Dihanje na velikih globinah. Dihanje v gorah in pod vodo
Pri plezanju v gore se zaradi padca atmosferskega tlaka zmanjša parcialni tlak kisika v alveolnem prostoru. Ko ta tlak pade pod 50 mmHg . Umetnost. (5 km nadmorske višine) mora neprilagojena oseba dihati mešanico plinov, v kateri je povečana vsebnost kisika. Na nadmorski višini 9 km parcialni tlak v alveolarnem zraku pade na 30 mm Hg. . Art., In praktično je nemogoče vzdržati takšno stanje. Zato se uporablja inhalacija 100% kisika. V tem primeru je pri določenem zračnem tlaku delni tlak kisika v alveolarnem zraku 140 mm Hg. . Art., ki ustvarja velike možnosti za izmenjavo plina. Na višini 12 km pri vdihavanju navadnega zraka je alveolarni tlak 16 mm Hg. . Umetnost. (smrt), pri vdihavanju čistega kisika - samo 60 mm Hg . Čl., tj. Še vedno lahko dihate, vendar je že nevarno. V tem primeru je mogoče dovajati čisti kisik pod pritiskom in zagotoviti dihanje pri vzponu na višino 18 km. Nadaljnji vzpon je možen samo v skafandrih.
Dihanje pod vodo na velikih globinah
Ko se spusti pod vodo, se atmosferski tlak poveča. Na primer, na globini 10 m je tlak 2 atmosferi, na globini 20 m - 3 atmosfere itd. V tem primeru se parcialni tlak plinov v alveolarnem zraku poveča za 2 oziroma 3-krat.
To ogroža visoko raztapljanje kisika. Toda njegov presežek ni nič manj škodljiv za telo kot pomanjkanje. Zato je eden od načinov za zmanjšanje te nevarnosti uporaba mešanice plinov, v kateri je zmanjšan odstotek kisika. Na primer, na globini 40 m dajejo mešanico, ki vsebuje 5% kisika, na globini 100 m - 2%.
Drugi problem je vpliv dušika. Ko se parcialni tlak dušika poveča, to povzroči povečano raztapljanje dušika v krvi in povzroči narkotično stanje. Zato začenši z globine 60 m , mešanica dušik-kisik se nadomesti z mešanico helio-kisik. Helij je manj strupen. Narkotičen učinek začne delovati šele na globini 200-300 m. . Trenutno potekajo raziskave o uporabi vodikovo-kisikovih mešanic za delovanje v globinah do 2 km, saj je vodik zelo lahek plin.
Tretji problem potapljaške operacije - to je dekompresija. Če se hitro dvignete iz globine, potem plini, raztopljeni v krvi, zavrejo in povzročijo plinsko embolijo - zamašitev krvnih žil. Zato je potrebna postopna dekompresija. Na primer, plezanje z globine 300 m zahteva 2 tedna dekompresije.
Ko se vzpenjate v gore, se pritisk kisika v zraku stalno zmanjšuje, kar vodi do padca tega tlaka v alveolih in posledično do padca napetosti kisika v krvi. Če napetost kisika pade pod 50-60 mmHg, začne nasičenost hemoglobina s kisikom zelo hitro upadati.
Značilnosti fizioloških sprememb dihanja v gorah
Večina ljudi ne doživlja stiske pri dihanju v gorah do višine 2,5 km. To ne pomeni, da je na višini 2 km organizem v enakem stanju kot pri zračnem tlaku na morski gladini. Čeprav je na višini do 3 km kri nasičena s kisikom za najmanj 90% svoje zmogljivosti, je napetost kisika, raztopljenega v krvi, že tu zmanjšana, kar pojasnjuje številne opažene premike v dihanju. gore. Tej vključujejo:
- poglobitev in rahlo povečanje dihanja;
- povečan srčni utrip in povečanje minutnega volumna;
- nekaj povečanja BCC;
- povečana neoplazma rdečih krvnih celic;
- majhen padec v razdražljivosti receptorjev, ki ga je mogoče zaznati le z zelo subtilnimi metodami in izgine po dveh ali treh dneh bivanja na označeni višini.
Vse te spremembe med dihanjem v gorah pri zdravem človeku pa so ravno regulacijski procesi, katerih normalen potek zagotavlja delovno zmožnost na višini. Ni čudno, da se bivanje na nadmorski višini 1-2 km včasih uporablja kot terapevtska tehnika v boju proti nekaterim boleznim.
Z višine 3 km, pri nekaterih ljudeh (ob odsotnosti mišičnega dela) šele z višine 3,5 km, se začnejo zaznavati različne motnje, kar je odvisno predvsem od sprememb v delovanju višjih centrov. Pri dihanju v gorah se zmanjša napetost v krvi raztopljenega kisika, zmanjša pa se tudi količina kisika, ki ga veže hemoglobin. Simptomi respiratorne hipoksije se pojavijo, ko nasičenost krvi s kisikom pade pod 85 % kisikove kapacitete krvi. Če nasičenost s kisikom med respiratorno hipoksijo pade pod 50-45% kisikove kapacitete, pride do smrti osebe.
Ko se dvig na precejšnjo višino izvaja počasi (na primer pri plezanju), se razvijejo simptomi hipoksije, ki se ne zaznajo s hitro razvijajočo se hipoksijo, kar vodi do izgube zavesti. V tem primeru se zaradi motnje višjega živčnega delovanja opazijo utrujenost, zaspanost, tresenje, težko dihanje, palpitacije, pogosto slabost in včasih krvavitev (višinska bolezen ali gorska bolezen).
Sprememba živčnega delovanja se lahko začne še pred zmanjšanjem količine oksihemoglobina v krvi, odvisno od zmanjšanja napetosti kisika, raztopljenega v krvi. Pri psih se nekatere spremembe v živčni aktivnosti včasih opazijo že na 1000 m, kar se najprej izraža v povečanju kondicioniranih refleksov in oslabitvi zaviralnih procesov v možganski skorji. Na višji nadmorski višini se pogojni refleksi zmanjšajo, nato pa (na nadmorski višini 6-8 km) izginejo. Zmanjšajo se tudi brezpogojni refleksi. V možganski skorji se inhibicija poveča. Če se na nizki nadmorski višini (2-4 km) spremembe pogojnih refleksov opazijo le prvič, potem se na visoki nadmorski višini motnje pogojne refleksne aktivnosti ne zmanjšajo z nadaljnjo hipoksijo, temveč se poglobijo.
Spremembe v stanju možganske skorje, ki jih povzroča hipoksija zaradi dihanja v gorah, seveda vplivajo na potek vseh fizioloških funkcij. Inhibicija, ki se razvije v skorji, se lahko prenese tudi na subkortikalne formacije, kar vpliva tako na kršitev motoričnih dejanj kot na krepitev refleksov na impulze iz interoreceptorjev.
