlosti, koja se zapravo sastoji od mnogih komponenti boja zbog različitih talasnih dužina. Voda ih različito apsorbira, pa se spektar boja pod vodom uvelike mijenja. Dakle, u čistoj okeanskoj vodi, crveni zraci se apsorbiraju na prvom metru, narandžasti - na petom, a žuti nestaju na dubini od 10 m. Podvodni svijet nam se čini zeleno-plavim. Kako bi vas vaš partner ili spotter bolje vidio, preporučuje se korištenje mokrih odijela i opreme jarkih boja. Samo zapamtite da mnoge boje koje miluju oko sa otrovnim tonom na tlu gube svoj sjaj u vodi. Na primjer, crvena postaje tamnoljubičasta već ispod površine, a ubrzo se pojavljuje potpuno crna, tako da su mnogi predmeti lake ronilačke opreme obojeni žutom bojom: pruge na ronilačkim odijelima, mnogi rezervoari za ronjenje, dodatni plućni aparati.
^ Zvuk pod vodom.
Brzina zvuka u vodi je 1500m/s, dok se u vazduhu zvuk putuje brzinom od 333m/s. Na kopnu se često krećemo u prostoru pomoću zvukova, jer lokaciju njihovog izvora obično nije teško odrediti. Ronioci se, nažalost, ne mogu pohvaliti ovim. Ako je izvor zvuka iznad površine vode, zvučni talasi se odbijaju od njega, a da ne prodiru u dubinu.Beskorisno je nešto odozgo vikati plivaču koji je već uronio u vodu. Ali u vodenom okruženju, zvučni valovi se šire u svim smjerovima, a njihova brzina se povećava za 4 puta. Ovo stvara mnogo neprijatnosti. Na primjer, ronilac neće moći po buci motora odrediti gdje se i na kojoj udaljenosti čamac kreće. Izgubivši partnera iz vida u mutnoj vodi, čuje se njegovo disanje i klokotanje izdahnutih mehurića iz plućnog automata u blizini, ali ne možete pronaći onog ko ih pušta. Klikanje i prodorni krikovi dupina ispunjavaju cijeli okolni prostor, ali same životinje mogu se pojaviti s najneočekivanije strane.
^ Reakcija vestibularnog aparata.
Čovjeku nije potrebno mnogo truda da ostane na površini vode. "Uzgona". Sa relativnom bestežinskom stanju u vodi, osoba može izgubiti osjećaj prostorne orijentacije. Utjecaj gravitacije na osobu je neutraliziran, osjetljivost unutrašnjih organa je naglo smanjena. Vrlo brzo ljudi gube osjećaj za prostornu orijentaciju i često počinju doživljavati iluziju prevrtanja. To se u većoj mjeri odnosi na ronioce, ali se ponekad javlja i među podvodnim ribolovcima.
^ 1.3. Karakteristike probave pod vodom.
U uslovima povećanog pritiska, funkcija gastrointestinalnog trakta je donekle pojačana, koju karakteriše povećanje tonusa želuca i crijeva i njihovo ubrzano pražnjenje. Zbog činjenice da crijeva u određenoj mjeri sadrže zrak, pravilna prehrana ronioca je od velike važnosti. Hrana treba da bude visokokalorična i ne obilna. Na dan ronjenja ne treba jesti hranu koja izaziva pojačanu žeđ i obilno stvaranje plinova u crijevima (nadutivanje). Nepoštovanje ovih pravila može dovesti do jakog nadimanja, povraćanja, što je izuzetno opasno u uslovima ronjenja.
^ Strogo je zabranjeno piti alkohol u roku od dva dana prije ronjenja! Pijenje alkohola tokom ronjenja ne dolazi u obzir!
^ 1.4. Ljudski respiratorni sistem, regulacija disanja, izmjena gasova.
Svako živo biće živi od energije koja omogućava ćelijama da se dele i da telo funkcioniše. Oslobađa se kao rezultat oksidativnih reakcija kisika u tkivima i organima s ugljikovodičnim spojevima. Jedan od proizvoda energetskih reakcija je ugljični dioksid koji se potom izlučuje iz tijela. Dakle, kiseonik je od vitalnog značaja za održavanje biohemijskih procesa koji nas hrane energijom.
^ Respiratorni sistem i disanje.
