فیزیولوژی غواصی
جدول علائم ونشانه ها با کنترل درجه دمای مرکزی (C)
دمای مرکزی بدن |
علائم و نشانه ها |
| 37 درجه | احساس سرما – پوست رنگ پریده ناشی از انقباض عروقی – راست شدن موهای بدن – افزایش مصرف اکسیژن |
| 36 درجه | لرزشهای پراکنده که توسط حرکت های ارادی مهارمی شوند – افزایش مصرف اکسیژن – لرز غیر قابل مهار |
| 35 درجه | حد تحمل اختیاری در بررسی های آزمایشگاهی – گیجی- از دست دادن قدرت تصمیم گیری – احتمال غرق شدگی |
| 34 درجه | از دست دادن حافظه – اختلال در تکلم – کاهش حس – کاهش عملکرد حرکتی |
| 33 درجه | توهم – هذیان – تیرگی شعور – کاهش لرزه – شواهد حاصل از نجات یافتگان کشتی های غرق شده نشان می دهد که 50% افراد زنده نخواهند ماند. |
| 32 درجه | بی نظمی های ریتم قلب – اختلال واضح در عملکرد حرکتی |
| 31 درجه | ممکن است لرزه از بین برود |
| 30 درجه | بی هوشی – بدون پاسخ به درد |
| 27 درجه | مرگ |
بدن انسان بیشتر از سیالات تشکیل شده است و فشارهای ناشی از غواصی ورزشی تاثیری بر آن ندارد. ضمناً فضاهای محتوی هوا در بدن انسان وجود دارد که از قانون بویل پیروی می کند. اگر فشار در فضاهای محتوی هوا در بدن با فشار محیط اطراف تنظیم نباشد فشار موجود در اطراف غواص منجر به ضایعاتی در بدن او خواهد شد.اینگونه ضایعات ممکن است در حین فرو رفتن به عمق یا بالا آمدن ناگهانی از عمق صورت پذیرد و در ناحیه گوش ها و سینوس ها و دندان ها ی خراب یا ریه ایجاد ضایعه نماید.
به طور کلی انسان هم مانند دیگر پستانداران شیرجه رو مانند دلفین دارای قابلیت های ویژه ای برای انطباق با زندگی در زیر آب است که به آن واکنش پستانداران در زیر آب می گویند
تغییرات بر حسب عمق
در این عمق فشار روی پرده های گوش افزایش می یابد و اینجاست که غواص باید با استفاده از تکنیک بخصوص هوا را به داخل گوش ها وارد کرده و تعادل هوایی را به وجود آورد.
در این عمق افزایش در فشار آب باعث می شود تا انسان طبیعی شرایط متعادل خود را از دست بدهد و غرق شدن در این مرحله آغاز می شود.
در این عمق شش ها درهم فشرده می شود تا به اندازه یک مشت انسان شوند که یک چهارم اندازه ی واقعی آن است.
خروج نیتروژن از مغز آغاز می شود و در واقع نیتروژن در کار مغز اختلال ایجاد می کند و مغز قادر به تصمیم گیری منطقی نمی شود .
ضربان قلب به کمتر از ۱۵ تپش در دقیقه می رسد. در واقع به نوعی آمادگی اعجاب آور در بدن شخص ایجاد می شود تا قلب کاملا از کار نیفتد.
این عمق بالا ترین رکورد زندگی در جهان است که توسط یکی دو تن از بزرگترین غواصان جهان به دست آمده چرا که در این عمق بدن انسان باید فشار آبی را تحمل کند که برابر چند تن است و این امر به واقع نیاز به یک سوپر من دارد.
واکنش های بدن انسان نسبت به فشار آب
تغییراتی در ماهیت گردش خون در بدن انسان در زیر آب ایجاد می شود تا انسان بتواند در زیر آب مقاومت کند. از جمله اینکه پلاسمای خون به سمت قفسه ی سینه حرکت می کند که شامل شش هاست که خود باعث افزایش فشار خون می شود. در نتیجه این پروسه شش ها بر اثر فشار فراوان در اعماق از کار نمی افتد.
2. کاهش ضربان قلب:
زمانی که انسان در آب قرار می گیرد قلب به صورت خود کار با ریتم آهسته تری حرکت می کند و در نتیجه عضلات قلب اکسیژن کمتری را مصرف می کند.
پس از آنکه انسان به مدت 30 ثانیه در داخل آب قرار می گیرد آنگاه هموگلوبین بیشتری توسط سلول ها ساخته شده و در داخل خون جای می گیرد و در نتیجه ظرفیت حمل اکسیژن افزایش می یابد.