Omejitev višine
Odvisno od individualnih značilnosti, telesne pripravljenosti, kdaj pride do motenj dihanja v gorah, je lahko različno, vendar se te motnje, čeprav na različnih višinah, zagotovo pojavijo pri vsakem.
Pri zdravih ljudeh lahko v povprečju navedemo naslednjo lestvico višin, kjer pride do določenih funkcionalnih sprememb v telesu:
- do nadmorske višine 2,5 km večina ljudi (in nekateri posamezniki do nadmorske višine 3,5-4 km) ne občutijo večjih motenj. Nasičenost krvi s kisikom je tukaj celo višja od 85% kisikove kapacitete, od sprememb v stanju telesa pa je značilna le povečana aktivnost dihalnega, srčno-žilnega sistema ter povečana novotvorba rdečih krvničk. ;
- na nadmorski višini 4-5 km se začnejo opažati motnje višjega živčnega delovanja, regulacije dihanja, krvnega obtoka (evforija ali slabo počutje, lahka utrujenost, dihanje Cheyne-Stokes, močno povečanje srčnega utripa, včasih kolaps);
- na nadmorski višini 6-7 km ti simptomi postanejo zelo resni za večino ljudi, z izjemo posebej usposobljenih oseb;
- dihanje v gorah na višini 7-8 km vedno vodi v resno stanje in je nevarno za večino ljudi, višina 8,5 km pa je meja, nad katero se človek ne more dvigniti brez vdihavanja kisika.
Pri živalih, ki stalno živijo v gorah, pride do znatne podnasičenosti krvi s kisikom. Na primer, pri ovcah na nadmorski višini 4000 m je nasičenost krvi s kisikom le okoli 65 % kisikove kapacitete, vendar ni patoloških simptomov hipoksemije.
Khersonska regionalna zveza podvodnih dejavnosti in športaUsposabljanje podvodnih strelcev
Lekcija na temo
Podvodna fiziologija in medicina
Podvodna fiziologija in medicina.
1. Podvodna fiziologija.
1.1 Mehanski učinek pritiska vode na človeka.
1.2 Značilnosti vida in sluha pod vodo, reakcija vestibularnega aparata.
1.3 Značilnosti prebave pod vodo.
1.4 Človeški dihalni sistem, regulacija dihanja, izmenjava plinov.
1.5 Krvožilni sistem, sestava krvi, sodelovanje pri izmenjavi plinov.
1.6 Prenos toplote v telesu.
^ 2. Podvodna medicina.
2.1 Hiperventilacija, pomanjkanje kisika pri potapljačih, vzroki, preprečevanje. Apneja.
2.2 Barotravma. Barotravma ušesa, paranazalnih sinusov. Vzroki, prva pomoč, preventiva. Sesalno delovanje maske.
2.3 Pregrevanje in sončne opekline. Vzroki, prva pomoč, preventiva.
2.4 Hipotermija, hladni šok. Vzroki, preventiva, prva pomoč. Konvulzije, boj z njimi.
2.5 Utopitve v sladki in morski vodi, prva pomoč, preventiva.
Metode oživljanja utopljencev. Umetno prezračevanje pljuč, indirektna masaža srca.
2.6 Značilnosti krvavitve pod vodo. Vrste krvavitev, načini za njihovo zaustavitev, prva pomoč.
2.7 Poraz vodnih živali, prva pomoč, preprečevanje.
^ 1. Podvodna fiziologija.
Vodno okolje se po fizikalnih lastnostih bistveno razlikuje od zraka. Človeško telo se je prisiljeno prilagoditi temu in premagati znatne težave, povezane z neobičajnimi pogoji in preobremenitvami. Glavne lastnosti vode, ki določajo pogoje za človekovo bivanje pod vodo, so njena visoka gostota, praktična nestisljivost, visoka toplotna zmogljivost in toplotna prevodnost, pomembna zvočna prevodnost in močna absorpcija svetlobe.
Vračamo se k značilnostim vodnega okolja in njihovemu vplivu na življenje, zdravje in duševni mir potapljača. Velika gostota vode, zlasti morske, ustvarja nenavadno okolje, v katerem lahko človek občuti, kaj je breztežnost. Predmet v vodi je veliko lažji kot na kopnem, njegova izguba teže pa je enaka teži tekočine, ki jo izpodrine. Če je slednja večja od teže telesa, predmet lebdi na gladini vode; če manj, se potopi; če sta njuni teži enaki, je predmet v visečem stanju, tj. v stanju nevtralnega vzgona. Tako na plavalca delujeta sila težnosti, ki je odvisna od mase telesa, in sila vzgona, ki je odvisna od njegove prostornine. Njihovo ravnotežje določa položaj osebe v vodi, v povprečju je specifična teža človeškega telesa približno ena, tj. skoraj kot sveža voda: za moške - malo več kot eno in za ženske - malo manj. V sladkih vodah ima povprečen človek šibek negativni vzgon, v morju pa nevtralen. Približno 10 % ljudi ima negativno plovnost v sladki vodi, približno 2 % pa v morski vodi. Podkožna maščobna plast pri ženskah je za 25% debelejša kot pri moških, zato imajo tudi najtanjše in najbolj vitke pripadnice lepšega spola rahlo pozitivno plovnost ne le v morski, ampak tudi v sladki vodi.
^ 1.1. Mehanski učinek pritiska vode na človeka.
Človek, ki je na kopnem, je prilagojen na obstoj pri normalnem atmosferskem tlaku. Na morski gladini je približno 760 mmHg. Manjša nihanja tega tlaka so povezana s spremembami meteoroloških razmer, vendar lahko ta nihanja zanemarimo. S potopitvijo pod vodo se pritisk na človeka poveča in se dvigne za eno atmosfero na vsakih 10 m globine potopitve. Voda je praktično nestisljiva, zrak in druge pline pa lahko stisnemo. Na kopnem nihanj atmosferskega tlaka praktično ni čutiti, medtem ko pri potapljanju pod vodo pride do ostre spremembe tlaka precej hitro. Človeška mehka tkiva se obnašajo kot tekočine, zato jih (vključno s telesnimi tekočinami in okostjem) praktično ni mogoče stisniti. Zakoni, ki urejajo obnašanje tekočin, se lahko uporabijo tudi za tkiva osebe, potopljene v vodo. Ti zakoni se glasijo takole:
Če pritiskamo na površino tekočine, deluje v vseh smereh;
3. V homogeni tekočini je tlak v vseh točkah iste vodoravne ravnine enak.
Učinka pritiska na človeško telo ni mogoče obravnavati ločeno od tega pritiska na zrak, ki se nahaja v telesnih votlinah: pljučih, votlinah srednjega ušesa, lobanji, notranjih organih. Ko človek ostane pod vodo, je zrak tako rekoč izoliran. Z večanjem globine potopitve in naraščanjem tlaka v okolju skoraj nestisljiva tkiva telesa prevzamejo ves pritisk nase, ne da bi bila uničena. Takšen položaj pa lahko obstaja šele, ko se zračni tlak v zaprtih telesnih votlinah izenači s pritiskom okoliških tkiv. Če se to ne zgodi, lahko takšna razlika v tlaku povzroči poškodbe in celo smrt. Z doslednim upoštevanjem pravil potapljanja lahko popolnoma odpravimo nevarnost barotravme.