Respiratorni putevi počinju nozdrvama i ustima. Uostalom, nos ne samo da ukrašava lice osobe, već i izolira, vlaži i filtrira udahnuti zrak. Kada iz raznih razloga dišemo kroz usta, udišemo hladniji, suvlji i nepročišćeni vazduh. Vazduh tada prolazi u grlo i larinks. On proizvodi zvukove i štiti pluća od začepljenja stranim česticama. Kada voda uđe u larinks, zvučni mišići (glasne žice) zatvaraju ulaz u pluća. Komarac ili mrvica kruha klize kroz grlo, iritiraju unutrašnje zidove respiratornog trakta i izazivaju kašalj koji izbacuje ostatke. Larinks prati dušnik, koji se račva u bronhije. Njihovi zidovi prekriveni su cilijama, tjerajući čestice prašine i druge strane čestice mlazom sluzi natrag u larinks, koji potom iskašljavamo ili gutamo. Pušenje oštećuje cilije i smanjuje sluz, što dovodi do brze kontaminacije pluća. Bronhi se više puta dijele na male respiratorne cijevi - bronhiole. Zidovi respiratornog trakta imaju prstenastu strukturu, što sprečava njihovo otpadanje. Najtanje bronhiole završavaju mikroskopskim vezikulama - alveolama, gusto zbijenim u uparene spužvaste organe, poznate kao "pluća". Mnogi ljudi pogrešno vjeruju da su pluća uparene šuplje vrećice koje se ili pune zrakom ili ispuhuju. Zapravo, svako pluća se sastoji od oko 150 miliona alveola, prekrivenih zajedničkom tankom membranom - pleurom. Ukupnim volumenom alveola smatra se volumen pluća, koji kod odraslih varira od tri do sedam litara. Volumen pluća i umjetnost ronjenja su suštinski nepovezani.Nije nužno da će se plivač s velikim plućima osjećati bolje pod vodom nego drug sa malim plućima.
Unutrašnja površina grudnog koša ograničena je pleurom, membranom identičnom onoj na površini pluća. Između dvije pleure stvara se pleuralna šupljina - prostor ispunjen pleuralnom tekućinom koja sprječava trljanje pluća o grudi tokom respiratornih kontrakcija mišića. U poređenju sa vazdušnim pritiskom, on je negativan, ako pukne jedna od membrana, vazduh ispunjava interpleuralni prostor, a pluća kolabiraju, što je fatalno. Pluća se šire na nadahnuće zbog pokreta prsnih interkostalnih mišića i kontrakcije dijafragme - mišićne pregrade koja odvaja grudni koš od trbušne šupljine. Kod muškaraca i žena, omjer učešća u procesu disanja različitih mišića je nešto drugačiji: kod muškaraca je uloga dijafragme mnogo veća nego kod žena. Pažljivije pogledajte one oko sebe i lako ćete razlikovati lijepo "grudno" disanje žena od "trbušnog" disanja muškaraca. To je dijafragma koja je podvrgnuta pritisku iz želuca, punjena hranom. Nakon obilnog obroka, naduti stomak savija dijafragmu u grudnu šupljinu i otežava disanje. U ovoj situaciji, pluća se šire uglavnom u anteroposteriornom i bočnom smjeru. Dijafragma pak pritiska pun želudac i "gura" hranu u gornji probavni trakt. Osoba koristi samo 10% volumena pluća u procesu normalnog disanja. Uz posebno dubok udah, može udahnuti oko 1600 cm zraka (dodatni volumen) i istu količinu izdahnuti silom (rezervni volumen). Zbir sva tri volumena je vitalni kapacitet pluća. Osim toga, čak i kod najjačeg izdisaja, u plućima ostaje oko 1500 cm zaostalog zraka, što sprječava njihovo otpadanje.
Parcijalni pritisci ugljičnog dioksida i kisika u krvi održavaju se u strogim granicama. CO 2 receptori, koji detektuju i najmanje promjene u njegovoj koncentraciji, nalaze se u respiratornom centru mozga. U mirnom stanju, osoba napravi 16-18 respiratornih pokreta u minuti. Regulacija disanja se odvija refleksno, ali je osoba u stanju i kontrolirati ograničavanjem pokreta prsnih mišića. Konstantna obuka respiratornog i kontrolnog sistema je srž umjetnosti ronjenja na dah.
^ 1.5. Cirkulatorni sistem, sastav krvi, učešće u razmjeni gasova.
