Dr med. Jarosław Krzyżak Nurkowanie z zatrzymanym oddechem

Transkrypt

1 Dr med. Jarosław Krzyżak Nurkowanie z zatrzymanym oddechem PTM i TH 2011 r.

2 Historia freedivingu Legendarny grecki rybak i nurek imieniem Glaucus, podczas burzy spędził kilka dni na dnie morza u swego przyjaciela Oceanusa. Yorgos Haggi Statti grecki rekordzista z 1913 r. zanurkował na głębokość 77 m.

3 Historia freedivingu Raimondo Bucher (wł.) w 1949 r. zanurkował na 30 m i jako pierwszy rozpoczął współzawodnictwo w biciu rekordów głębokości w nurkowaniu na bezdechu. Enzo Maiorca (wł.) w 1960 r. jako pierwszy osiąga z zatrzymanym oddechem głębokość 50 m.

4 Historia freedivingu Jacques Mayol (fr.) w 1976 r. jako pierwszy osiąga z zatrzymanym oddechem głębokość 100 m. Jacques Mayol i Enzo Maiorca, bohaterowie filmu Le Grande Bleu rywalizowali ze sobą 17 lat. Mayol osiągnął 105 m w 1983 r., a Maiorca 101 m. w 1989 r.

5 Historia freedivingu Angela Bandini (wł.) pierwsza kobieta, która w 1989 r. pobiła rekord Mayol a osiągając z zatrzymanym oddechem głębokość 107 m. Wielki następca Enzo Maiorca, Włoch Umberto Pelizzari w 1996 r. ustanawia rekord na głębokości 131 m.

6 Historia freedivingu Francisco Ferreras Pipin (kub.), wielki rywal Umberto, ustanawia w 2003 r. rekord nurkując z zatrzymanym oddechem na głębokość 170 m. Atletyczny Pipin i jego filigranowy jego pogromca, Loic Leferme, który w 2004 r. ustanawia rekord na głębokości 171 m w czasie 2 min 16 s.

7 Historia freedivingu Patrick Musimu (bel.) r. ustanawia rekord na głębokości 209,6 m w czasie 3 min 28 s. Herbert Nitsch (aus.) rekordzista freedivingu, r. ustanawia rekord na 214 m, a r. na głębokości 244 m.

8 Kobiety freedivingu Deborah Andollo (kub.), w 1996 r. ustanawia rekord kobiet nurkując z zatrzymanym oddechem na głębokość 110 m. Mandy Rea Cruickshank (kan.) w 2001 r. ustanawia rekord kobiet na głębokości 136 m.

9 Kobiety freedivingu Tanya Streeter (am.) świętuje ustanowienie rekordu kobiet nurkując z zatrzymanym oddechem na głębokość 160 m w sierpniu 2002 r. Ostatnie zdjęcie Audrey Mestre (fr.) po ustanowieniu rekordu kobiet w październiku 2002 r. na głębokości 170 m.

10 Patofizjologia nurkowania na bezdechu Fundamentalne znaczenie we wszystkich konkurencjach nurkowania i pływania bezdechowego ma zdolność nurka do długiego zatrzymania oddechu. Czas zatrzymania oddechu zależy od czterech czynników: fizjologicznej tolerancji na wysoką prężność CO 2 i niską prężność O 2 we krwi tętniczej (hiperkapnię i hipoksję), poziomu metabolizmu organizmu, zdolności do magazynowania CO 2 i O 2, psychologicznej tolerancji na nieprzyjemne objawy niedotlenienia.

11 Patofizjologia nurkowania na bezdechu Prężność tlenu we krwi stopniowo obniża się, a wzrasta prężność dwutlenku węgla. Spadek po 2, a bardziej wzrost pco 2, są stymulatorami pobudzania oddychania. Jeżeli po 2 obniży się < 50 mm Hg dochodzi do zaburzenia pracy mózgu mogącego doprowadzić do utraty przytomności, tzw. uśnięcia pod wodą. Istniejący głód tlenowy może spowodować uszkodzenie mięśnia sercowego lub zaburzenia rytmu serca. Najdłuższy zanotowany czas zatrzymania oddechu to 20 min 5 s. Rekord ten osiągnięto po 7 min hiperwentylacji powietrzem i kilku głębokich oddechach 100% tlenem bezpośrednio przed próbą.

