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
Надолго задержать дыхание под водой и не умереть. 5 простых шагов
Однажды француз Стефан Мифсуд проплавал под водой 11 минут 35 секунд без какого-либо снаряжения. Когда сотрудники бассейна решили помочь дайверу и взялись за баг¬ры, он готовым пельменем всплыл на поверхность, установив, таким образом, мировой рекорд в статическом апноэ.
Текст: Дмитрий Локусов
Хотя задержка дыхания на такой срок кажется чем-то фантастическим, этому можно научиться. Мы подкараулили у бортика бассейна Ингу Валентиновну Митину, мастера спорта по плаванию и профессионального тренера, и не отдавали ей полотенце до тех пор, пока она не объяснила, как стать фридайвером. Стефан Мифсуд установил мировой рекорд в статическом апноэ — одной из дисциплин фридайвинга. Учитываются в ней не глубина погружения или скорость плавания, а время, которое спортсмен сможет пробыть под водой без акваланга или дыхательной трубки, на одной остановке дыхания. «Остановка дыхательных действий называется апноэ, — вытряхивая из плавательной шапочки креветок, говорит Инга. — Такое состояние является результатом гипервентиляции, то есть интенсивного дыхания, с помощью которого ты перенасыщаешь организм кислородом».
1. Освободи легкие от отработанного воздуха.
Вдохни максимально глубоко и медленно выпусти воздух до самого остатка. Задержи дыхание на секунду и повтори упражнение. Выполняй его в течение двух минут.
2. Сделай глубокий вдох и задержи дыхание.
Не нужно стараться раздуться как шарик, 80–85% объема легких хватит. Задержи воздух и мысленно считай от 90 до 0, стараясь не смотреть на секундомер, — сейчас тебя ничто не должно волновать. Со временем ты сможешь держать дыхание дольше, чем 90 секунд. При этом попробуй мысленно читать алфавит, думая одновременно о максимально нейтральных вещах вроде безалкогольного пива или черно-белого порно. Ключ к успеху — полное расслабление. Расслабиться поможет холодная вода — просто плесни ее на лицо или положи на лоб прохладное полотенце. И еще: чем больше ты двигаешься, тем больше кислорода черпает организм из эээ… организма. Короче, не дергайся.
3. Медленно выдохни.
Спорим, тебе захочется тут же хорошенько продышаться? Вместо этого выпусти примерно 20% воздуха из легких и снова вздохни: много кислорода для оголодавшего мозга сейчас вредно. После можешь дышать привычным для твоего вида способом.
4. Делай 3–4 подхода за раз.
Спорим, тебе захочется тут же хорошенько продышаться? Если делать это упражнение утром и вечером, уже через пару недель ты сможешь задерживать дыхание на несколько минут. Естественно, в воде, где придется двигаться, результаты будут скромнее, но нырнуть ко дну за амфорой точно получится.
5. Путь к Ихтиандру.
Непосредственно перед погружением ты будешь делать гипервентиляцию для повышения запасов кислорода. «Очень важно, — сообщает наш эксперт, — определить свое время гипервентиляции: у всех оно разное. Сядь в кресло, возьми в руки секундомер и расслабься. Затем, запустив отсчет времени, дыши максимально глубоко и часто. Как только почувствуешь эйфорию и побежавших по рукам и ногам мурашек, прекращай гипервентиляцию и останавливай секундомер». Хотя со временем результат будет лучше, на первых порах дальнейшее проветривание легких может привести к обмороку.
. Опасность гипервентиляции
Гипервентиляция при кажущейся исключительной полезности процесса — штука коварная. Избыточное содержание кислорода в тебе может привести к гипокапнии — состоянию, когда организм находится в недоумении относительно того, зачем ему столько O. При длительной гипервентиляции содержание углекислого газа в крови падает, нарушается биохимический баланс в тканях, ты почувствуешь головокружение и, скорее всего, потеряешь сознание. В общем, к чему мы это? «Если всерьез соберешься заниматься фридайвингом, обязательно вентилируй легкие в присутствии напарника или тренера», — грозит из воды пальцем Инга Валентиновна.
Источник
Как рыба в воде. Может ли человек дышать жидкостью и зачем это нужно
Недавно Научно-технический совет государственного Фонда перспективных исследований одобрил «проект по созданию технологии спасения подводников свободным всплытием с использованием метода жидкостного дыхания», реализацией которого должен заняться московский Институт медицины труда (на момент написания статьи руководство института было недоступно для комментариев). «Чердак» решил разобраться, что скрывается за таинственным словосочетанием «жидкостное дыхание».
Наиболее впечатляюще жидкостное дыхание показано в фильме Джеймса Кэмерона «Бездна».
Правда, в таком виде опыты на людях еще никогда не проводились. Но в целом ученые не сильно уступают Кэмерону по части исследования этого вопроса.
Первым, кто показал, что млекопитающие в принципе могут получать кислород не из смеси газов, а из жидкости, был Йоханнес Килстра (Johannes Kylstra) из медицинского центра университета Дьюка (США). Вместе с коллегами он в 1962 году опубликовал работу «Мыши как рыбы» (Of mice as fish) в журнале Transactions of American Society for Artificial Internal Organs.
Килстра и его коллеги погружали мышей в физраствор. Чтобы растворить в нем достаточное для дыхания количество кислорода, исследователями «вгоняли» газ в жидкость под давлением до 160 атмосфер — как на глубине 1,5 километра. Мыши в этих экспериментах выживали, но не очень долго: кислорода в жидкости было достаточно, а вот сам процесс дыхания, втягивания и выталкивания жидкости из легких требовал слишком больших усилий.