Prva faza vanjskog disanja završava činjenicom da kisik u sastavu atmosferskog zraka prelazi u pluća iz alveola u kapilare, zaplićući ih gustom mrežom. Kapilare se povezuju s plućnim venama, koje prenose oksigenisanu krv do srca, odnosno do njegovog lijevog atrija. Iz desne i lijeve pretkomore krv teče kroz zaliske u ventrikule, koje, kontrahirajući, potiskuju krv kroz polumjesečne zaliske u eferentne žile. Lijeva komora potiskuje krv u aortu – grana se u arterije koje opskrbljuju krvlju sve sisteme organa i tkiva. Krv sadrži kisik i nutrijente koji su vezani u stanicama da tvore ugljični dioksid i oslobađaju energiju. U tkivima dolazi do izmjene plinova CO 2 i O 2 između stanica i krvi, tj. proces ćelijskog disanja. Krv zasićena ugljičnim dioksidom skuplja se u venama i ulazi u desnu pretkomoru srca, a sistemska cirkulacija se zatvara. Mali krug počinje u desnoj komori, odakle plućna arterija nosi krv za oksigenaciju u pluća, granajući se i zaplićući alveole kapilarnom mrežom. Sastav ljudske krvi je konstantan. Krv se sastoji od tečnog dijela - plazme i formiranih elemenata - eritrocita, leukocita i trombocita. Eritrociti su uključeni u izmjenu plinova, prenoseći kisik i ugljični dioksid, leukociti obavljaju zaštitne funkcije, podržavaju imunitet, a trombociti su uključeni u zgrušavanje krvi.
Ljudski embrion, dok je u maternici, prima sve potrebne hranljive materije i kiseonik kroz placentu. Pluća mu ne funkcionišu i krv cirkuliše u jednom krugu, padajući iz desne pretklijetke u lijevu kroz jednosmjerni ventil u interatrijalnom septumu – otvoreni foramen ovale (PFO). S prvim krikom otvaraju se pluća novorođenčeta, a krv „juri“ u novi kanal kroz plućnu cirkulaciju. Ventil se zatvara i kod mnogih ljudi prerasta s godinama, ali kod 15% čovječanstva ostaje, nažalost, u zatvorenom, ali ne i obraslom stanju. Budući da je pritisak u lijevoj - arterijskoj - pretkomori obično veći nego u desnoj, venskoj, PFO se obično ne manifestira. Krvni pritisak u žilama zavisi od stadijuma srca: maksimalni, odnosno gornji, javlja se tokom kontrakcije, tj. kada lijeva komora snažno potisne dio krvi u aortu; donja se posmatra tokom dijastole, tj. između rezova. Normalnim krvnim pritiskom smatra se odnos gornjeg i donjeg pritiska u brahijalnoj arteriji, jednak 120/80 mm Hg. Povratni tok krvi iz ventrikula u atrijum i iz arterija u komore sprečavaju zalisci. Srce je svojevrsni motor tijela. Učestalost i jačinu kontrakcija, refleks u mirnom stanju, regulišu centralni nervni sistem i hormoni. Kada se bojimo ili osjetimo nalet divlje strasti, nadbubrežne žlijezde proizvode hormon adrenalin koji stimulira srčanu aktivnost. Tada osjećamo glasne i česte otkucaje srca. Da bi srce bilo u najboljem mogućem stanju, bolje je suzdržati se od stresa na srcu prije ronjenja: od kafe, alkohola i, ako je moguće, od teških fizičkih vježbi i ljubavnih iskustava...
Tijelo regulira i kontrolira dotok krvi u različite organe i dijelove tijela ovisno o specifičnom stanju. Vjerovatno je svima poznato privremeno zapanjenost nakon obilnog obroka, povezano s otjecanjem krvi iz glave u želudac, ili s povećanjem i oticanjem određenih mišića kao rezultat teške fizičke vježbe. Kršenje kontrole i regulacije cirkulacije krvi pod vodom može dovesti do raznih bolesti.
^ 1.6. Prenos toplote u telu.