^ 1.2. Značilnosti vida in sluha pod vodo, reakcija vestibularnega aparata.
Ko oseba vstopi v vodo, je v zvezi z vplivom svetlobe in zvočnih valov nanj v neobičajnih pogojih.
Svetloba in barva.
Odprite oči pod vodo. Kaj si videl? Samo nejasni obrisi in sence. Žal so naše oči v vodi manj učinkovite kot na kopnem. Da bi razumeli razlog, se spet obrnemo na fiziko - na del optike. Pojav loma je lom in odboj svetlobnih žarkov na meji dveh medijev z različno gostoto. V roženici, leči in steklovini zrkla se žarki lomijo tako, da se slika vidnega predmeta usmeri na mrežnico zadnje stene zrkla. Mrežnica, ki jo sestavljajo občutljive celice - paličice in čepnice, pretvarja svetlobne signale v živčne signale, ki prehajajo po vidnem živcu do analitičnega centra v možganih. Lomni količnik sončne svetlobe v vodi je približno enak kot v človeškem očesu. Zato se v roženici manj lomijo, slike predmetov pa se fokusirajo nekje za mrežnico, na njej pa ostanejo le nejasne slike. Za odpravo napake namišljene daljnovidnosti se uporablja maska, ki ustvarja zračno režo med očesom in okoliškim vodnim okoljem. Zdaj žarki prehajajo skozi plast zraka, preden dosežejo oko, kar vrača učinkovitost vida. Vendar se žarki, ki gredo skozi stekleno masko, lomijo še pred lomom v očesnih strukturah, kar popači realnost: vsi predmeti se zdijo večji in bližje za približno 25 %. Potapljači začetniki se morajo navaditi na stalno optično iluzijo pod vodo. Svetlobni žarki, ki vstopajo v vodo, se ne le odbijajo in absorbirajo, ampak tudi delno razpršijo. Več ko je v vodi suspendiranih delcev, močnejše je sipanje svetlobe in slabša je vidljivost pod vodo. Tako je visoka preglednost v odprtem oceanu posledica pomanjkanja planktona in odsotnosti organske suspenzije na dnu. Toda vidljivost v ustju rek, katerih vode v morje nosijo ogromno količino suspendirane organske snovi, je blizu ničle.
V mnogih morjih in jezerih ima prosojnost sezonsko dinamiko. Na primer, v pogovoru lahko pogosto slišite izraz "voda je cvetela" - to pomeni, da se je segrela na določeno temperaturo, enocelične alge pa so se začele hitro razmnoževati, ustvarjati suspenzijo in zmanjšati preglednost. Na primer, v Bajkalskem jezeru spomladi in zgodaj poleti vidljivost pod vodo doseže 40 m, majhne podrobnosti slikovitih podvodnih skal, ki se strmo spuščajo do kilometrske globine, so popolnoma vidne s krova motornega čolna. Konec junija ogreta voda na površju "zacveti" - množica alg zmanjša vidljivost na dolžino roke. Segrete mase pa ostanejo v površinski plasti 15 - 20 m visoko, bajkalska ledena voda, kristalno čista in čista, pa ostane pod termoklinom. Sipanje svetlobnih žarkov vodi do postopnega zmanjševanja osvetlitve z globino. Hitrost zatemnitve je odvisna od prosojnosti vode. V tropskih morjih z dobro vidljivostjo je tako rahlo, da lahko zgrešite globino 40 m, če ne sledite instrumentom. V Belem morju se mrači na 20m, na 40m pa je že črno.
Ti in jaz živiva v svetu bele svetlobe, ki je zaradi različnih valovnih dolžin pravzaprav sestavljena iz številnih barvnih komponent. Voda jih različno absorbira, zato se barvni spekter pod vodo močno spremeni. Torej, v čisti oceanski vodi se rdeči žarki absorbirajo na prvem metru, oranžni - na petem, rumeni pa izgine na globini 10 m. Podvodni svet se nam zdi zelenomoder. Da bi vas partner ali opazovalec bolje videl, je priporočljiva uporaba neoprenskih oblek in opreme živih barv. Ne pozabite le, da mnoge barve, ki na tleh božajo oči s strupenim tonom, v vodi izgubijo svojo svetlost. Rdeča se na primer že pod gladino spremeni v temno vijolično in kmalu postane popolnoma črna, zato je veliko kosov lahke potapljaške opreme pobarvanih rumeno: črte na potapljaških oblekah, številni rezervoarji za potapljanje, dodatni pljučni avtomati.
^ Zvok pod vodo.
Hitrost zvoka v vodi je 1500 m/s, v zraku pa zvok potuje s hitrostjo 333 m/s. Na kopnem se v prostoru pogosto orientiramo po zvokih, saj njihovega izvora običajno ni težko določiti. Potapljači se s tem žal ne morejo pohvaliti. Če je vir zvoka nad gladino vode, se zvočni valovi odbijajo od njega, ne da bi prodrli v globino.Zaman je nekaj kričati od zgoraj plavalcu, ki se je že potopil pod vodo. Toda v vodnem okolju se zvočni valovi širijo v vse smeri, njihova hitrost pa se poveča za 4-krat. To ustvarja veliko neprijetnosti. Na primer, potapljač po hrupu motorja ne bo mogel ugotoviti, kje in na kakšni razdalji se premika čoln. Ko izgubite partnerja iz vida v blatni vodi, lahko slišite njegovo dihanje in klokotanje izdihanih mehurčkov iz pljučnega avtomata v bližini, vendar ne najdete tistega, ki bi jih izpustil. Klikanje in prodorni kriki delfinov napolnijo ves okoliški prostor, vendar se živali same lahko pojavijo z najbolj nepričakovane strani.
^ Reakcija vestibularnega aparata.
Oseba ne potrebuje veliko truda, da ostane na površini vode. "Vzgon". Pri relativni breztežnosti v vodi lahko človek izgubi občutek za orientacijo v prostoru. Učinek gravitacije na človeka je nevtraliziran, občutljivost notranjih organov se močno zmanjša. Ljudje zelo kmalu izgubijo občutek za orientacijo v prostoru in pogosto začnejo doživljati iluzijo, da se prevrnejo. V večji meri to velja za potapljače, včasih pa se pojavi tudi med podvodnimi ribiči.
^ 1.3. Značilnosti prebave pod vodo.
