Всякое живое существо живет за счет энергии, позволяющей клеткам делиться, а организму — функционировать. Она выделяется в результате окислительных реакций кислорода с углеводородными соединениями. Одним из продуктов энергетических реакций является углекислый газ, который затем выводится из организма. Таким образом, кислород жизненно необходим для поддержания биохимических процессов, питающих нас энергией. Дыхательная система человека предназначена для засасывания в организм газообразного кислорода и вывода наружу отработанного воздуха с "выхлопным" углекислым газом.
Из дыхательной системы кислород передается в кровеносную систему, которая разносит и распределяет его по всем органам. Одновременно кровь забирает из пищеварительной системы питательные вещества и распределяет их по клеткам организма. Только благодаря кровеносной системе составные части энергетических реакций встречаются вместе. Движется кровь по сосудам за счет пульсирующего мускульного насоса — сердца, и поэтому всю транспортно-распределительную систему называют сердечно-сосудистой. Четкое функционирование дыхательной и сердечно-сосудистой систем определяет здоровье и жизнедеятельность.
Дыхательная система и дыхание
Дыхательные пути начинаются с ноздрей и ротовой полости. Нос ведь не только украшает лицо человека, но и утепляет, увлажняет и фильтрует вдыхаемый воздух. Когда мы дышим ртом по разным причинам, то вдыхаем более холодный, сухой и неочищенный воздух (кстати, это хорошо чувствуется). Далее воздух проходит в горло и гортань, которую еще называют адамовым яблоком. Она производит звуки и предохраняет легкие от засорения посторонними частицами. Когда в гортань попадает вода, звуковые мышцы закрывают вход в легкие. Комар или хлебная крошка, проскальзывая через гортань, раздражают внутренние стенки дыхательных путей и вызывают кашель, выбрасывающий мусор наружу.
За гортанью следует трахея, которая раздваивается на бронхи. Их стенки покрыты ресничками, гонящими пылинки и прочие посторонние частицы с потоком слизи обратно в гортань, которые мы потом "выкашливаем" или проглатываем. Курение повреждает реснички и уменьшает слизь, что приводит к быстрому загрязнению легких.
Бронхи многократно делятся на мелкие дыхательные трубки — бронхиолы. Стенки дыхательных путей имеют кольчатую структуру, что предохраняет их от опадания. При астме стенки бронхиол становятся суперактивными и чувствительными, а их клетки выделяют слизь, что в комплексе приводит к значительному суживанию и даже закупориванию каналов. Подводнику, страдающему астмой или другим заболеванием верхних дыхательных путей, следует ограничивать число погружений и внимательно следить за состоянием дыхательного тракта.
Самые тонкие бронхиолы заканчиваются микроскопическими пузырьками — альвеолами, плотно упакованными в парные губчатые органы, известные под названием "легкие". Многие ошибочно полагают, что легкие — это парные полые мешки, которые то наполняются воздухом, то сдуваются. На самом же деле, каждое легкое состоит примерно из 150 млн. (!) альвеол, покрытых общей тонкой оболочкой — плеврой. Совокупность объемов альвеол и считают объемом легких, который варьирует у взрослых людей от трех до семи литров. Объем легких и искусство подводного плавания принципиально не связаны между собой. Совсем необязательно, что под водой пловец с громадными легкими будет лучше себя чувствовать, чем товарищ с легкими малого объема. Скорее наоборот, последний "высосет" воздух из акваланга за более продолжительный период времени и соответственно сможет дольше наслаждаться красотами подводного мира.
Внутреннюю поверхность груди ограничивает плевра — мембрана, идентичная таковой на поверхности легких. Между двумя плеврами создается плевральная полость — пространство, заполненное плевральной жидкостью, предотвращающей трение легких о грудную клетку во время мышечных дыхательных сокращений. Если одна из мембран прорывается, воздух заполняет межплевральное пространство, и легкие спадаются, что грозит смертельным исходом.