12 Patofizjologia nurkowania na bezdechu Hiperwentylacja a niedotlenienie Manewr ten wypłukuje znaczne ilości CO 2 z krwi tętniczej. Podczas nurkowania po 2 we krwi tętniczej szybko obniża się poniżej wartości niezbędnych do utrzymania świadomości. W tej sytuacji nurek może nagle utracić przytomność bez żadnych objawów ostrzegawczych, bowiem szybciej obniża się prężność O 2 poniżej wartości krytycznych, niż narasta prężność CO 2 do wartości mogących pobudzić oddychanie. Zjawisko to nazywa się niedotlenieniem z hiperwentylacji.

13 Patofizjologia nurkowania na bezdechu Podczas długich pobytów na dnie przy nurkowaniu z zatrzymanym oddechem dochodzi do znacznego spadku po 2 w pęcherzykach płucnych. Podczas wynurzania i rozprężania gazu w płucach prężność O 2 w pęcherzykach płucnych obniża się jeszcze bardziej powodując hipoksję prowadzącą również do utraty przytomności. Zjawisko to nazywa się niedotlenieniem podczas wynurzania.

14 Patofizjologia nurkowania na bezdechu Graniczna głębokość nurkowania z zatrzymanym oddechem Teoretyczną granicę do nurkowania z zatrzymanym oddechem określają 3 wielkości: całkowitej pojemności płuc (TLC), objętości zalegającej (RV), fizjologicznej przestrzeni martwej. Przyjęto, że dla przeciętnego nurka maksymalną bezpieczną głębokością do nurkowania z zatrzymanym oddechem jest 30 m.

15 Patofizjologia nurkowania na bezdechu Jeżeli nurek posiada całkowitą pojemność płuc równą 6 dm 3, to na tej głębokości powietrze w płucach ulegnie sprężeniu do 1,5 dm 3, tj. do wielkości równej objętości zalegającej - RV. Przy sprężeniu powietrza w płucach poniżej wartości RV dochodzi do przepełnienia, a następnie zastoju krwi w płucnych naczyniach krwionośnych. W skrajnych przypadkach może dojść do zmiażdżenia klatki piersiowej przez ciśnienie hydrostatyczne. Uszkodzenie to nazywane jest zgnieceniem płuc (klatki piersiowej) lub urazem ciśnieniowym płuc podczas zanurzania. Uraz ciśnieniowy płuc podczas zanurzania występuje bardzo rzadko.

16 Głębokość nurkowania na bezdechu W 1968 r. amerykański nurek Bob Croft, podczas nurkowania z zatrzymanym oddechem ustanowił rekord głębokości - 75 m. Badaniem spirometrycznym stwierdzono, że: TLC = 9,1 dm 3 RV = 1,3 dm 3 fizjologiczna przestrzeń martwa = 0,1 dm 3 Wstawiając te wartości do wzoru prawa Boyle a-mariotte a otrzymano: P 1 V 1 = P 2 V 2 1 ATA x (9,1 + 0,1) dm 3 = P 2 x (1,3 +0,1) dm 3 P 2 = 6,6 ATA, tj. 56 msw Teoretycznie obliczona granica głębokości nurkowania na bezdechu była znacznie mniejsza niż głębokość faktycznie osiągnięta.

17 Głębokość nurkowania na bezdechu Zbadano, że podczas zanurzenia w wodzie po szyję około 700 ml krwi jest przemieszczane z obwodowych części organizmu do klatki piersiowej. Podczas nurkowania ilość przemieszczanej krwi przekracza 1000 ml (1,4-1,7 l u sióstr Maiorca). Jest większa w zimnej wodzie (temp C). Uwzględnienie ilości przemieszczanej krwi we wcześniejszych wyliczeniach, daje zupełnie inną graniczną głębokość nurkowania na bezdechu: P 1 V 1 = P 2 V 2 1 ATA x (9,1 + 0,1) dm 3 = P 2 x (1,3 + 0,1-0,7) dm 3 P 2 = 13,1 ATA, tj. 121 msw Głębokość ta obliczona dla wartości TLC i RV nurka Boba Crofta jest bliższa osiąganym dzisiaj rekordom. Główną przeszkodą do nurkowania z zatrzymanym oddechem na tak duże głębokości jest głównie bariera psychologiczna.