یکی از اعجاب انگیز ترین قابلیت های خلقت انسان که در عمق زیاد خود را نشان می دهد آن است که در چنین عمق هایی خون از مکان هایی که نزدیک به سطح بدن باشد خود را پس می کشد. مثلا از زیر پوست ها نوک انگشتان دست و پا و در بخش های محافظت شده ی بدن حالت های دفاعی به خود می گیرد تا از مهم ترین بخش های بدن مانند قلب و مغز محافظت کند.
برای اینکه سوخت و ساز بدن بطور صحیح انجام شود بایستی که غذا و اکسیژن کافی به آن برسد، خون شما مسئول حمل اکسیژن و غذا می باشد. در ادامه به شما نشان می دهد که چطور خون فاقد اکسیژن به ریه ها پمپاژ می شود جایی که دی اکسید کربن به خارج از ریه تخلیه و اکسیژن تازه وارد خون می شود. این خون تازه دارای اکسیژن به قلب برگشته و توسط پمپاژ قلب به تمام بدن می رود و آماده استفاده می گردد. خون مصرف شده (اکسیژن و مواد غذایی از دست داده) دوباره به قلب شما بازگشته و مجدداً عملیات از سر گرفته می شود. سلول های بدن اکسیژن لازم به منظور سوخت و ساز خود را از طریق خون جذب نموده و فرایند عملیات که اکسید کربن می باشد را دفع می نماید.
عوامل درونی
فضای محتوی هوا بندرت در دندان ها وجود دارد هر چند ممکن است در دندان های پر شده که مجدداً فاسد می شوند بوجود آید. این فضاها در اثر فشار حین فرو رفتن در اعماق مشکلاتی ایجاد می کند و باعث درد شدیدی در دندان می شود. در چنین مواردی حتماً به دندانپزشک مراجعه کنید. دندانهای کسی که می خواهد غواصی در عمق انجام دهد باید سالم باشد یا اگر خراب است آن را دندانپزشک پر کرده باشد.
اگر یک غواص در هنگام صعود از کف آب به بالا نفس خود را حبس نماید، هوای حبس شده در ریه منبسط می شود. اگر بافت های ریه بیشتر از حد نرمال کشیده شود ضایعه ای اتفاق می افتد که از طریق رفتن حباب های هوا در جریان خون و یا پاره شدن بافت ها می باشد این ضایعات بیماری ریوی نامیده می شوند. تنها راه علاج، قرار گرفتن در اتاق فشار می باشد. برای جلوگیری از ضایعات ریوی هرگز در عملیات غواصی با دستگاه هوای فشرده، نفس خود را حبس نکنید. تنفس دم و بازدم با دهان بایستی مرتب و در زیر آب خیلی آرام انجام گیرد. ریه یک شخص بالغ درحال استراحت ۵ لیتر و در حال فعالیت ۷ لیتر گنجایش دارد.
سینوس ها حفره های گودی در ساختمان استخوانی جمجمه هستند و توسط راه های باریکی به مجرای بینی وصل می شوند که دائماً راه های آن باید در غواصان سالم باز باشد. در موقع فرو رفتن درآب اکثراً مسئله ای به وجود نمی آید مگر اینکه مجراها بسته باشد. در این حالت مخاط آستر بافت های سینوسی خونریزی خواهند کرد و فضای خالی با خون پر می شود؛ در این صورت کمی درد تسکین می یابد. اگر در موقع فرود هر نوع دردی در ناحیه سینوس ها حس کردید غواصی را از همانجا متوقف کنید و به سطح آب بازگردید. اگر در غواصی ذکام شدید یا تب مالت داشتید بافت های شما ملتهب شده در نتیجه التهاب تنفسی و گرفتگی ناحیه بینی و شیپور استاش از گوش میانی ترشحات مخاطی تولید می شود که می تواند مجرای شنوایی و سینوس ها را بسوی بسته شدن سوق دهد. هرگز در صورت سرما خوردگی یا هرگونه عفونت گوش و حلق و بینی غواصی نکنید.