Расширяются легкие на вдохе за счет движений грудных межреберных мышц и сокращения диафрагмы — мышечной перегородки, отделяющей грудную полость от брюшной. У мужчин и женщин соотношение участия разных мышц в процессе дыхания несколько отличается: у мужчин роль диафрагмы значительно выше, чем у женщин. Приглядитесь к окружающим, и вы легко отличите красивое "грудное" дыхание женщин от "брюшного" дыхания мужчин. Именно диафрагма подвергается давлению со стороны желудка, набитого пищей. После обильной трапезы раздутый желудок прогибает диафрагму в грудную полость и затрудняет ее дыхательные движения. В этой ситуации легкие расширяются преимущественно в переднезаднем и боковом направлениях. Диафрагма, сокращаясь, в свою очередь давит на полный желудок и "выталкивает" пищу в верхний пищеварительный тракт.
Человек использует лишь 10% объема легких в процессе обычного дыхания. При особенно глубоком вдохе он может вдохнуть еще примерно 1600 см3 воздуха (добавочный объем) и столько же с силой выдохнуть (резервный объем). Сумма всех трех объемов составляет жизненную емкость легких. Кроме того, даже при самом сильном выдохе, в легких остается около 1500 см3 остаточного воздуха, который предохраняет их от опадания.
Парциальные давления углекислого газа и кислорода в крови поддерживаются в строгих пределах. Рецепторы СО2, фиксирующие малейшие изменения его концентрации, находятся в дыхательном центре мозга. В спокойном состоянии человек совершает 16—18 дыхательных циклов в минуту. Регуляция дыхания происходит рефлекторно, но человек способен также контролировать его за счет ограничения движений грудных мускулов. Постоянная тренировка дыхательной и контролирующей систем лежит в основе искусства ныряния с задержкой дыхания — апное.
Сердечно-сосудистая система
Этап внешнего дыхания заканчивается тем, что кислород в составе атмосферного воздуха переходит из альвеол в капилляры, опутывающие их густой сетью. Капилляры соединяются в легочные вены, которые несут кровь, насыщенную кислородом, в сердце, а точнее, в левое его предсердие. Из правого и левого предсердий кровь через клапаны поступает в желудочки, которые, сокращаясь, выталкивают кровь через полулунные клапаны в выносящие сосуды. Левый желудочек выталкивает кровь в аорту — она разветвляется на артерии, снабжающие кровью все системы органов и тканей. Кровь содержит кислород и питательные вещества, связывающиеся в клетках с образованием углекислого газа и выделением энергии. В тканях происходит газообмен CO2 и O2 между клетками и кровью, т.е. процесс клеточного дыхания. Насыщенная "выхлопными газами" кровь собирается в вены и поступает в правое предсердие сердца, и большой круг кровообращения замыкается. Малый круг начинается в правом желудочке, откуда легочная артерия несет кровь на "зарядку" кислородом в легкие, разветвляясь и опутывая альвеолы капиллярной сетью.
Человеческий эмбрион, будучи в утробе матери, получает необходимые питательные вещества и кислород через плаценту. Его легкие не функционируют, и кровь циркулирует по одному кругу, попадая из правого предсердия в левое через односторонний клапан в межпредсердной перегородке — patent foramen ovale (PFO). С первым криком у новорожденного открываются легкие, а кровь "устремляется" в новое русло по малому кругу кровообращения. Клапан закрывается, и у большинства людей с возрастом зарастает, но у 15% человечества остается, увы, в закрытом, но не заросшем состоянии. Поскольку давление в левом — артериальном — предсердии обычно выше, чем в правом, венозном, PFO обычно ничем себя не проявляет. Однако для аквалангистов приоткрытый PFO грозит серьезными осложнениями в случае декомпрессионной болезни (см. главу 3.4).