18 Czas nurkowania na bezdechu W historii nurkowań bezdechowych daje się zauważyć tendencja do osiągania przez nurków coraz większych głębokości przy coraz krótszym czasie zatrzymania oddechu. W 1983 r. Jacques Mayol potrzebował 3 min i 24 s na zanurzenie i powrót z głębokości 105 m. Dwadzieścia dwa lata później rekordowe nurkowanie Patricka Musimu na 209 m trwało tylko 3 min 28 s.

19 Czas nurkowania na bezdechu Obecnie podczas głębokich nurkowań bezdechowych nurkowie wspomagają się technikami, dzięki którym ograniczają do niezbędnego minimum wysiłek fizyczny i pracę mięśni. Dzięki temu zmniejsza się stopień zużywania tlenu i produkcji dwutlenku węgla przez organizm, co ma zasadniczy wpływ na wydłużenie czasu zatrzymania oddechu.

20 Reakcje przystosowawcze Zanurzanie nurka z zatrzymanym oddechem bardzo wyraźnie uwidacznia tzw. odruch na nurkowanie. Pojawia się wtedy zwolnienie czynności serca (o około 30%) i skurcz obwodowych naczyń krwionośnych. Zmniejsza się rzut serca, ale ciśnienie krwi zapewnia odpowiednie zaopatrywanie w krew narządów ważnych do życia. Podczas zanurzenia z zatrzymanym oddechem tylko na głębokość 4 m, przepływ krwi przez tętnice szyjne zwiększa się o około 36%, a przez mózgowie aż o 100%.

21 Reakcje przystosowawcze Odpowiedzią organizmu na nurkowanie bezdechowe są reakcje spowalniające zużycie tlenu: zmniejszenie zużycia tlenu przez serce zmniejszenie zużycia tlenu przez narządy wewnętrzne i mięśnie pojawia się metabolizm beztlenowy (wzrost kwasu mlekowego we krwi) prawdopodobnie zmniejsza się poziom metabolizmu organizmu Reakcją przystosowawczą do długiego nurkowania z zatrzymanym oddechem jest skurcz śledziony - 9,5% wzrost hematokrytu krwi u koreańskich Ama. W warunkach podwyższonego ciśnienia otaczającego następuje większy poziom akumulacji O 2 przez organizm.

22 Reakcje przystosowawcze Przygotowanie oddechowe przed nurkowaniem: Audrey Mestre i Francisco Ferreras Pipin. Aby osiągnąć jak największą głębokość nurkowania z zatrzymanym oddechem nurek powinien rozpocząć zanurzanie z możliwie największą objętością powietrza w płucach. Współcześni nurkowie bezdechowi zwiększają swoją pojemność płuc poprzez tzw. pakowanie płuc (ang. lung packing) wykonywane bezpośrednio przed zanurzeniem. Celem takiego oddychania jest zwiększenie TLC na początku nurkowania, co powoduje zwiększenie stosunku TLC/RV co w konsekwencji umożliwia osiągnięcie większej głębokości nurkowania. Umiejętne pakowanie płuc umożliwia zwiększenie pojemności życiowej płuc VC o 22% do 39%.

23 Reakcje przystosowawcze Reakcje organizmu na nurkowanie nasilane są przez pobudzenie, ale też i przez strach, który niemal zawsze występuje przed zanurzeniem. Wraz z doświadczeniem i wiekiem nurka pobudzenie i strach odgrywają coraz mniejszą rolę. Umiejętny trening powoduje: wydłużenie czasu zatrzymania oddechu, zwiększenie odporności na hipoksję i hiperkapnię, wytwarzanie większego ciśnienia wdechowego; powiększanie pojemności życiowej płuc VC; zmniejszanie objętości zalegającej RV; wzmocnienie mięśni oddechowych; zwiększenie podatności układu oddechowego co umożliwia pobranie większej ilości powietrza do płuc i zwiększa stosunek TLC/RV. Wszystkie te czynniki umożliwiają dłuższe i głębsze nurkowanie z zatrzymanym oddechem.

