Почему человек не может жить под водой

Смерть под водой: почему утопленники теряют разум

МОСКВА, 27 янв — РИА Новости, Ольга Коленцова. Хотя плод девять месяцев живет в воде, а плавание полезно для здоровья, водная среда для человека опасна. Утонуть может любой — ребенок, взрослый, прекрасно подготовленный пловец… А у спасателей не так много времени, чтобы сохранить человеку не только жизнь, но и рассудок.

Преодолеть натяжение

Когда человек тонет, вода попадает в его легкие. Но почему люди не могут хотя бы недолго прожить, черпая кислород из воды? Чтобы понять это, разберемся, как человек дышит. Легкие похожи на гроздь винограда, где бронхи разветвляются, словно веточки-побеги, на множество воздухоносных путей (бронхиол) и венчаются ягодами — альвеолами. Волокна в них сжимаются и разжимаются, пропуская кислород и другие газы из атмосферы в кровеносные сосуды или выпуская наружу CO₂.

«Для обновления воздуха необходимо совершить дыхательное движение, в котором участвуют межреберные мышцы, диафрагма и часть мышц шеи. Однако поверхностное натяжение воды намного больше, чем у воздуха. Молекулы внутри вещества притягиваются друг к другу равномерно благодаря тому, что со всех сторон есть соседи. У молекул на поверхности соседей меньше, и они притягиваются друг к другу сильнее. Значит, чтобы крохотные альвеолы смогли втянуть в себя воду, от комплекса мышц требуется неизмеримо большее усилие, чем при вдохе воздуха», — рассказывает доктор медицинских наук Алексей Умрюхин, заведующий кафедрой нормальной физиологии Первого МГМУ имени И. М. Сеченова.

В легких взрослого человека содержится 700-800 миллионов альвеол. Их общая площадь — порядка 90 квадратных метров. Нелегко оторвать друг от друга даже два гладких стекла, если между ними есть слой воды. Представьте, какие усилия при вдохе нужно приложить, чтобы разлепить столь огромную площадь альвеол.

Источник

Почему рыбы не могут жить на суше, а мы под водой

Действительно, а почему рыбы не могут жить на суше, а мы под водой. Дышат ли рыбы — конечно, ведь у них есть и легкие, и жабры, с помощью которых рыбы дышат. Ну почему же им тогда не жить на суше?

Человеческие легкие и рыбьи жабры

Все это результат эволюции. Человек приспособился жить на суше и наши легкие способны поглощать кислород из воздуха и выделять углекислый газ. Если человеческие легкие заполнить водой, то учитывая то, что хотя и в молекуле воды есть один атом кислорода, то все равно его очень мало и человеческие легкие просто не успеют так быстро выделить кислород из воды, чтобы ткани успели не испытать кислородного голодания.

Рыбьи жабры же приходят в состояние ступора, обездвиживания, когда рыба попадает на сушу — они начинают судорожно работать, но так как пересыхают, то работают все хуже, пока совсем не перестают двигаться. Тогда рыба погибает.

С эволюцией рыбы приспособились жить в воде и жабры уже не могут работать на суше. Поэтому пойманную рыбу, чтобы сохранить ее живой — поливают водой. Особенно стараются полить водой жабры, чтобы они не пересохли и рыба не умерла.

Рыбы, которые могут жить на суше

Однако все-таки есть рыбы, которые могут жить и на суше и в воде. Например, рыбка бычок Mudskipper может и ползать по земле, как маленькая ящерица, и плавать в воде как настоящая рыба. Этих рыбок еще называют илистыми прыгунами.

Также ползуновые пресноводные рыбы — окуневые и рыбы мангровых Rivulus. Например ползуновая рыба окунь анабас — его иногда называют альпинистом, потому что он может взбираться даже не отвесный берег. Эти окуни обитают в Азии — в Индии и Китае. На суше этот окунь дышит не жабрами, а специальным лабиринтом — органом расположенным у него в голове. Говорят, что этот окунь может взбираться даже на пальмы.

Смотрите видео — как рыбы могут жить и даже бегать по суше:

Мангровые рыбы могут обходиться без воды до двух месяцев. У этих рыб, жабры укрепляются и изменяются при выходе на сушу, но когда рыбы входят обратно в воду, то жабры восстанавливают свое состояние.

Вот как выглядят такие рыбы:

Теперь вы знаете почему рыбы не могут жить на суше, а мы под водой — хотя есть некоторые виды рыб, которые непродолжительное время могут прожить на суше.

Почему верблюд не ест, почему верблюд плюется и все про верблюда

Источник

Почему люди не могут дышать под водой?

• Почему люди не могут дышать под водой? Там же есть кислород…

Коля, 10 лет

Наша дыхательная система не приспособлена для того, чтобы дышать под водой. К примеру, рыбы устроены таким образом, что газообмен у них происходит в жабрах за счет кислорода, растворенного в воде.

Человеческие же легкие приспособлены к тому, чтобы использовать для газообмена кислород, содержащийся в воздухе. Более того, наши легкие настолько не приспособлены к работе в воде, что вода, попадающая в легкие в большом объеме, не только блокирует альвеолам доступ к кислороду, но и размывает специальное вещество – сурфактант, что может привести к «спаданию» участков легких.