Osoba ima sposobnost održavanja konstantne tjelesne temperature uz značajne fluktuacije u vanjskom okruženju. Na tjelesnoj temperaturi od 36 - 37 0 C vitalni procesi se odvijaju najefikasnije. Toplinsku ravnotežu tijela održavaju dva procesa - stvaranje topline i prijenos topline. Da bi se održala konstantna temperatura unutrašnjeg okruženja tela, neophodno je da proizvodnja toplote odgovara prenosu toplote. Prijenos topline se odvija kroz kožu provođenjem topline, konvekcijom, zračenjem i isparavanjem znoja, kao i isparavanjem vlage s površine ljudskih pluća. Temperatura tijela žive i zdrave osobe, koja se kreće oko 36,6 "C, viša je od temperature vode. Zbog toga pri potapanju nastaje snažan tok toplotne energije iz tijela u okolnu vodu. Inače, voda ima toplotni kapacitet 4 puta, a toplotna provodljivost je 25 puta veća od vazduha, a osim toga, u prirodnim uslovima, voda takođe stalno teče ili se negde kovitla. Sve to dovodi do gubitka toplote tela i hipotermije, što može dovesti do gubitak svesti, pa čak i smrt.Za vreme boravka osobe u hladnoj vodi, stvaranje toplote u telu se povećava za 3-9 puta, ali ne može da nadoknadi gubitak toplote duže vreme.Stoga, vreme boravka u vodi, čak i tropsko - toplo, ograničeno je. Stepen hipotermije zavisi od temperature vode i trajanja boravka u njoj, kao i od vrste opreme i prirode termo odeće, funkcionalnog stanja tela, njegove izdržljivosti i otpornost na hladnoću takođe su važni. zajedljivo zbog činjenice da kada se pojave prvi znaci hlađenja, nije uvijek moguće izaći iz vode na vrijeme i zagrijati se. Prilikom pada u hladnu vodu aktiviraju se adaptivni mehanizmi osobe: raste krvni tlak, ubrzava se disanje, povećava se mišićni tonus i metabolizam, grče krvni sudovi kože itd. Ali što je temperatura vode niža, ovi mehanizmi se brže iscrpljuju, drhtanje mišića koje se prvo pojavilo postepeno se smanjuje, što je znak teške hipotermije. Prekogranična inhibicija se razvija u višim dijelovima centralnog nervnog sistema sa manifestacijama inhibicije glavnih fizioloških funkcija. Smrt od hipotermije nastupa kada rektalna temperatura padne na 25-22 0 C
U pravilu, temperatura vode postupno opada s dubinom, dostižući otprilike 3-4 0 C u dubokim vodama, a pada na nulu već na dubini od 30 m u polarnim područjima. Često su površinske vodene mase zagrijane suncem, zbog različitih svojstava, odvojene od hladnih masa jasnom vidljivom granicom - termoklinom. Termoklina u obliku tankog (1-2m visine), oblačnog sloja je prilično zabavna pojava. Ponekad se desi da glava ronioca uživa na vrelini od 10 - 12 0 C, a nožni prsti utrnu u ledenoj vodi ispod termokline. Sezonska termoklina je jasno izražena u Bajkalskom jezeru i sjevernim morima. Ponekad vodene mase imaju mozaičnu distribuciju, a zatim se izmjenjuju hladni i topli slojevi. Kako bi smanjili gubitak topline, ronioci stvaraju sloj zraka ili zagrijane vode između tijela i okolne vode uz pomoć zaštitne odjeće – mokrog odijela.
^ 2. Podvodna medicina.
2.1. Hiperventilacija, gladovanje kiseonikom kod ronilaca, uzroci, prevencija. Apneja.
Termin "apneja" znači zadržavanje daha pod vodom. U medicini to znači da nema disanja. Počnimo od uobičajene situacije. Osoba uzima pune grudi zraka i odlazi pod vodu. Neko vrijeme - otprilike minut - osjeća se prilično ugodno, sve dok se ne pojavi želja da izdahne i udahne svjež zrak. Neko vrijeme ronilac pati, ali kada želja postane nepodnošljiva, brzo se izdiže na površinu i pohlepno guta svježi zrak. Obično kažu da je "zrak je gotov". Ali samo rijetki zamišljaju šta se dešava u tijelu i zašto toliko želimo da dišemo. Na početku ronjenja imamo zalihe kisika u tri rezervoara: u plućima, u hemoglobinu u krvi i u mioglobinu u mišićima. Kada se rezerve kiseonika iscrpe tokom ćelijskog disanja, a sadržaj CO 2 raste, receptori za gas koji se nalaze u karotidnim arterijama i respiratornom centru mozga šalju alarmne signale u mozak, stimulišući refleksne respiratorne pokrete grudnog koša. Refleks udisanja može biti toliko jak da će ronilac koji nije izračunao vlastitu snagu duboko udahnuti prije nego što stigne na površinu. Ali čak i ako plivač nadjača refleks, kada koncentracija kisika padne ispod granične vrijednosti, mozak se isključuje i osoba gubi svijest. Pokreću se CO 2 receptori i na taj način sprječavaju pad koncentracije 0 2 do granične vrijednosti. Da biste produžili boravak pod vodom, možete odgoditi signal ovih receptora smanjenjem parcijalnog tlaka prije ronjenja. C0 2 u plućima i u krvi: nekoliko puta brzo i duboko udahnite, sačekajte malo, smirujući rad srca, duboko udahnite i zaronite. Ova tehnika se naziva hiperventilacija. Ako preterujete kod udisaja - izdisaja, osetićete blagu vrtoglavicu, i naježiti se pred očima. Oni znače da ste previše snizili pritisak CO 2, a tijelo se buni. Čišćenjem pluća od CO2 odgađamo refleks udisanja na vrijeme, ali ga približavamo granici kisika. Zloupotrebom hiperventilacije možete odgoditi signal receptora na duže vrijeme - sve dok se svijest ne ugasi. Pošto u tijelu nema receptora koncentracije O2, hipoksija nastupa odmah, bez upozoravajućih simptoma. (Dihalni centar u mozgu mnogo je osjetljiviji na povećanje parcijalnog tlaka ugljičnog dioksida nego na smanjenje napetosti kisika u krvi.) Sa povećanjem dubine, želja za udahom slabi, jer vanjski pritisak smanjuje volumen pluća, a parcijalni tlak 0 2 u plućima i krvi raste, potiskujući refleks udisaja i njegovu graničnu vrijednost. Tokom uspona na površinu, pluća se šire (vidi prvi zakon o plinovima), a parcijalni tlak 0 2 naglo opada. Šta se dešava u ovom slučaju nije teško pretpostaviti. Ova pojava je poznata kao hipoksija uspona. Mnogi profesionalni sportisti i podvodni ribolovci, zloupotrebljavajući hiperventilaciju i ne računajući vrijeme i dubinu, završavaju zaron u nesvjesnom stanju. Stoga, ventilaciju pluća prije ronjenja treba pažljivo obaviti. Važno je naučiti kako maksimalno iskoristiti kapacitet pluća. Obično ga jedva koristimo 10%, a ipak bi povećanje "radnog" prostora pluća značajno produžilo naše plivanje pod vodom. Zato diši duboko!