24 Reakcje przystosowawcze Rekordzista w kategorii no limits Patrick Musimu, ujawnił tajemnicę szczególnej techniki wyrównywania ciśnienia w uszach i zatokach. Zanurzając się do głębokości około m, ciśnienie w uchu środkowym i zatokach wyrównuje w sposób klasyczny, tj. wdmuchując do nich powietrze przy zaciśniętym nosie. Po przekroczeniu powyższej głębokości zwalnia ucisk na nos i pozwala, aby woda swobodnie wpłynęła do ucha środkowego oraz do zatok.

25 Reakcje przystosowawcze Niebezpieczeństwa takiej techniki: asymetryczne podrażnienie błędnika przez bodziec termiczny może spowodować gwałtowne zawroty głowy i wymioty uniemożliwiające dalsze nurkowanie i zagrażające utonięciu; zalewanie chłodną wodą (około C) zatok powoduje nieprzyjemny ból głowy; obecność słonej wody morskiej w zatokach przynosowych, która jest 4-5-krotnie bardziej słona (37-42 ) od środowiska wewnętrznego człowieka (9 ); wpływa na przesunięcia płynów w organizmie nurka, a także może być przyczyną infekcji zatok. Krótko po rekordowym nurkowaniu Patricka Musimu stwierdzono u niego objawy ciężkiego odwodnienia, infekcji i bóle kości, z powodu których przeprowadzono 6-godzinne leczenie w komorze ciśnieniowej.

26 Francisco Ferreras Pipin Wyjaśnienie, w jaki sposób Pipin zanurkował na 136 m oraz w następnych latach ustanawiał coraz to nowe rekordy bez poważnych obrażeń klatki piersiowej może być następujące: znaczna ilość jego krwi została przemieszczona z obwodu do serca i naczyń klatki piersiowej może więcej niż 2 dm 3, jego klatka piersiowa jest bardziej elastyczna niż innych osób i zmniejszyła swój obwód z 125 cm do 80 cm, jego mięsień przepony jest dosyć elastyczny i łatwo poddaje się naporowi narządów jamy brzusznej, które przemieszczając się w kierunku do klatki piersiowej znacznie go rozciągają, co w konsekwencji prowadzi do zmniejszenia objętości jamy klatki piersiowej, poprzez umiejętny trening oddechowy potrafi przed nurkowaniem znacznie zwiększyć swoją pojemność życiową płuc (VC) i zmniejszyć objętość zalegającą (RV).

27 Umberto Pelizzari Predyspozycje fizyczne, umiejętny trening, wytworzenie mechanizmów przystosowawczych do głębokich nurkowań z zatrzymanym oddechem są bardzo istotne w ustanawianiu rekordów. Jednak tajemnica największych osiągnięć freediverów tkwi nie w sprawności fizycznej, ale w przygotowaniu psychicznym do stąpania po cienkiej linie życia. Twórca filozofii freedivingu Jacques Mayol twierdził, że w nurkowaniu z zatrzymanym oddechem kluczem do sukcesu jest umysł, a nie ciało. Umberto Pellizzari uprawia pranayama jogę polegającą głównie na technikach oddychania, opanowania przepony, koncentracji i zrelaksowania. Jego możliwości są wynikiem połączenia wrodzonych naturalnych zdolności i specjalnego treningu, dzięki którym nabył wysoką odporność psychiczną na sytuacje ekstremalne.

28 Podsumowanie Nurkowanie z zatrzymanym oddechem powinno być ograniczone do wyjątkowych sytuacji podczas pobytu i pracy pod wodą, w których nie może być użyty aparat nurkowy oraz do niezbędnego treningu nurkowego podczas nauki nurkowania. Przed zanurzeniem należy wykonać 2-3 głębokie wdechy. Nurek powinien wynurzyć się natychmiast, gdy odczuje potrzebę wykonania wdechu. Wstrzymywanie oddechu i bardzo wolny rytm oddechowy, tzw. oddech skokowy podczas nurkowania w aparacie nurkowym nie powinny być praktykowane, ponieważ mogą prowadzić do kumulacji dwutlenku węgla i utraty przytomności pod wodą.