К слову, большинство людей в среднем могут задерживать дыхание под водой до одной минуты.

Также вам может быть интересно

Топ 5 читаемых

Свидетельство Министерства информации Республики Беларусь №1040 от 14.01.2010

Правила комментирования

Эти несложные правила помогут Вам получать удовольствие от общения на нашем сайте!

Для того, чтобы посещение нашего сайта и впредь оставалось для Вас приятным, просим неукоснительно соблюдать правила для комментариев:

Сообщение не должно содержать более 2500 знаков (с пробелами)

Языком общения на сайте АиФ является русский язык. В обсуждении Вы можете использовать другие языки, только если уверены, что читатели смогут Вас правильно понять.

В комментариях запрещаются выражения, содержащие ненормативную лексику, унижающие человеческое достоинство, разжигающие межнациональную рознь.

Запрещаются спам, а также реклама любых товаров и услуг, иных ресурсов, СМИ или событий, не относящихся к контексту обсуждения статьи.

Не приветствуются сообщения, не относящиеся к содержанию статьи или к контексту обсуждения.

Давайте будем уважать друг друга и сайт, на который Вы и другие читатели приходят пообщаться и высказать свои мысли. Администрация сайта оставляет за собой право удалять комментарии или часть комментариев, если они не соответствуют данным требованиям.

Редакция оставляет за собой право публикации отдельных комментариев в бумажной версии издания или в виде отдельной статьи на сайте www.aif.ru.

Если у Вас есть вопрос или предложение, отправьте сообщение для администрации сайта.

Источник

Люди умеют не дышать по 20 минут, игнорируя защитные рефлексы. Возможно, это вредит работе мозга

О борьбе физиологии с волей.

Если вы сейчас перестанете дышать, то, скорее всего, продержитесь не больше минуты – потом задержка станет невыносимой.

Человек вообще не очень приспособлен под то, чтобы долго обходиться без воздуха. Мы теплокровные, и из-за этого в крови растворяется не очень много кислорода, необходимого для функционирования организма, и его запасы нужно постоянно пополнять. Плюс, у нас большой и сложно устроенный мозг, который забирает примерно пятую часть всего потребляемого организмом кислорода.

И все же тренированный человек может подобраться к результату среднестатистического бобра – тот умеет не дышать 15 минут, а среди людей мировой рекорд принадлежит Стефану Мифсуду и составляет 11 минут и 35 секунд. Рекорд Гиннесса еще выше – 11:54 Бранко Петровича, но этот результат не признает AIDA International (международная ассоциация фридайвинга).

При помощи некоторых хитростей (о них чуть ниже) результат увеличивается в два раза – по данным той же Книги рекордов Гиннесса, дольше всех не дышал Будимир Шобат, протянувший 24 минуты и 11 секунд.

Видео рекордной попытки Шобата нет, но можно посмотреть, как ставился рекорд, который он побил. Тогда Алекс Сегура не дышал 24:03.

У большинства рекордсменов по статическому апноэ (именно так называется дисциплина, когда фридайвер просто задерживает дыхание на поверхности воды) есть к нему природная предрасположенность. Например, у обычного человека объем легких составляет 4-6 литров, а у дайверов – больше 10.

Кроме того, у них, как правило, медленный метаболизм – например, датчанин Стиг Северинсен, однажды не дышавший 22 минуты, рассказывал, что у него пульс в состоянии покоя составляет 39-40 биений в минуту. Для взрослого человека норма – 60-80, а для подготовленного спортсмена – 50.

Теперь о тех самых хитростях.

Во-первых, перед нырком спортсмены делают серию выдохов, чтобы выкинуть весь углекислый газ. Но если с этим перестараться, можно потерять сознание.

Во-вторых, рекорды ставятся при так называемом набивании легких – когда при помощи мышц горла и языка дайвер упаковывает больше воздуха, чем влезает при обычном глубоком вдохе. Говорят, что за счет этой техники профи добавляют три лишних литра. Но если выполнять прием неправильно, можно порвать ткани легких.

Вот так набивание легких выглядит со стороны.

А вот так – на рентгене.

И наконец главная хитрость – подышать чистым кислородом. На соревнованиях ассоциации фридайвинга это не практикуется, но все нырки дольше 12 минут совершались именно за счет этого приема. Перед задержкой дыхания спортсменам разрешают полчаса дышать 100-процентным кислородом, поэтому запаса хватает на большее время – ведь для жизни нам нужен не воздух, а именно O2, который в итоге из легких всасывается в кровь.

А кроме технических приемов рекорды по статическому апноэ раскрывают еще два важных сюжета – о человеческой биологии и воле.

У человека есть нырятельный рефлекс, показанный на задушенных утках

Почему статическая задержка дыхания, которой без проблем можно заниматься на суше, входит в программу дайвинга? Отчасти, чтобы облегчить борьбу с жуликами – когда человек лежит в воде, ему трудно тихонько подсосать откуда-нибудь воздуха. Но куда важнее то, что вода позволяет максимизировать возможности организма.