Давление крови в сосудах зависит от стадии работы сердца: максимальное, или верхнее, возникает при сокращении, т.е. когда левый желудочек с силой выталкивает порцию крови в аорту; нижнее наблюдается во время диастолы, т.е. в перерыве между сокращениями. Нормальным кровяным давлением принято считать соотношение верхнего и нижнего давлений в плечевой артерии, равное 120/80 мм рт. ст. Обратному току крови из желудочков в предсердия и из артерий в желудочки препятствуют клапаны, работу которых можно слышать как тоны сердца. При поражении клапанов появляются лишние шумы, вызванные прохождением крови через суженные отверстия.
Сердце, как и любой другой мускульный орган, обладает собственной сосудистой системой из коронарных артерий. Их повреждение или заболевание вызывает инфаркт миокарда и ставит под угрозу сердечную деятельность.
Сердце — своего рода двигатель организма. Частота и сила сокращений, рефлекторная в спокойном состоянии, регулируется центральной нервной системой и гормонами. Когда нам страшно или мы чувствуем прилив дикой страсти, надпочечные железы вырабатывают гормон адреналин, стимулирующий сердечную деятельность. Тогда мы ощущаем громкие и частые биения сердца. Чтобы поддерживать сердце в наилучшем состоянии, лучше воздержаться от нагрузок на сердце перед погружением: от кофе, алкоголя и, по возможности, от тяжелых физических упражнений и любовных переживаний...
Организм регулирует и контролирует кровоснабжение разных органов и частей тела в зависимости от конкретного состояния. Наверное, все знакомы с временным отупением после обильной трапезы, связанным с оттоком крови от головы к желудку, или с увеличением и набуханием определенных мускулов в результате тяжелых физических упражнений. Нарушение контроля и регуляции кровообращения под водой может привести к возникновению разнообразных заболеваний, которые подробно рассмотрены в соответствующих главах третьей части.
Часть 2. ПОДВОДНОЕ СНАРЯЖЕНИЕ
Введение
Любая деятельность человека, не связанная с использованием какой-либо техники, приборов или снаряжения, заставляет надеяться только на себя, дружескую помощь и везение. Таково, например, обычное плавание. Как только человек начинает использовать технику — автомобиль или акваланг, его возможности приумножаются многократно, но возрастает и зависимость от этой техники, пропорционально сложности последней. Ныряльщик в первом комплекте (маска, трубка, ласты) попадает в неприятное положение, если он потерял под водой что-нибудь из своего снаряжения, но в гораздо более сложном положении окажется аквалангист, если под водой прекратится подача воздуха. Подобное может случиться на глубине, невозможной для всплытия на одном дыхании, громоздкий акваланг уменьшает подвижность и увеличивает сопротивление воды, не говоря о том, что чрезвычайная ситуация может произойти в пещере или подо льдом. Эти несложные умозаключения заставляют нас — подводников — с величайшим вниманием относиться к используемой технике. Современное снаряжение ориентировано на комфорт и безопасность аквалангиста, все элементы и узлы продуманы до мелочей и часто дублированы. Мы должны соблюдать простые правила и не нарушать рекомендации по использованию снаряжения. В настоящей главе мы рассмотрим стандартный набор снаряжения подводника-любителя, его разнообразие и основные правила эксплуатации.
Если Вы только начинаете заниматься подводным плаванием, то обязательно пользуйтесь помощью квалифицированных специалистов, приобретая индивидуальное снаряжение, а лучше всего — обратитесь за советом к своему инструктору.
Глава 2.1. Комплект №1
Комплектом №1 принято называть набор снаряжения, который наиболее часто используется для подводного плавания без акваланга и включает маску, трубку и ласты.