V pogojih povečanega tlaka se delovanje prebavil nekoliko okrepi, za kar je značilno povečanje tonusa želodca in črevesja ter njihovo pospešeno praznjenje. Ker je v črevesju do določene mere zrak, je pravilna prehrana potapljača zelo pomembna. Hrana mora biti visoko kalorična in ne obilna. Na dan potopa ne uživajte hrane, ki povzroča povečano žejo in obilno nastajanje plinov v črevesju (napenjanje). Neupoštevanje teh pravil lahko povzroči hudo napenjanje, bruhanje, kar je v potapljaških razmerah izjemno nevarno.
^ Dva dni pred potopom je strogo prepovedano pitje alkohola! Pitje alkohola med potapljanjem ne pride v poštev!
^ 1.4. Človeški dihalni sistem, regulacija dihanja, izmenjava plinov.
Vsako živo bitje živi od energije, ki omogoča delitev celic in delovanje telesa. Sprošča se kot posledica oksidativnih reakcij kisika v tkivih in organih z ogljikovodikovimi spojinami. Eden od produktov energijskih reakcij je ogljikov dioksid, ki se nato izloči iz telesa. Tako je kisik ključnega pomena za vzdrževanje biokemičnih procesov, ki nas hranijo z energijo.
^ Dihalni sistem in dihanje.
Dihalna pot se začne z nosnico in usti. Navsezadnje nos ne samo okrasi obraz osebe, ampak tudi izolira, vlaži in filtrira vdihani zrak. Ko iz različnih razlogov dihamo skozi usta, vdihavamo hladnejši, bolj suh in neprečiščen zrak. Nato zrak prehaja v grlo in grlo. Proizvaja zvoke in preprečuje, da bi se pljuča zamašila s tujimi delci. Ko voda vstopi v grlo, zvočne mišice (glasilke) zaprejo vhod v pljuča. Komar ali drobtina kruha zdrsne skozi grlo, razdraži notranje stene dihalnih poti in povzroči kašelj, ki vrže ostanke ven. Larinksu sledi sapnik, ki se razcepi v bronhije. Njihove stene so prekrite z migetalkami, ki s curkom sluzi preženejo prašne delce in druge tujke nazaj v grlo, ki jih nato izkašljamo ali pogoltnemo. Kajenje poškoduje migetalke in zmanjša sluz, kar povzroči hitro kontaminacijo pljuč. Bronhiji so večkrat razdeljeni na majhne dihalne cevke - bronhiole. Stene dihalnih poti imajo obročasto strukturo, ki preprečuje njihovo odpadanje. Najtanjši bronhioli se končajo z mikroskopskimi vezikli - alveoli, gosto zbranimi v parne gobaste organe, znane kot "pljuča". Mnogi ljudje zmotno verjamejo, da so pljuča parne votle vrečke, ki se bodisi napolnijo z zrakom bodisi izpraznijo. Pravzaprav je vsako pljuče sestavljeno iz približno 150 milijonov alveolov, pokritih s skupno tanko membrano - pleuro. Skupna prostornina alveolov se šteje za prostornino pljuč, ki se pri odraslih giblje od treh do sedmih litrov. Prostornina pljuč in umetnost potapljanja v bistvu nista povezana drug z drugim.Ni nujno, da se bo plavalec z ogromnimi pljuči pod vodo počutil bolje kot tovariš z majhnimi pljuči.
Notranja površina prsnega koša je omejena s pleuro, membrano, ki je enaka tisti na površini pljuč. Med plevrama se ustvari plevralna votlina - prostor, napolnjen s plevralno tekočino, ki preprečuje drgnjenje pljuč ob prsni koš med mišičnimi dihalnimi kontrakcijami. V primerjavi z zračnim tlakom je negativen, če ena od membran poči, zrak napolni medplevralni prostor, pljuča se sesedejo, kar je usodno. Pljuča se pri vdihu razširijo zaradi gibanja prsnih medrebrnih mišic in krčenja diafragme - mišične pregrade, ki ločuje prsno votlino od trebušne votline. Pri moških in ženskah je razmerje sodelovanja različnih mišic v procesu dihanja nekoliko drugačno: pri moških je vloga diafragme veliko večja kot pri ženskah. Poglejte tiste okoli sebe in zlahka boste ločili lepo "prsno" dihanje žensk od "trebušnega" dihanja moških. Diafragma je tista, ki je izpostavljena pritisku želodca, napolnjenega s hrano. Po obilnem obroku napihnjen želodec ukrivi diafragmo v prsno votlino in oteži dihanje. V tem primeru se pljuča razširijo predvsem v anteroposteriorni in bočni smeri. Diafragma pa pritiska na poln želodec in »potiska« hrano v zgornji prebavni trakt. Človek v procesu normalnega dihanja porabi le 10% volumna pljuč. Pri posebno globokem vdihu lahko vdihne približno 1600 cm zraka (dodatni volumen) in prav toliko s silo izdihne (rezervni volumen). Seštevek vseh treh volumnov je vitalna kapaciteta pljuč. Poleg tega tudi pri najmočnejšem izdihu v pljučih ostane približno 1500 cm ostankov zraka, kar preprečuje njihovo odpadanje.
Parcialna tlaka ogljikovega dioksida in kisika v krvi se vzdržujeta v strogih mejah. Receptorji za CO 2, ki zaznavajo najmanjše spremembe njegove koncentracije, se nahajajo v dihalnem centru možganov. V mirnem stanju oseba naredi 16-18 dihalnih gibov na minuto. Regulacija dihanja se pojavi refleksno, vendar ga lahko oseba tudi nadzoruje z omejevanjem gibanja prsnih mišic. Nenehno treniranje dihalnih in kontrolnih sistemov je bistvo umetnosti potapljanja na dah.
^ 1.5. Krvožilni sistem, sestava krvi, sodelovanje pri izmenjavi plinov.
Prva stopnja zunanjega dihanja se konča z dejstvom, da kisik v sestavi atmosferskega zraka prehaja v pljuča iz alveolov v kapilare in jih zapleta z gosto mrežo. Kapilare se povezujejo s pljučnimi venami, ki prenašajo s kisikom napolnjeno kri v srce, oziroma v njegov levi atrij. Iz desnega in levega atrija teče kri skozi zaklopke v prekate, ki s krčenjem potiskajo kri skozi semilunarne zaklopke v eferentne žile. Levi prekat potiska kri v aorto - razveja se v arterije, ki oskrbujejo s krvjo vse sisteme organov in tkiv. Kri vsebuje kisik in hranila, ki so vezani v celicah, da tvorijo ogljikov dioksid in sproščajo energijo. V tkivih pride do izmenjave plinov CO 2 in O 2 med celicami in krvjo, tj. proces celičnega dihanja. Kri, nasičena z ogljikovim dioksidom, se zbira v venah in vstopi v desni atrij srca, sistemski krvni obtok pa se zapre. Mali krog se začne v desnem prekatu, od koder pljučna arterija prenaša kri za obogatitev s kisikom v pljuča, razveja in prepleta alveole s kapilarno mrežo. Sestava človeške krvi je konstantna. Kri je sestavljena iz tekočega dela - plazme in oblikovanih elementov - eritrocitov, levkocitov in trombocitov. Eritrociti sodelujejo pri izmenjavi plinov, prenašajo kisik in ogljikov dioksid, levkociti opravljajo zaščitne funkcije, podpirajo imunost, trombociti pa sodelujejo pri strjevanju krvi.