ساختمان عمومی گوش انسان به سه دسته تقسیم میشود:
۱- گوش بیرونی: همانطور که از اسمش پیداست در محیط بیرون از سر وجود دارد
۲- گوش میانی: یک حجم از هوا در آن حبس می باشد که هنگام فرو رفتن یا بالا آمدن از آب اگر در یک سطح از فشار صحیح قرار نگیرد ضایعه ای برای این قسمت بوجود می آید. کار پرده گوش یا پرده صماخ جلوگیری از نفوذ آب به گوش داخلی است و ارتعاشات صوتی را به گوش میانی انتقال می دهد و فشار هوای درونی و بیرونی را نیز کنترل می نماید
۳- گوش درونی: وقتی که آب بسیار سرد است، سرما و رطوبت به گوش درونی منتقل می شود و تعادل را مختل و حالت ایجاد سرگیجه و تهوع می نماید؛ در این حالت به سطح آب آمده و به دکتر متخصص مراجعه نمایید تا عفونت و آلودگی در گوش باعث ضایعه جبران ناپذیر نشود
اگر شما در زیر آب شروع به لرزیدن کردید فوراً عملیات غواصی را در همان لحظه متوقف کرده و به سطح آب بیایید. بدنتان به شما می گوید که حرارت درون بدن شما پایین آمده و هنگامی که درجه حرارت بدن به ۳۵ درجه سانتیگراد تنزل یابد، شرایطی که به آن هایپوتریما می گویند بوجود خواهد آمد. در این حال تنفس سریع و عمیق می شود و بعد از چند دقیقه لرزیدن کم می شود و عضلات سفت شده و یک حالت رخوت و خواب شدید در انسان بوجود می آید. چنانچه درجه حرارت بدن از ۳۲ درجه سانتیگراد پایین بیاید تعقل سریعاً از بین می رود؛ که این حالت بسیار خطرناک است. و زندگی شما را شدیداً تهدید می کند.
هنگامی که انسانها به زیر آب فرو می‌روند فشار در اطراف آنها به مقدار فوق‌العاده زیادی افزایش می‌یابد. برای جلوگیری از رویهم خوابیدن ریه‌ها ، هوا نیز بایستی تحت فشار زیاد رسانده شود و این امر خون در ریه‌ها را در معرض فشارهای فوق‌العاده زیاد گازهای حبابچه‌ای قرار می‌دهد که هیپرباریسم نامیده میشود. این فشارهای بالا در صورتی که از حدود معینی تجاوز کنند می‌توانند موجب تغییرات فوق‌العاده شدیدی در فیزیولوژی بدن شوند.
رابطه عمق دریا با فشار
ستونی از آب دریا به ارتفاع ۱۰ متر در ته خود فشاری برابر با یک اتمسفر ایجاد می‌کند. بنابراین شخصی که در ۱۰ متری زیر سطح اقیانوس قرار داشته باشد، در معرض فشاری برابر با ۲ اتمسفر قرار خواهد گرفت که یک اتمسفر آن مربوط به فشار هوای موجود در بالای آب و یک اتمسفر آن مربوط به وزن خود آب است.
اثر فشارهای سمی زیاد گازها بر روی بدن
گازهایی که غواص در هنگام استنشاق هوا بطور عادی در معرض آنها قرار دارد عبارتند از نیتروژن ، اکسیژن و دی‌اکسید کربن. هر یک از این گازها می‌توانند گاهی موجب اثرات فیزیولوژیک جدی در فشارهای زیاد شوند.
تخدیر نیتروژنی در فشارهای زیاد نیتروژن
تقریبا ۵/۴ هوا را نیتروژن تشکیل می‌دهد. نیتروژن در فشار کنار دریا اثر شناخته شده‌ای بر روی اعمال بدن ندارد اما در فشارهای زیاد می‌تواند موجب درجات متغیری از تخدیر یا نارکوز شود. هنگامی که غواص برای یک ساعت یا بیشتر در زیر دریا باقی می‌ماند و هوای فشرده استنشاق می‌کند، عمقی که در آن نخستین علایم نارکوز خفیف ظاهر میشود تقریبا ۳۶ متر است.
در این عمق ، غواص شروع به احساس نشاط و از دست دادن بسیاری از ناراحتیهای خود می‌کند. در عمق ۴۵ تا ۶۰ متری ، غواص خواب آلود میشود. در عمق ۶۰ تا ۷۵ متری قدرت غواص بطور قابل ملاحظه‌ای کاهش می‌یابد و غالبا نمی‌تواند کارهایی را که از او خواسته میشود با دقت و ظرافت انجام دهد. نارکوز نیتروژنی دارای مشخصاتی بسیار مشابه مستی با الکل است و به این دلیل آن را مستی اعماق نامیده‌اند.
مسمومیت با اکسیژن در فشارهای زیاد
هنگامی که فشار اکسیژن به مقدار زیادی از ۱۰۰ میلیمتر جیوه بالاتر می‌رود، اکسیژن محلول در آب خون افزایش می‌یابد. در محدوده طبیعی فشار اکسیژن حبابچه‌ای تقریبا هیچ مقداری از اکسیژن کل خون مربوط به اکسیژن محلول نیست اما بتدریج که فشار بطور افزاینده‌ای وارد محدوده هزاران میلیمتر جیوه میشود قسمت بزرگی از اکسیژن کل خون به جای اینکه به حال ترکیب با هموگلوبین باشد به حال محلول است.