У человека нет очевидных адаптаций дыхательной системы, способных спасти жизнь в экстремальной ситуации. Мы не черепахи, который обычно пользуются легкими, но зимой переключаются на клоачное дыхание – у них участки тела рядом с органами выделения умеют поглощать кислород прямо из окружающей их воды. Это особенно помогает, когда они зимуют в замерзших водоемах и не могут выбраться из-подо льда. За счет адаптации черепахи способны протянуть в воде до 100 дней.

Человек задницей дышать не умеет, но, как и у многих животных, у него есть так называемый нырятельный рефлекс. Его одним из первых продемонстрировал французский ученый и нобелевский лауреат в области физиологии и медицины Шарль Рише в конце XIX века. Эксперимент был жестоким: он пережимал дыхательное горло уткам и засекал, через какое время они умрут. На открытом воздухе смерть наступала в среднем через семь минут. Но когда он опускал уток под воду, они мучились в среднем 23 минуты.

Все из-за нырятельного рефлекса, который есть и у человека и включается на полную при соблюдении двух условий: задержка дыхания и охлаждение лица. Оба этих условия соблюдаются, если опускаться в воду температурой не выше 21 градуса.

В результате запускаются два процесса:

• Замедление сердцебиения. У тренированных пульс может снизиться в два раза, но и у обычных людей он замедляется на 10-30%.

• Организм сокращает приток крови в конечности и отдает приоритет наиболее зависимым от содержащегося в ней кислорода и наиболее важным для жизнеобеспечения органам – мозгу и сердцу.

Связь между этими процессами и задержкой дыхания более-менее понятная и прямая (организм чувствует дефицит и замедляет работу для экономии ресурсов), а вот с охлаждением лица все интереснее. Оно работает из-за тройничного нерва – он находится в районе скул и связан с участком нервной системы, управляющим сердцем. Когда на тройничный нерв воздействует что-то холодное, сердце через посредников получает сигнал замедлиться.

Ученые до сих пор не знают, почему и как возникла эта связь, но она существует. Поэтому, например, считается, что умывание прохладной водой помогает успокоиться.

Кроме того, в воде легче не дышать, потому что в ней проще выполнить основное требование для успеха в статическом апноэ – расслабиться. Какими бы человек ни обладал биологическими механизмами, если он будет напряжен, сердцебиение не замедлится, и накопленный в организме кислород сгорит быстрее.

Поэтому в статическом апноэ главный допинг – препараты из категории бета-адреноблокаторов. Они снижают пульс, давление и количество прокачиваемой сердцем крови.

Основа успеха – расслабление и умение не слушать собственное тело

Нырятельный рефлекс – один из защитных механизмов организма. Но фридайверы демонстрируют, что умеют не только использовать эти механизмы, но и игнорировать.

Порыв сделать вдох в первую очередь возникает не из-за того, что человеку не хватает кислорода, – а из-за того, что в организме накапливается углекислый газ. Тело это чувствует, рефлекс пытается победить волю, и запускаются непроизвольные дыхательные движения. Профессиональные дайверы умеют их терпеть – некоторые сдаются, только выдержав больше сотни порывов ко вдоху.

В 2016-м физиолог и специалист по экстремальной задержке дыхания Энтони Бэйн провел эксперимент. Чтобы заглушить сигналы от организма, запускающие дыхательные движения, испытуемым давали небольшие дозы дофамина. В итоге обычные люди при его помощи могли задержать дыхание дольше.

Но на результаты тренированных фридайверов гормон никак не влиял – им не надо было заглушать защитные системы организма, потому что они уже умели их не слушать. И дышать они начинали, только когда уровень кислорода в крови опускался критически низко. «В отличие от нетренированных людей дайверы удивительно легко задерживают дыхание до потери сознания», – говорил Бэйн. Именно поэтому фридайвингом ни в коем случае нельзя заниматься без страхующих.

Способность доводить организм до физических пределов истощения интересна и с общеспортивной точки зрения.

Сейчас в научной среде идет спор о природе утомления. В классическом представлении утомление – механический процесс: организм уже не может прокачивать кислород в мышцы, они закисляются и – на фоне идущего одновременно нарушения связи с мозгом – перестают работать.

Но британский физиолог Самуэль Маркора утверждает, что в утомлении огромную роль играет психология. Конечно, внешние условия и подготовка важны, но на их важность влияет восприятие усилия. Как это сформулировали в The New Yorker, физическая реакция организма на нагрузку «не заставляет человека остановиться, а заставляет его хотеть остановиться». И Маркора утверждает, что чаще всего человек останавливается не из-за механического отказа организма, а в результате сознательного решения.

Поэтому в контексте утомления интересно изучать не только физиологию, но и то, что влияет на сознательное решение остановиться. Например, в Уэльсе в результате эксперимента показали, что велосипедисты уставали быстрее, когда во время теста на выносливость им показывали грустные картинки, и медленнее, когда видели радостные лица.

Источник