^ Usporen rad srca.
Brzina potrošnje kisika pod vodom ovisi o radu miokarda. Neuvežbano srce kuca snažno i brzo, brzo trošeći kiseonik. Usporavanje otkucaja srca je ključ za dugotrajno ostanak pod vodom. Srce poznatog ronioca Jacquesa Mayola kuca pod vodom brzinom od 20 otkucaja u minuti, tj. skoro četiri puta sporije nego na površini. Ovo omogućava osobi da se spusti na dubine veće od sto metara.
Da biste usporili rad srca, prvo morate imati zdravo srce i dobru fizičku formu. Drugo, morate se potpuno opustiti i ne praviti nagle pokrete i snažne napore pod vodom. Da biste to učinili, bolje je nositi dugačke i čvrste peraje s velikom površinom oštrice. Nezgodno je puzati po dnu s opremom za ronjenje u njima, ali u vodenom stupcu vam omogućavaju da se vinete, praveći spore i glatke poteze pri velikoj brzini spuštanja. Lakoća uranjanja može se osigurati i stvaranjem blagog negativnog uzgona tijela na površini vode, a zatim osoba slobodno i bez dodatnog napora tone na dno, zadržavajući dovod zraka.
^ Kiseonik. Hipoksija.
Hipoksija, odnosno nedostatak kisika u tijelu, uzrokuje smrt stanica - prvenstveno moždanih stanica. Tijelo se opskrbljuje kisikom kroz lanac uzastopnih i međusobno povezanih procesa:
vanjsko disanje i izmjena plinova u plućima;
transport otopljenog kisika krvotokom;
izmjena plinova između krvi i tkiva;
ćelijsko disanje, tj. uzimanje kiseonika ćelijama. Oštećenje jedne od karika ovog lanca dovodi do poremećaja ćelijskog disanja i naknadne anoksije - potpunog iscrpljivanja kiseonika, nakon čega odmah slijedi stanična smrt. Postoje 4 vrste hipoksije.
Najčešći tip hipoksije, uzrokovan nedostatkom kisika u alveolama za razmjenu plinova s krvlju. To znači da pluća nisu u stanju da pumpaju vazduh zbog nedostatka istog u spoljašnjoj sredini, začepljenja gornjih disajnih puteva ili kolapsa samih pluća. Dakle, mogući uzroci respiratorne insuficijencije mogu biti:
utapanje, tj. punjenje pluća vodom;
nedostatak zraka u opremi za ronjenje;
grčevi ili začepljenje disajnih puteva vodom, povraćanjem i stranim česticama;
kolaps pluća kao rezultat pneumotoraksa;
oštećenje alveola kada voda uđe u pluća.
Cirkulatorno hipoksija: "ustajala" krv u odsustvu ili usporavanju cirkulacije ne može dovesti kiseonik u tkiva.
Nemogućnost srca da održi normalnu cirkulaciju krvi u žilama dovodi do usporavanja protoka krvi i nedovoljne opskrbe stanica kisikom. Mogući uzroci: srčani udar, gasna embolija, dekompresijska bolest itd. Čest oblik lokalne hipoksije. Smrzavanje ekstremiteta na niskim temperaturama nije ništa drugo do posljedica usporavanja periferne cirkulacije krvi. Ako se nastavi, lokalna hipoksija može uzrokovati ireverzibilnu nekrozu stanica ekstremiteta – smrzavanje. Hipoksična krv je tamne boje, što se, inače, jasno vidi kada prsti, uši i usne poplave na hladnoći. Plavi jezik označava početak opšte hipoksije.