Маски
Почти все мы пробовали открывать глаза под водой. Как уже сказано выше, разница коэффициентов преломления воды и воздуха не корректируется глазами, и картина подводного мира состоит из размытых пятен, не имеющих четких границ. Для полноценного зрения под водой достаточно наличия воздушной прослойки перед глазами. Самое простое приспособление для этого — плавательные очки. Однако нырять в них на глубину более 1 — 2 м не следует: давление под очками при этом становится заметно меньше давления окружающей среды и тканей нашего тела, очки начинают работать как присоски. Результат — сеточка кровоизлияний в глазах и вокруг них, а на больших глубинах возможны более серьезные неприятности (подробнее — в главе 3.3). Поэтому для подводного плавания необходимо использование маски, позволяющей за счет выдоха носом выравнивать давление в подмасочном пространстве с давлением окружающей среды. Напоминаем, что, согласно международным кодексам всех подводных федераций, пребывание в воде с аквалангом без маски считается сигналом бедствия.
По общепринятому мнению маска — предмет номер один в индивидуальном снаряжении подводника. Для выбора маски необходимо располагать знаниями о разнообразии существующих конструкций и их особенностях. Любая маска состоит из мягкого корпуса, жесткого ободка, в который вставлены один или несколько иллюминаторов (линз), и крепежного ремешка.
Материалы
Большинство современных масок имеют силиконовый корпус. Однако маски с резиновым корпусом остаются в эксплуатации и продолжают выпускаться. Силикон мягче и эластичнее резины, хотя уступает ей в прочности, он в меньшей степени подвержен разрушительному действию солнечных лучей и более долговечен. Силикон может быть прозрачным, матовым, или черным. Выбор здесь является делом вкуса. Сквозь прозрачный силикон различаются очертания предметов, что отчасти увеличивает поле зрения. Боковые лучи, проходящие через корпус из прозрачного силикона, осветляют общую картину мира, но могут создавать легкие блики на смотровом иллюминаторе. Черный силикон исключает возникновение бликов на стекле, что важно при подводной фото- и видеосъемки.
Ободок может быть сделан из ударопрочного пластика или металла. Для изготовления линз используются различные материалы. Иллюминатор маски должен быть прочным, а разбившись, не образовывать кусков с острыми гранями. Иллюминатор подводной маски в сравнении с линзами "сухопутных" очков в значительно большей степени подвержен действию различных неблагоприятных факторов. Сюда относится как абразивное воздействие песка и взвеси, так и химическое воздействие морской воды. Необходимым требованиям отвечают некоторые пластики и закаленное стекло. Первые— весьма дорогостоящие — в основном применяются для изготовления профессиональных масок. Подавляющее большинство масок, используемых подводниками-любителями, имеют линзы из закаленного стекла. В любом случае, на иллюминаторе обязательно должна быть маркировка "TEMPERED" или "SAFETY". Ремешок маски может быть сделан как из резины, так и из силикона. Последний вариант предпочтительнее ввиду уже описанных выше свойств силикона.
Объем подмасочного пространства
Подмасочным называется пространство, ограниченное маской с одной стороны и лицом подводника — с другой. Если подмасочный объем заполнен воздухом — а именно это и предполагается конструкцией — то маска имеет некоторую положительную плавучесть, сила которой направлена вверх. Эта сила ощутима (при вертикальном положении головы) для масок с большим подмасочным объемом (300 — 400 мл) и малозаметна для масок с малым объемом (около 200 мл).
Угол обзора
Чем шире поле зрения — тем лучше. Характеризуя маску, необходимо оценивать угол обзора по вертикали и по горизонтали. Чем больше стекло и чем ближе оно к глазам — тем шире поле зрения. Угол обзора неразрывно связан с конструкцией и размером маски (см. ниже).
Гидродинамическое сопротивление
Гидродинамическое сопротивление зависит от размеров и формы маски. Чем меньше эта величина — тем удобнее маска.