Človeški zarodek, ki je v maternici, prejme vsa potrebna hranila in kisik skozi posteljico. Njegova pljuča ne delujejo in kri kroži v enem krogu, pada iz desnega atrija v levo skozi enosmerno zaklopko v interatrialnem septumu - patent foramen ovale (PFO). S prvim jokom se novorojenčkova pljuča odprejo, kri pa »požene« v nov kanal skozi pljučni obtok. Zaklopka se zapre in pri mnogih ljudeh s starostjo preraste, pri 15% človeštva pa ostane, žal, v zaprtem, a ne zaraščenem stanju. Ker je tlak v levem - arterijskem - atriju običajno višji kot v desnem, venskem, se PFO običajno ne manifestira. Krvni tlak v žilah je odvisen od stopnje srca: največji ali zgornji se pojavi med krčenjem, tj. ko levi prekat močno potisne del krvi v aorto; spodnji se opazi med diastolo, tj. med rezi. Normalni krvni tlak je razmerje med zgornjim in spodnjim tlakom v brahialni arteriji, ki je enako 120/80 mm Hg. Povratni tok krvi iz ventriklov v atrije in iz arterij v ventrikle preprečujejo zaklopke. Srce je nekakšen motor telesa. Pogostost in moč kontrakcij, refleksnih v mirnem stanju, uravnavajo centralni živčni sistem in hormoni. Ko nas je strah ali čutimo naval divje strasti, nadledvične žleze proizvajajo hormon adrenalin, ki spodbuja srčno aktivnost. Takrat začutimo glasno in pogosto bitje srca. Da bi ohranili srce v najboljšem možnem stanju, se je pred potopom bolje vzdržati obremenitev srca: kave, alkohola in po možnosti težkih telesnih vaj in ljubezenskih doživetij ...
Telo uravnava in nadzoruje prekrvavitev različnih organov in delov telesa glede na specifično stanje. Verjetno je vsem poznana začasna omamljenost po obilnem obroku, povezana s prelivanjem krvi iz glave v želodec ali s povečanjem in otekanjem določenih mišic kot posledica težke telesne vadbe. Kršitev nadzora in regulacije krvnega obtoka pod vodo lahko vodi do različnih bolezni.
^ 1.6. Prenos toplote v telesu.
Človek ima sposobnost vzdrževati konstantno telesno temperaturo z znatnimi nihanji v zunanjem okolju. Pri telesni temperaturi 36 - 37 0 C vitalni procesi potekajo najbolj učinkovito. Toplotno ravnovesje telesa vzdržujeta dva procesa – nastajanje toplote in prenos toplote. Za vzdrževanje konstantne temperature notranjega okolja telesa je potrebno, da proizvodnja toplote ustreza prenosu toplote. Prenos toplote poteka skozi kožo s prevajanjem toplote, konvekcijo, sevanjem in izhlapevanjem znoja ter izhlapevanjem vlage s površine človeških pljuč. Telesna temperatura živega in zdravega človeka, ki se giblje okoli 36,6 "C, je višja od temperature vode. Zato ob potopitvi nastane močan tok toplotne energije iz telesa v okoliško vodo. Mimogrede, voda ima 4-krat večjo toplotno kapaciteto, toplotna prevodnost pa je 25-krat večja od zraka, poleg tega pa v naravnih razmerah tudi voda nenehno nekje teče ali se vrtinči. Vse to vodi do izgube toplote telesa in hipotermije, kar lahko povzroči izguba zavesti in celo smrt.Med bivanjem osebe v hladni vodi se proizvodnja toplote v telesu poveča za 3-9 krat, vendar dolgo časa ne more nadomestiti izgube toplote.Zato čas, ko oseba ostane v vodi, celo tropsko - toplo, je omejeno.Stopnja hipotermije je odvisna od temperature vode in trajanja bivanja v njej, pa tudi od vrste opreme in narave toplotnih oblačil, funkcionalnega stanja telesa, njegove odpornosti. pomembna sta tudi odpornost proti mrazu. jedko zaradi dejstva, da ko se pojavijo prvi znaki ohlajanja, ni vedno mogoče pravočasno priti iz vode in se ogreti. Ko pade v mrzlo vodo, se vklopijo prilagoditveni mehanizmi osebe: krvni tlak se dvigne, dihanje se pospeši, mišični tonus in metabolizem se povečata, kožne krvne žile se krčijo itd. Toda nižja kot je temperatura vode, hitreje se ti mehanizmi izčrpajo, mišično tresenje, ki se je pojavilo, se postopoma zmanjšuje, kar je znak hude hipotermije. Čezmejna inhibicija se razvije v višjih delih centralnega živčnega sistema z manifestacijami inhibicije glavnih fizioloških funkcij. Smrt zaradi hipotermije nastopi, ko rektalna temperatura pade na 25-22 0 С
Temperatura vode praviloma postopoma pada z globino in v globokomorskih conah doseže približno 3-4 0 C, v polarnih območjih pa pade na nič že na globini 30 m. Pogosto so površinske vodne mase, ogrete s soncem, zaradi različnih lastnosti ločene od hladnih z jasno vidno mejo - termoklino. Termoklin v obliki tanke (1-2 m visoke), motne plasti je precej zabaven pojav. Včasih se zgodi, da glava potapljača uživa v toploti 10 - 12 0 C, prsti na nogah pa v ledeni vodi pod termoklino odrevenijo. Sezonska termoklina je jasno izražena v Bajkalskem jezeru in severnih morjih. Včasih imajo vodne mase mozaično porazdelitev, takrat se izmenjujejo hladne in tople plasti. Za zmanjšanje toplotnih izgub potapljači ustvarijo plast zraka ali ogrevane vode med telesom in okoliško vodo s pomočjo zaščitne obleke – neoprenske obleke.
^ 2. Podvodna medicina.