Hemic hipoksija: nemogućnost krvi da transportuje kiseonik tokom normalne cirkulacije u krvnim sudovima. To se dešava kod bolesti krvi koje utiču na aktivnost hemoglobina, kao i nakon značajnog gubitka krvi prilikom povreda i oštećenja krvožilnog sistema.
Histotoksični hipoksija: nemogućnost ćelija da uzimaju kiseonik koji donosi krv. Kršenje ćelijskog disanja moguće je u slučaju općeg trovanja organizma - na primjer, cijanidima ili otrovom neke meduze.
Prevencija.
Da biste izbjegli opću ili lokalnu hipoksiju, treba se pridržavati sljedećih pravila ponašanja:
Provjerite svoju opremu prije svakog ronjenja.
Ne ronite sami, već samo u paru ili grupi.
Stalno pratite dovod zraka pod vodom.
Nemojte pretjerano hiperventilirati prije ronjenja.
Sadržaj CO 2 u krvi održava se respiratornim procesima na određenom nivou, odstupanje od čega dovodi do narušavanja biohemijske ravnoteže u tkivima. Manifestuje se hipokapnija, to je i nedostatak CO2, u najboljem slučaju u vidu vrtoglavice, au najgorem se završava gubitkom svesti. Hipokapnija se javlja kod dubokog i učestalog disanja, što se automatski javlja u stanju straha, panike ili histerije. Umjetna hiperventilacija prije ronjenja sa zadržavanjem daha najčešći je uzrok nedostatka CO 2 .
Hiperkapnija.
U koncentraciji CO2 u vazduhu, više od 1% njegovog udisanja izaziva simptome koji ukazuju na trovanje organizma: glavobolju, mučninu, često plitko disanje, pojačano znojenje, pa čak i gubitak svesti. Slučajevi hiperkapnije javljaju se pri korištenju neispravne opreme za regeneraciju iu slabo ventiliranim tlačnim komorama u kojima se nalazi grupa ljudi. Trovanje je moguće i kod plivanja sa veoma dugačkom cevčicom za disanje: pri izdisaju u takvoj cevčici ostaje stari vazduh sa visokim sadržajem CO 2, koji ga plivač udahne u sledećem respiratornom ciklusu. Hiperkapnija se takođe javlja kada se dah zadržava pod vodom. Mnogi ronioci pokušavaju sačuvati zrak i zadržati dah. To dovodi do trovanja CO 2 od čega počinju glavobolje. Tretman se radi čistim kiseonikom.
Za normalan život ljudi, kao i velike većine živih organizama, kiseonik je neophodan. Kao rezultat metabolizma, kisik se veže na atome ugljika, stvarajući ugljični dioksid (ugljični dioksid). Sveukupnost procesa koji osiguravaju razmjenu ovih plinova između tijela i okoline naziva se disanje.
Opskrba kiseonikom ljudskog tijela a uklanjanje ugljen-dioksida iz organizma obezbeđuje respiratorni sistem. Sastoji se od disajnih puteva i pluća. Gornji respiratorni trakt uključuje nazalne prolaze, ždrijelo i larinks. Nadalje, zrak ulazi u dušnik, koji je podijeljen na dva glavna bronha. Bronhi, koji se neprestano račvaju i postaju sve tanji, formiraju takozvano bronhijalno stablo pluća. Svaka bronhiola (najtanja grana bronhija) završava se alveolama u kojima se odvija razmjena plinova između zraka i krvi. Ukupan broj alveola kod ljudi je oko 700 miliona, a njihova ukupna površina je 90-100 m2.
Struktura respiratornog sistema.
Površina respiratornog trakta, osim površine alveola, je nepropusna za plinove, pa se prostor unutar disajnih puteva naziva mrtvi prostor. Njegov volumen kod muškaraca je u prosjeku oko 150 ml, kod žena -100 ml.
Vazduh ulazi u pluća zbog negativnog pritiska koji nastaje kada ih protežu dijafragma i međurebarni mišići tokom udisaja. Kod normalnog disanja aktivan je samo udah, izdisaj se javlja pasivno, zbog opuštanja mišića koji daju inspiraciju. Samo uz prisilno disanje, ekspiracijski mišići se uključuju u rad, čime se, kao rezultat dodatne kompresije grudnog koša, postiže maksimalno smanjenje volumena pluća.