Общая форма
Всем хорошо знакомы маски традиционной овальной формы. Нижняя часть их корпуса имеет два углубления, позволяющие зажать нос для продувания ушей. При нырянии в первом комплекте достаточно зажать нос пальцами одной руки. Если же у вас во рту находится загубник легочного автомата, размеры последнего не позволят подступиться к носу одной рукой и для продувания ушей необходимо использовать указательные или большие пальцы обеих рук. Несколько поколений подводников погружались именно в таких масках. Однако, в последнее время они практически полностью вытеснены масками с отдельно выполненным выступом для носа (фото 2.11). Такая конструкция обеспечивает возможность продуваться одной рукой в любой ситуации. К очевидным преимуществам относится также уменьшение подмасочного объема, увеличение угла зрения за счет приближения стекла к глазам подводника и уменьшение гидродинамического сопротивления.
Маски с одной и двумя линзами
Минимальное расстояние от смотрового стекла до глаз подводника в традиционной овальной маске определяется размером носа. В маске с отдельным выступом для носа естественным ограничителем становится переносица. Дальнейшее приближение смотрового стекла к глазам возможно при разделении его на две линзы. Угол зрения при этом увеличивается на несколько градусов; тем не менее, многие подводники предпочитают однолинзовые маски без вертикальной перегородки посередине.
Возможность компенсации зрения
До недавнего времени подводники в нашей стране были вынуждены проявлять чудеса сообразительности для коррекции зрения под водой. Самый простой на первый взгляд способ — использование контактных линз — имеет серьезные недостатки: помимо того, что для сколько-нибудь глубоких погружений необходимы специальные линзы с микроотверстиями, допускающими выход пузырьков воздуха из-под линз, контактные линзы любой конструкции легко слетают с глаза при попадании воды под маску. Подводники со стажем помнят и другой прием: очки среднего размера со снятыми дужками легко помещаются под стекло стандартной отечественной маски овальной формы и встают в распор резинового корпуса. Потратив немного большее время, можно приклеить линзы очков к внутренней поверхности стекла маски. Если клей прозрачен, а линзы подобраны и ориентированы правильно, то такая маска будет достаточно удобна. Наиболее разумное решение проблемы коррекции зрения под водой — специальные двулинзовые маски с заменяемыми линзами. Диоптрические стекла подбираются отдельно для правого и левого глаза. Так, например, для маски "Look" фирмы Technisub (фото 2.21) выпускаются линзы с диоптриями от -1 до -10 и от + 1,5 до +3,5 с шагом 0,5 диоптрии. На заводе-изготовителе все маски комплектуются обычными стеклами, которые в течение нескольких минут можно заменить на диоптрические, подобранные по вашим глазам.
Антизапотевающие стекла
Для масок со сменными стеклами выпускаются линзы с антизапотевающим покрытием. Нанесенный с внутренней стороны стекла слой материала препятствует выпадению отдельных капель влаги — она образует равномерный слой, не влияющий на четкость изображения.
Боковые и нижние стекла
Наличие дополнительных боковых стекол увеличивает поле зрения. Под водой происходит смещение изображения в боковых окнах маски за счет преломления лучей света. Это, с одной стороны, дополнительно увеличивает поле зрения, с другой стороны, расширяет "мертвые зоны", образованные вертикальными стойками. Тем же эффектом обладают нижние стекла в шестистекольных масках. Маски с дополнительными линзами имеют больший подмасочный объем, нежели одно- или двулинзовые маски.
Маски с клапанами
Клапан, встроенный в нижнюю часть маски, позволяет продувать ее от воды без помощи рук: достаточно сделать выдох носом под маску. Единственное необходимое условие — чтобы клапан располагался в нижней части маски — выполняется при обычном положении головы (вертикальном или наклоненном вперед).
Крепежный ремень должен обеспечивать надежное крепление маски и иметь удобный регулировочный механизм. Ремни большинства современных масок имеют расширение с одним — тремя окнами в затылочной части для лучшего облегания головы. Регулировка ремешка может выполняться за счет обычных передвижных пряжек, но гораздо удобнее механизм быстрой регулировки, позволяющий подтянуть или ослабить ремень, не снимая маски. Поворотные пряжки позволяют подобрать оптимальный угол крепежного ремня.