2.1. Hiperventilacija, kisikovo stradanje pri potapljačih, vzroki, preprečevanje. Apneja.
Izraz "apneja" pomeni zadrževanje diha pod vodo. V medicini pomeni, da sploh ne diha. Začnimo z običajno situacijo. Človek se napolni z zrakom in gre pod vodo. Nekaj časa - približno minuto - se počuti precej udobno, dokler se ne pojavi želja po izdihu in vdihavanju svežega zraka. Potapljač nekaj časa trpi, ko pa želja postane neznosna, se hitro dvigne na površje in pohlepno pogoltne svež zrak. Običajno pravijo, da je "zraka konec". Le redki pa si predstavljajo, kaj se dogaja v telesu in zakaj si tako želimo dihati. Na začetku potopa imamo zalogo kisika v treh rezervoarjih: v pljučih, v hemoglobinu v krvi in v mioglobinu v mišicah. Ko se med celičnim dihanjem izčrpajo zaloge kisika in se vsebnost CO 2 poveča, receptorji za plin, ki se nahajajo v karotidnih arterijah in dihalnem centru možganov, pošljejo možganom alarmne signale, ki spodbujajo refleksno dihalno gibanje prsnega koša. Refleks vdihavanja je lahko tako močan, da potapljač, ki ni izračunal lastne moči, globoko vdihne, preden doseže površino. Toda tudi če plavalec premaga refleks, ko koncentracija kisika pade pod mejno vrednost, se možgani izklopijo in človek izgubi zavest. Sprožijo se receptorji CO 2 in s tem preprečijo padec koncentracije 0 2 do mejne vrednosti. Če želite podaljšati svoje bivanje pod vodo, lahko zakasnite signal teh receptorjev tako, da pred potopom zmanjšate parcialni tlak. C0 2 v pljučih in v krvi: nekajkrat hitro in globoko vdihnite, malo počakajte, umirite srčni utrip, globoko vdihnite in se potopite. Ta tehnika se imenuje hiperventilacija. Če pretiravate pri vdihih izdihih boste občutili rahlo vrtoglavico ter kurja koža pred očmi. Pomenijo, da ste preveč znižali pritisk CO 2 in telo protestira. S čiščenjem pljuč CO2 pravočasno zamaknemo vdihovalni refleks, vendar ga približamo meji kisika. Z zlorabo hiperventilacije lahko za dolgo časa odložite signal receptorja - dokler zavest ne izgine. Ker v telesu ni receptorjev za koncentracijo O 2, pride do hipoksije takoj, brez opozorilnih simptomov. (Center za dihanje v možganih je veliko bolj občutljiv na zvišanje parcialnega tlaka ogljikovega dioksida kot na zmanjšanje napetosti kisika v krvi.) Z večanjem globine želja po vdihu oslabi, ker zunanji pritisk zmanjša volumen pljuč, parcialni tlak 0 2 v pljučih in krvi pa se dvigne, kar potisne refleks vdihavanja in njegovo mejno vrednost. Med vzponom na površje se pljuča razširijo (glej prvi plinski zakon), parcialni tlak 0 2 pa močno pade. Kaj se zgodi v tem primeru, ni težko uganiti. Ta pojav je znan kot hipoksija vzpona. Mnogi profesionalni športniki in podvodni ribiči, ki so zlorabili hiperventilacijo in niso izračunali časa in globine, končajo potop v nezavestnem stanju. Zato je treba prezračevanje pljuč pred potopom opraviti previdno. Pomembno se je naučiti, kako čim bolj izkoristiti kapaciteto pljuč. Običajno ga porabimo komaj 10 %, kljub temu pa bi povečanje »delovnega« prostora pljuč bistveno podaljšalo naše plavanje pod vodo. Zato globoko dihajte!
^ Počasen srčni utrip.
Hitrost porabe kisika pod vodo je odvisna od delovanja miokarda. Netrenirano srce bije močno in hitro, pri čemer hitro zmanjkuje kisika. Upočasnitev srčnega utripa je ključ do dolgotrajnega bivanja pod vodo. Srce slavnega potapljača Jacquesa Mayola pod vodo bije s frekvenco 20 utripov na minuto, tj. skoraj štirikrat počasneje kot na površini. To omogoča človeku, da se spusti v globine več kot sto metrov.
Da bi upočasnili delo srca, morate najprej imeti zdravo srce in dobro telesno pripravljenost. Drugič, popolnoma se morate sprostiti in ne izvajati nenadnih gibov in močnih naporov pod vodo. Če želite to narediti, je bolje nositi dolge in toge plavuti z veliko površino rezila. Neprijetno je plaziti po dnu s potapljaško opremo v njih, vendar v vodnem stolpcu vam omogočajo, da se dvignete, pri čemer naredite počasne in gladke poteze pri visoki hitrosti spuščanja. Enostavnost potopitve je mogoče zagotoviti tudi z ustvarjanjem rahlega negativnega vzgona telesa na površini vode, nato pa se oseba prosto in brez dodatnega napora potopi na dno, pri čemer ohrani dovod zraka.
^ kisik. hipoksija.
Hipoksija ali pomanjkanje kisika v telesu povzroči odmiranje celic – predvsem možganskih celic. Telo se oskrbuje s kisikom z verigo zaporednih in med seboj povezanih procesov:
zunanje dihanje in izmenjava plinov v pljučih;
transport raztopljenega kisika po krvnem obtoku;
izmenjava plinov med krvjo in tkivi;
celično dihanje, tj. privzem kisika v celice. Poškodba enega od členov te verige povzroči motnje celičnega dihanja in posledično anoksijo - popolno pomanjkanje kisika, čemur takoj sledi celična smrt. Obstajajo 4 vrste hipoksije.
Najpogostejša vrsta hipoksije, ki jo povzroča pomanjkanje kisika v alveolah za izmenjavo plinov s krvjo. To pomeni, da pljuča ne morejo črpati zraka zaradi pomanjkanja le-tega v zunanjem okolju, zapore zgornjih dihalnih poti ali kolapsa samih pljuč. Tako so možni vzroki za odpoved dihanja lahko:
utopitev, tj. polnjenje pljuč z vodo;
pomanjkanje zraka v potapljaški opremi;
krči ali blokada dihalnih poti z vodo, bruhanjem in tujimi delci;
kolaps pljuč kot posledica pnevmotoraksa;
poškodbe alveolov, ko voda vstopi v pljuča.
Cirkulatorni hipoksija: "zastala" kri ob odsotnosti ali upočasnjeni cirkulaciji ne more prinesti kisika v tkiva.
Nezmožnost srca, da vzdržuje normalen krvni obtok v žilah, povzroči upočasnitev krvnega pretoka in nezadostno oskrbo celic s kisikom. Možni vzroki: srčni infarkt, plinska embolija, dekompresijska bolezen itd. Pogosta oblika lokalne hipoksije. Zmrzovanje okončin pri nizkih temperaturah ni nič drugega kot posledica upočasnitve perifernega krvnega obtoka. Če se nadaljuje, lahko lokalna hipoksija povzroči ireverzibilno nekrozo celic okončine – zamrznitev. Hipoksična kri je temne barve, kar je mimogrede jasno vidno, ko prsti, ušesa in ustnice na mrazu postanejo modri. Modri jezik pomeni začetek splošne hipoksije.
Hemic hipoksija: nezmožnost krvi za transport kisika med normalnim kroženjem v žilah. To se zgodi pri boleznih krvi, ki vplivajo na aktivnost hemoglobina, pa tudi po večji izgubi krvi med poškodbami in poškodbami obtočil.