Proces disanja
Učestalost i dubina disanja zavise od fizičke aktivnosti. Dakle, u mirovanju odrasla osoba obavlja 12-24 respiratorna ciklusa, osiguravajući ventilaciju pluća u rasponu od 6-10 l / min. Prilikom teškog rada, brzina disanja može se povećati do 60 ciklusa u minuti, a količina plućne ventilacije može doseći 50-100 l / min. Dubina disanja (ili plimni volumen) tokom tihog disanja obično je mali dio ukupnog kapaciteta pluća. Sa povećanjem plućne ventilacije, disajni volumen se može povećati zbog inspiratornog i ekspiratornog rezervnog volumena. Ako fiksiramo razliku između najdubljeg udaha i maksimalnog izdisaja, onda dobijamo vrijednost vitalnog kapaciteta pluća (VC), koja ne uključuje samo preostali volumen, koji se uklanja tek kada se pluća potpuno kolabiraju.
Regulacija frekvencije i dubine disanja odvija se refleksno i ovisi o količini ugljičnog dioksida i kisika u krvi te o pH krvi. Glavni stimulans koji kontroliše proces disanja je nivo ugljičnog dioksida u krvi (s ovim parametrom je povezana i pH vrijednost krvi): što je veća koncentracija CO2, to je veća plućna ventilacija. Smanjenje količine kiseonika u manjoj meri utiče na ventilaciju pluća. To je zbog specifičnosti vezivanja kisika za hemoglobin u krvi. Do značajnog kompenzacijskog povećanja plućne ventilacije dolazi tek nakon pada parcijalnog tlaka kisika u krvi ispod 12-10 kPa.
Kako ronjenje pod vodom utiče na proces disanja?? Razmotrite prvo situaciju plivanja s disaljkom. Disanje kroz cijev postaje mnogo teže čak i kada je potopljeno nekoliko centimetara. To je zbog činjenice da se otpor disanja povećava: prvo, prilikom ronjenja, mrtvi prostor se povećava za volumen cijevi za disanje, a drugo, da bi udahnuli, respiratorni mišići su prisiljeni savladati povećani hidrostatički pritisak. Na dubini od 1 m čovjek može disati kroz cijev ne više od 30 s, a na velikim dubinama disanje je gotovo nemoguće, prvenstveno zbog činjenice da respiratorni mišići ne mogu savladati pritisak vodenog stupca da bi dah sa površine. Optimalnim se smatraju cijevi za disanje dužine 30-37 cm.Upotreba dužih cijevi za disanje može dovesti do problema sa srcem i plućima.
Još jedna važna karakteristika koja utiče na disanje je prečnik cijevi. Sa malim prečnikom cevi ne ulazi dovoljno vazduha, posebno ako je potrebno obaviti neki posao (na primer, brzo plivati), a sa velikim prečnikom, volumen mrtvog prostora se značajno povećava, što takođe otežava disanje . Optimalne vrijednosti za promjer cijevi su 18-20 mm. Upotreba cijevi nestandardne dužine ili promjera može dovesti do nehotične hiperventilacije.
Kada plivate u samostalnom aparatu za disanje glavne poteškoće pri disanju povezane su i sa povećanim otporom na udisaj i izdisaj. Udaljenost između takozvanog centra pritiska i kutije aparata za disanje najmanje utiče na povećanje otpora disanja. "Centar pritiska" uspostavio je Jarrett 1965. On je 19 cm ispod i 7 cm iza vratne šupljine. Prilikom razvoja različitih modela aparata za disanje, to se uvijek uzima u obzir i kutija aparata za disanje se postavlja što bliže ovoj tački. Drugi faktor koji utječe na povećanje otpora disanja je količina dodatnog mrtvog prostora. Posebno je velika u aparatima s debelim valovitim cijevima. Važnu ulogu igra i ukupni otpor različitih ventila, membrana i opruga u sistemu za smanjenje pritiska respiratorne mešavine. I posljednji faktor je povećanje gustine plina zbog povećanja tlaka s povećanjem dubine.
U modernim modelima regulatora, dizajneri nastoje da minimiziraju efekte povećanog otpora disanja stvaranjem takozvanih balansiranih automata za disanje. Ali ronioci amateri još uvijek imaju dosta starih modela uređaja s povećanim otporom na disanje. Takvi uređaji su, posebno, legendarni AVM-1 i AVM-1m. Disanje u ovim uređajima dovodi do velike potrošnje energije, pa im se ne preporučuje izvođenje teških fizičkih radova i dugih ronjenja na dubinu veću od 20 m.
Optimalni tip disanja pri plivanju sa samostalnim aparatom za disanje treba uzeti u obzir sporo i duboko disanje. Preporučena frekvencija je 14-17 udisaja u minuti. Ovakvom prirodom disanja osigurava se dovoljna izmjena plinova uz minimalan rad respiratornih mišića i olakšava aktivnost kardiovaskularnog sistema. Ubrzano disanje otežava rad srca i dovodi do njegovog preopterećenja.