Стало понятно, что нужно подобрать такую жидкость, в которой кислород будет растворяться намного лучше, чем в воде. Требуемыми свойствами обладали два типа жидкостей: силиконовые масла и жидкие перфторуглероды. После экспериментов Леланда Кларка (Leland Clark), биохимика из медицинской школы университета Алабамы, в середине 1960-х годов выяснилось, что оба типа жидкостей можно использовать для доставки кислорода в легкие. В опытах мышей и кошек полностью погружали и в перфторуглероды, и в силиконовые масла. Однако последние оказались токсичны — подопытные звери погибали вскоре после эксперимента. А вот перфторуглероды оказались вполне пригодны для использования.
Перфторуглероды были впервые синтезированы в ходе Манхэттенского проекта по созданию атомной бомбы: ученые искали вещества, которые бы не разрушались при взаимодействии с соединениями урана, и они проходили под кодовым названием «вещества Джо» (Joe’s stuff). Для жидкостного дыхания они подходят очень хорошо: «вещества Джо» не взаимодействуют с живыми тканями и прекрасно растворяют газы, в том числе кислород и углекислый газ при атмосферном давлении и нормальной температуре человеческого тела.
Килстра и его коллеги исследовали технологию жидкостного дыхания в поисках технологии, которая бы позволяла людям погружаться и всплывать на поверхность, не опасаясь развития кессонной болезни. Быстрый подъем с большой глубины с запасом сжатого газа очень опасен: газы лучше растворяются в жидкостях под давлением, поэтому по мере того, как водолаз всплывает, растворенные в крови газы, в частности азот, образуют пузырьки, которые повреждают кровеносные сосуды. Результат может быть печальным, вплоть до смертельного.
В 1977 году Килстра представил в Военно-морское министерство США заключение, в котором писал, что, по его расчетам, здоровый человек может получать необходимое количество кислорода при использовании перфторуглеродов, и, соответственно, их потенциально возможно использовать вместо сжатого газа. Ученый указывал, что такая возможность открывает новые перспективы для спасения подводников с больших глубин.
Эксперименты на людях
На практике техника жидкостного дыхания, к тому времени получившая название жидкостной вентиляции легких, была применена на людях всего один раз, в 1989 году. Тогда Томас Шаффер (Thomas Shaffer), педиатр из медицинской школы Темпльского университета (США), и его коллеги использовали этот метод для спасения недоношенных младенцев. Легкие зародыша в утробе матери заполнены жидкостью, а когда человек рождается и начинает дышать воздухом, тканям легких на протяжении всей оставшейся жизни не дает слипаться смесь веществ, называемая легочным сурфактантом. У недоношенных младенцев он не успевает накопиться в нужном количестве, и дыхание требует очень больших усилий, что чревато летальным исходом. В тот раз, правда, жидкостная вентиляция младенцев не спасла: все трое пациентов вскоре умерли, однако этот печальный факт был отнесен на счет других причин, а не на счет несовершенства метода.
Больше экспериментов по тотальной жидкостной вентиляции легких, как эта технология называется по-научному, на людях не проводилось. Однако в 1990-х годах исследователи модифицировали метод и проводили на пациентах с тяжелым воспалительным поражением легких эксперименты по частичной жидкостной вентиляции, при которой легкие заполняются жидкостью не полностью. Первые результаты выглядели обнадеживающими, но в конечном счете до клинического применения дело не дошло — оказалось, что обычная вентиляция легких воздухом работает не хуже.
Патент на фантастику
В настоящее время исследователи вернулись к идее использования полной жидкостной вентиляции легких. Однако фантастическая картина водолазного костюма, в котором человек будет дышать жидкостью вместо специальной смеси газов, далека от реальности, хотя и будоражит воображение публики и умы изобретателей.
Так, в 2008 году отошедший от дел американский хирург Арнольд Ланде (Arnold Lande) запатентовал водолазный костюм с использованием технологии жидкостной вентиляции. Вместо сжатого газа он предложил использовать перфторуглероды, а избыток углекислоты, которая будет образовываться в крови, выводить при помощи искусственных жабр, «воткнутых» прямо в бедренную вену водолаза. Изобретение получило некоторую известность после того, как о нем написало издание The Inpependent.
Как считает специалист по жидкостной вентиляции из Шербрукского университета в Канаде Филипп Мишо (Philippe Micheau), проект Ланде выглядит сомнительным. «В наших экспериментах (Мишо и его коллеги проводят эксперименты на ягнятах и крольчатах со здоровыми и поврежденными легкими — прим. «Чердака») по тотальному жидкостному дыханию животные находятся под анестезией и не двигаются. Поэтому мы можем организовать нормальный газообмен: доставку кислорода и удаление углекислого газа. Для людей при физической нагрузке, такой как плавание и ныряние, доставка кислорода и удаление углекислоты будут проблемой, так как выработка углекислоты в таких условиях выше нормы», — прокомментировал Мишо. Ученый также отметил, что технология закрепления «искусственных жабр» в бедренной вене ему неизвестна.
Главная проблема «жидкостного дыхания»
Более того, Мишо считает саму идею «жидкостного дыхания» сомнительной, поскольку для «дыхания» жидкостью человеческая мускулатура не приспособлена, а эффективная система насосов, которая бы помогала закачивать и выкачивать жидкость из легких человека, когда он двигается и выполняет какую-то работу, до сих пор не разработана.
«Я должен заключить, что на современном этапе развития технологий невозможно разработать водолазный костюм, используя метод жидкостной вентиляции», — считает исследователь.
Однако применение этой технологии продолжает исследоваться для других, более реалистичных целей. Например, для помощи утонувшим, промывания легких при различных заболеваниях или быстрого понижения температуры тела (применяется в случаях реанимации при остановке сердца у взрослых и новорожденных с гипоксически-ишемическим поражением мозга).
Екатерина Боровикова
Источник