به علت فشار اکسیژن بافتی که هنگام استنشاق اکسیژن با فشار اکسیژن حبابچه‌ای بسیار بالا بوجود می‌آید به آسانی می‌توان درک کرد که این موضوع می‌تواند برای بسیاری از بافتهای بدن زیان‌آور باشد. این موضوع بویژه در مورد مغز صدق می‌کند. در واقع قرار گرفتن در معرض ۴ اتمسفر فشار اکسیژن می‌تواند در بیشتر مردم بعد از ۳۰ دقیقه موجب تشنجات و به دنبال آن اغما گردد.
مسمومیت با کربن دی‌اکسید در اعماق زیاد در دریا
هرگاه وسایل غواصی بطور مناسب طرح شده باشد و به خوبی نیز عمل کند خواص هیچگونه اشکالی از نظر مسمومیت با کربن دی‌اکسید نخواهد داشت زیرا عمق به تنهایی فشار سهمی کربن دی‌اکسید را در حبابچه‌ها افزایش نمی‌دهد. دلیل صحیح بودن این امر آن است که عمق ، میزان تشکیل کربن دی‌اکسید در بدن را افزایش نمی‌دهد و تا زمانی که غواص به استنشاق حجم جاری طبیعی ادامه می‌دهد کربن دی‌اکسید را به مجرد تشکیل از راه هوای بازدمی دفع می‌کند و در نتیجه فشار سهمی کربن دی‌اکسید حبابچه‌ای خود را در حد طبیعی حفظ می‌کند.
غواص تا فشار کربن دی‌اکسید حبابچه‌ای حدود ۸۰ میلیمتر جیوه یعنی دو برابر فشار طبیعی در حبابچه‌ها این تجمع کربن دی‌اکسید را تحمل می‌کند. در فشار کربن دی‌اکسید بالاتر از ۸۰ میلیمتر جیوه این وضعیت غیر قابل تحمل شده و سرانجام مرکز تنفسی به علت اثرات متابولیک منفی فشار این گاز به جای تحریک شدن شروع به ضعیف شدن می‌کند و غواص دچار خواب آلودگی میشود.
رفع فشار از غواص بعد از قرار گرفتن در معرض فشارهای زیاد
هنگامی که شخصی هوا را در تحت فشار زیاد برای مدت طولانی استنشاق می‌کند، مقدار نیتروژن حل شده در مایعات بدنش زیاد میشود. دلیل این امر به قرار زیر است: خونی که در مویرگهای ریوی جریان می‌یابد تا همان فشار زیاد نیتروژن موجود در مخلوط گاز تنفسی از نیتروژن اشباع میشود. پس از گذشت چندین ساعت مقدار کافی نیتروژن به تمام بافتهای بدن حمل میشود تا آنها را از نیز از نیتروژن حل شده اشباع کند.
چون نیتروژن بوسیله بدن متابولیزه نمی‌شود لذا به حالت محلول باقی می‌ماند تا اینکه فشار نیتروژن در ریه‌ها کاهش یابد. در اینحال ، نیتروژن بوسیله روند معکوس تنفسی خارج میشود اما این خروج چندین ساعت وقت لازم دارد و منشا مشکلات متعددی میشود که روی هم رفته بیماری رفع فشار نامیده می‌شوند.
نجات از زیر دریاییها
یکی از مشکلات اصلی نجات ، جلوگیری از آمبولی هوا است. بتدریج که شخص از زیر آب بالا می‌آید گازها در ریه‌اش متسع شده و گاهی یک رگ بزرگ ریوی را پاره می‌کنند و موجب ورود گازها به داخل سیستم گردش ریوی و ایجاد آمبولی در گردش خون می شوند. بنابراین بتدریج که شخص صعود می‌کند باید خودآگاهانه بطور مداوم بازدم انجام دهد.
سرعت خارج کردن گازهای در حال اتساع از ریه‌ها در جریان صعود در زیر آب حتی بدون انجام دم ، غالبا برای دفع کربن دی‌اکسید تجمع یابنده در ریه‌ها کافی است. این امر مانع از بالا رفتن غلظت کربن دی‌اکسید در خون شده و از تمایل شخص برای انجام دم جلوگیری می‌کند. بنابراین شخص می‌تواند نفس خود را برای یک مدت فوق‌العاده طولانی اضافی در جریان صعود نگاه دارد.