Histotoksično hipoksija: nezmožnost celic, da sprejmejo kisik, ki ga prinaša kri. Kršitev celičnega dihanja je možna v primeru splošne zastrupitve telesa - na primer s cianidi ali strupom nekaterih meduz.
Preprečevanje.
Da bi se izognili splošni ali lokalni hipoksiji, je treba upoštevati naslednja pravila ravnanja:
Pred vsakim potopom preverite svojo opremo.
Ne potapljajte se sami, temveč samo v paru ali skupini.
Nenehno spremljajte dovod zraka pod vodo.
Pred potopom ne hiperventilirajte.
Vsebnost CO 2 v krvi vzdržujejo dihalni procesi na določeni ravni, odstopanje od katere vodi do kršitve biokemičnega ravnovesja v tkivih. Hipokapnija se kaže, je tudi pomanjkanje CO2, v najboljšem primeru v obliki vrtoglavice, v najslabšem primeru pa se konča z izgubo zavesti. Hipokapnija se pojavi pri globokem in pogostem dihanju, ki se samodejno pojavi v stanju strahu, panike ali histerije. Umetna hiperventilacija pred potopom z zadrževanjem diha je najpogostejši vzrok za pomanjkanje CO 2 .
Hiperkapnija.
Pri koncentraciji CO2 v zraku, več kot 1% njegovega vdihavanja povzroči simptome, ki kažejo na zastrupitev telesa: glavobol, slabost, pogosto plitvo dihanje, povečano potenje in celo izgubo zavesti. Primeri hiperkapnije se pojavijo pri uporabi pokvarjene opreme za regeneracijo in v slabo prezračevanih tlačnih komorah, kjer se nahaja skupina ljudi. Zastrupitev je možna tudi pri plavanju z zelo dolgo dihalno cevjo: pri izdihu v takšni cevki ostane star zrak z visoko vsebnostjo CO 2, ki ga plavalec vdihne v naslednjem dihalnem ciklu. Hiperkapnija se pojavi tudi pri zadrževanju diha pod vodo. Mnogi potapljači poskušajo ohraniti zrak in zadržati dih. To vodi do zastrupitve s CO 2, od katere se začnejo glavoboli. Zdravljenje poteka s čistim kisikom.
Za normalno življenje človeka, kot tudi velike večine živih organizmov, je potreben kisik. Zaradi presnove se kisik veže na ogljikove atome, pri čemer nastane ogljikov dioksid (ogljikov dioksid). Skupek procesov, ki zagotavljajo izmenjavo teh plinov med telesom in okoljem, se imenuje dihanje.
Oskrba človeškega telesa s kisikom in odstranjevanje ogljikovega dioksida iz telesa zagotavlja dihalni sistem. Sestavljen je iz dihalnih poti in pljuč. Zgornji dihalni trakt vključuje nosne poti, žrelo in grlo. Nadalje zrak vstopi v sapnik, ki je razdeljen na dva glavna bronhija. Bronhiji, ki se nenehno razcepljajo in postajajo tanjši, tvorijo tako imenovano bronhialno drevo pljuč. Vsaka bronhiola (najtanjša veja bronhijev) se konča z alveoli, v katerih poteka izmenjava plinov med zrakom in krvjo. Skupno število alveolov pri človeku je približno 700 milijonov, njihova skupna površina pa je 90-100 m2.
Zgradba dihalnega sistema.
Površina dihalnih poti, razen površine pljučnih mešičkov, je neprepustna za pline, zato prostor znotraj dihalnih poti imenujemo mrtvi prostor. Njegova prostornina pri moških je v povprečju približno 150 ml, pri ženskah - 100 ml.
Zrak vstopi v pljuča zaradi podtlaka, ki nastane, ko jih med vdihavanjem raztegnejo diafragma in medrebrne mišice. Pri normalnem dihanju je aktiven le vdih, izdih pa poteka pasivno zaradi sprostitve mišic, ki zagotavljajo navdih. Samo s prisilnim dihanjem so v delo vključene ekspiratorne mišice, ki zaradi dodatnega stiskanja prsnega koša zagotavljajo največje zmanjšanje volumna pljuč.
Dihalni proces
Pogostost in globina dihanja sta odvisni od telesne aktivnosti. Torej, v mirovanju odrasel človek opravi 12-24 dihalnih ciklov, kar zagotavlja prezračevanje pljuč v območju 6-10 l / min. Pri težkem delu se lahko stopnja dihanja poveča do 60 ciklov na minuto, količina pljučnega prezračevanja pa lahko doseže 50-100 l / min. Globina dihanja (ali dihalni volumen) med tihim dihanjem je običajno majhen del celotne kapacitete pljuč. S povečanjem pljučne ventilacije se lahko dihalni volumen poveča zaradi rezervnega volumna vdiha in izdiha. Če določimo razliko med najglobljim vdihom in največjim izdihom, dobimo vrednost vitalne kapacitete pljuč (VC), ki ne vključuje samo preostalega volumna, ki se odstrani šele, ko se pljuča popolnoma sesedejo.
Regulacija frekvence in globine dihanja poteka refleksno in je odvisna od količine ogljikovega dioksida in kisika v krvi ter od pH krvi. Glavni dražljaj, ki nadzoruje proces dihanja, je raven ogljikovega dioksida v krvi (s tem parametrom je povezana tudi vrednost pH krvi): višja kot je koncentracija CO2, večja je pljučna ventilacija. Zmanjšanje količine kisika v manjši meri vpliva na prezračevanje pljuč. To je posledica specifičnosti vezave kisika na krvni hemoglobin. Znatno kompenzacijsko povečanje pljučne ventilacije se pojavi šele po padcu parcialnega tlaka kisika v krvi pod 12-10 kPa.
Kako potapljanje pod vodo vpliva na proces dihanja?? Najprej razmislite o plavanju z dihalko. Dihanje skozi cevko postane veliko težje tudi, ko je potopljena nekaj centimetrov. To je posledica dejstva, da se upor pri dihanju poveča: prvič, pri potapljanju se mrtvi prostor poveča za prostornino dihalne cevi, in drugič, da bi lahko vdihnili, so dihalne mišice prisiljene premagati povečan hidrostatični tlak. Na globini 1 m lahko človek diha skozi cev največ 30 s, na velikih globinah pa je dihanje skoraj nemogoče, predvsem zaradi dejstva, da dihalne mišice ne morejo premagati pritiska vodnega stolpca, da bi prevzele dih s površine. Optimalne so dihalne cevi dolžine 30-37 cm, uporaba daljših dihalnih cevk lahko povzroči težave s srcem in pljuči.