Utiče na funkcionisanje respiratornog sistema i brzinu uranjanja u dubinu. S brzim povećanjem pritiska (kompresija), vitalni kapacitet pluća se smanjuje, sa sporim, praktički se ne mijenja. Smanjenje VC-a je zbog nekoliko razloga. Prvo, kada se uroni u dubinu, dodatni volumen krvi juri u pluća kako bi nadoknadio vanjski pritisak, i, očigledno, tijekom brzog kompresije, neke bronhiole su stegnute "natečenim" krvnim žilama; ovaj efekat se kombinuje sa brzim povećanjem gustine gasa, što dovodi do blokade vazduha u nekim delovima pluća ( nastaju vazdušne zamke»). « vazdušne zamke» su izuzetno opasni, jer značajno povećavaju rizik od barotraume pluća kako tokom nastavka ronjenja tako i tokom izrona, posebno ako se ne poštuju način izrona i brzina. Najčešće takve "zamke" formiraju ronioci koji su pod vodom u okomitom položaju. Postoji još jedna nijansa povezana s vertikalnim položajem ronioca. To je heterogenost izmjene plinova u vertikalnom položaju: pod utjecajem gravitacije, krv ulazi u donje dijelove pluća, a mješavina plina se akumulira u gornjem, osiromašena krvlju. Ako je ronilac pod vodom u horizontalnom položaju licem prema dolje, relativna vrijednost alveolarne ventilacije se značajno povećava u odnosu na njegov vertikalni položaj, poboljšava se izmjena plinova i zasićenje arterijske krvi kisikom.
Tokom dekompresije i neko vrijeme nakon nje, VC se također smanjuje zbog povećanog dotoka krvi u pluća.
Negativno utiče na respiratorni sistem i činjenica da je vazduh koji dolazi iz cilindara obično hladan i skoro da ne sadrži vlagu. Udisanje hladnog gasa može izazvati respiratorne smetnje, koje se manifestuju drhtanjem disajnih mišića, bolovima u grudima, pojačanim lučenjem sluzokože nosa, dušnika i bronhija i otežanim disanjem. Kod plivanja u hladnoj vodi problem lučenja sluzi se posebno pogoršava: otežani su pokreti gutanja neophodni za izjednačavanje pritiska u šupljini srednjeg uha. A zbog činjenice da dolazni zrak praktički ne sadrži vlagu, može se razviti iritacija sluznice očiju, nosa, dušnika i bronhija. Otežavajuća okolnost je i hlađenje tijela.
Čak i kratak boravak pod vodom zahtijeva i posebnu tehničku opremu i odgovarajuću obuku osobe. Najveće poteškoće u podvodnom radu povezane su s davanjem ronioca mješavinom za disanje.
Činjenica je da mješavina plina mora ući u pluća ronioca pod istim pritiskom koji stvara stup vode na određenoj dubini. Ako se ovaj omjer prekrši, vanjski pritisak će jednostavno stisnuti grudi, sprečavajući vas da udahnete. S takvim disanjem, rad respiratornih mišića naglo se povećava. Stoga iskusni ronioci dišu duboko, ali sporo. Neki od njih udahnu samo 3-4 udisaja u minuti, svaki put unoseći 2-2,5 litara zraka u pluća.
Sastav mješavine za disanje također je od velike važnosti za dubokomorsko ronjenje. Ako se komprimirani zrak koristi za disanje pod vodom, tada će se parcijalni tlak kisika povećavati dok ronite i na dubini od 90 m premašit će normalni tlak za 10 puta. Na dubini od 40 m, ronilac prima smjesu koja sadrži 5% kisika, a na dubini od 100 metara - samo 2% (umjesto uobičajenih 20,9%). Uz produženo udisanje i čistog kiseonika i pod pritiskom od oko 3 atm. , može doći do kršenja funkcija nervnog sistema u obliku konvulzivnog napada.
Parcijalni pritisak dušika u respiratornoj smjesi također nije ravnodušan za tijelo. U nama poznatoj atmosferi, gdje dušik iznosi skoro 79%, ovaj plin je jednostavan razrjeđivač kisika i ne učestvuje ni u kakvim procesima koji se odvijaju u tijelu. Međutim, pri visokom pritisku dušik postaje podmukli neprijatelj. Izaziva narkotično stanje slično alkoholnom trovanju. Stoga, počevši od dubine od 60 m, ronioci se opskrbljuju dušikom - mješavinom kisika, gdje je dušik djelomično ili potpuno zamijenjen helijumom, koji je fiziološki neaktivan.