Druga pomembna značilnost, ki vpliva na dihanje, je premer cevi. Z majhnim premerom cevi ne pride dovolj zraka, še posebej, če je treba opraviti nekaj dela (na primer hitro plavati), z velikim premerom pa se prostornina mrtvega prostora znatno poveča, kar močno oteži tudi dihanje. . Optimalne vrednosti za premer cevi so 18-20 mm. Uporaba cevi nestandardne dolžine ali premera lahko povzroči nehoteno hiperventilacijo.
Pri plavanju v samostojnem dihalnem aparatu glavne težave pri dihanju so povezane tudi s povečanim uporom pri vdihu in izdihu. Na povečanje upora pri dihanju najmanj vpliva razdalja med ti središčem pritiska in škatlo dihalnega aparata. "Center pritiska" je ustanovil Jarrett leta 1965. Nahaja se 19 cm pod in 7 cm za jugularno votlino. Pri razvoju različnih modelov dihalnih aparatov se to vedno upošteva in škatla dihalnega aparata se postavi čim bližje tej točki. Drugi dejavnik, ki vpliva na povečanje upora pri dihanju, je količina dodatnega mrtvega prostora. Še posebej velik je pri napravah z debelimi valovitimi cevmi. Pomembno vlogo ima tudi skupni upor različnih ventilov, membran in vzmeti v sistemu za zmanjšanje tlaka dihalne mešanice. In zadnji dejavnik je povečanje gostote plina zaradi povečanja tlaka z naraščajočo globino.
Pri sodobnih modelih regulatorjev si oblikovalci prizadevajo zmanjšati učinke povečanega upora pri dihanju z ustvarjanjem tako imenovanih uravnoteženih dihalnih avtomatov. Toda amaterski potapljači imajo še kar nekaj starih modelov naprav s povečanim uporom pri dihanju. Takšni napravi sta zlasti legendarni AVM-1 in AVM-1m. Dihanje v teh napravah povzroča veliko porabo energije, zato z njimi ni priporočljivo opravljati težkih fizičnih del in dolgih potopov do globine več kot 20 m.
Optimalen način dihanja pri plavanju s samostojnim dihalnim aparatom razmisliti je treba o počasnem in globokem dihanju. Priporočena frekvenca je 14-17 vdihov na minuto. S takšno naravo dihanja je zagotovljena zadostna izmenjava plinov z minimalnim delom dihalnih mišic in olajšana je aktivnost srčno-žilnega sistema. Hitro dihanje otežuje delo srca in vodi do njegove preobremenitve.
Vpliva na delovanje dihalnega sistema in hitrost potopitve v globino. S hitrim povečanjem tlaka (kompresija) se vitalna kapaciteta pljuč zmanjša, s počasnim pa se praktično ne spremeni. Zmanjšanje VC je posledica več razlogov. Prvič, ko se potopi v globino, dodaten volumen krvi hiti v pljuča, da kompenzira zunanji pritisk, in očitno med hitrim stiskanjem nekatere bronhiole stisnejo "otekle" krvne žile; ta učinek je povezan s hitrim povečanjem gostote plina, kar povzroči blokado zraka v nekaterih predelih pljuč ( pride do zračnih pasti»). « zračne pasti» so izjemno nevarni, saj bistveno povečajo tveganje za nastanek barotravme pljuč tako med nadaljevanjem potapljanja kot med dvigom, še posebej, če se ne upoštevata način in hitrost dviga. Najpogosteje takšne "pasti" oblikujejo potapljači, ki so pod vodo v navpičnem položaju. Obstaja še en odtenek, povezan z navpičnim položajem potapljača. To je heterogenost izmenjave plinov v navpičnem položaju: pod vplivom gravitacije kri vstopi v spodnje dele pljuč, mešanica plinov pa se kopiči v zgornjih, osiromašenih s krvjo. Če je potapljač pod vodo v vodoravnem položaju z licem navzdol, se relativna vrednost alveolarne ventilacije bistveno poveča v primerjavi z njegovim navpičnim položajem, izboljšata se izmenjava plinov in nasičenost arterijske krvi s kisikom.
Med dekompresijo in nekaj časa po njej se zmanjša tudi VK zaradi povečanega pretoka krvi v pljuča.
Negativno vpliva na dihalni sistem in dejstvo, da je zrak, ki prihaja iz jeklenk, običajno hladen in skoraj ne vsebuje vlage. Vdihavanje mrzlega plina lahko povzroči motnje dihanja, ki se kažejo s tresenjem dihalnih mišic, bolečinami v prsnem košu, povečanim izločanjem sluznice nosu, sapnika in bronhijev ter oteženim dihanjem. Pri plavanju v hladni vodi se problem izločanja sluzi še posebej poslabša: oteženo je požiranje, potrebno za izenačitev tlaka v votlini srednjega ušesa. In zaradi dejstva, da vstopni zrak praktično ne vsebuje vlage, se lahko razvije draženje sluznice oči, nosu, sapnika in bronhijev. Oteževalni dejavnik pri tem je tudi ohlajanje telesa.
Tudi kratko bivanje pod vodo zahteva tako posebno tehnično opremo kot ustrezno usposobljenost osebe. Največje težave pri delu pod vodo so povezane z oskrbo potapljača z dihalno mešanico.
Dejstvo je, da mora mešanica plinov priti v potapljačeva pljuča pod enakim pritiskom, kot na določeni globini ustvari vodni stolpec. Če je to razmerje kršeno, bo zunanji pritisk preprosto stisnil prsni koš in vam preprečil vdih. S takšnim dihanjem se delo dihalnih mišic močno poveča. Zato izkušeni potapljači dihajo globoko, a počasi. Nekateri od njih naredijo le 3-4 vdihe na minuto, vsakič pa v pljuča vnesejo 2-2,5 litra zraka.
Pri globokomorskem potapljanju je zelo pomembna tudi sestava dihalne mešanice. Če za dihanje pod vodo uporabljate stisnjen zrak, se bo med potopom parcialni tlak kisika povečal in na globini 90 m 10-krat presegel normalni tlak. Na globini 40 m potapljač prejme mešanico, ki vsebuje 5% kisika, na globini 100 metrov pa le 2% (namesto običajnih 20,9%). Pri dolgotrajnem vdihavanju tako čistega kisika kot pod tlakom približno 3 atm. , lahko pride do kršitve funkcij živčnega sistema v obliki konvulzivnega napada.
Parcialni tlak dušika v dihalni mešanici tudi ni ravnodušen za telo. V atmosferi, ki nam je znana, kjer je dušik skoraj 79%, je ta plin preprosto razredčilo kisika in ne sodeluje v nobenih procesih, ki se pojavljajo v telesu. Pri visokem tlaku pa dušik postane zahrbten sovražnik. Povzroča narkotično stanje, podobno zastrupitvi z alkoholom. Zato se potapljači že od globine 60 m oskrbujejo z dušikom - kisikovo mešanico, kjer dušik delno ali v celoti nadomesti helij, ki je fiziološko neaktiven.