Фридайвинг с точки зрения науки

Одно расхожее выражение говорит, что все мы вышли из воды, и на поверку оказывается, что так оно, пожалуй, и есть. В 2011 году чемпионка ЮАР по фридайвингу Ханли Принслу решила установить новый мировой рекорд среди женщин на самое длительное погружение под воду с задержкой дыхания. Выбрав в качестве локации ставшую для многих дайверов последним пристанищем Голубую дыру в Красном море, она достигла отметки 65 метров, задержав дыхание на четыре минуты.

Если до 1960-х годов ученые считали, что исход в таких условиях может быть только летальным, то сегодня эмпирики, подобные Принслу, ставят перед ними вопрос, к каким рычагам, спрятанным от нас эволюцией, мы не утратили доступ окончательно, и как описать научным языком тот чувственный опыт, что захлестывает испытателей в минуты этого плавного и опасного падения на дно. «Невероятно» — это только слово, за которым скрываются тонкие механизмы физиологии.

Давайте узнаем подробности …

Пионеры.

Фридайвинг начался с одной азартной авантюры. В 1949 году итальянский пилот болгарского происхождения Раймондо Буше заключил пари на 50 тысяч лир с ныряльщиком Эннио Фалько. Предметом спора стало то, что Буше безо всякого специального снаряжения уйдет под воду на 30 метров. Дело происходило близ острова Капри. Фалько облачился в акваланг и, будучи исполненным скептицизма, занял позицию на установленной глубине. Вскоре ему пришлось расстаться со своими деньгами — Буше (к слову сказать, имевший опыт подводной охоты с гарпуном) свое слово сдержал. И 30 метров оказались впоследствии не пределом.

Узнав об этом, ученые оцепенели – ведь такие парадоксы ставят под удар непогрешимость их любимых законов. Законов, на которых, на минуточку, держится мир! В этот раз под удар встал закон, открытый в 1662 году Робертом Бойлем. Вспоминаем классику школьной программы: «При постоянных температуре и массе газа произведение давления газа на его объем постоянно». Теперь адаптируем его к нашим фридайверам: с каждым метром погружения давление воды на легкие возрастает, и логично предположить, что они сжимаются в объеме, заставляя запасенный в них воздух выходить прочь. Из закона Бойля можно также получить глубину, на которой легкие, по идее, должны начать разрываться – те самые 30 метров.

Сразу скажем: закон Бойля все еще работает, мир в безопасности, мы будем жить. Но у эволюции оказались законы похитрее – она заложила в нас несколько механизмов подводного выживания. Один из таких в 1962 году обнаружил шведский ученый Пер Сколандер, физиолог Института океанографии города Сан-Диего. Он поместил нескольких испытуемых в емкости с водой и фиксировал скорость их сердцебиения. К его удивлению, сердца замедлили темп. На этом он не успокоился: он велел своим подопытным нырнуть и начать делать упражнения, которые точно бы ускорили сердечный ритм на поверхности земли; безрезультатно.

В поиске ответа Сколандер обратился к братьям нашим меньшим – уткам, тюленям, морским свинкам, пингвинам и бобрам. В их физиологии он обнаружил то, что назвал «рефлексом ныряльщика». При погружении в воду у всех этих животных наступает состояние, похожее на гибернацию: процессы жизнедеятельности замедляются, частота сердцебиения снижается, периферийная система кровообращения закрывается, и это вынуждает кровь – а вместе с ней и кислород – поступать обратно в жизненно важные органы, в том числе легкие.

Сколандер обнаружил, что с людьми подобный фокус с оттоком крови назад в органы не проходит, но у них существует другой механизм выживания — вазоконстрикция, или сужение сосудов. В условиях дефицита кислорода мышцы прибегают к анаэробному методу и вырабатывают лактат. Это и есть наша дополнительная энергия. Правда, процесс имеет свой побочный эффект в виде посиневших конечностей.

Одно время считалось, что без этого органа можно и обойтись. Но тогда и о всяком фридайвинге можно забыть. Исследования показали, что селезенка служит контейнером для запасной крови, и когда дефолтного количества в организме становится недостаточно, его компенсирует как раз кровь, сбереженная в селезенке, кислород в которой позволяет продлить время задержки дыхания на 30 секунд. Взгляните на объем этого органа у глубоководных млекопитающих и увидите, что он больше нормального.

Разницу между максимальным и минимальным уровнем кислорода в крови задает метаболизм, который поддается регуляции, если мы сократим расходы энергии на ряд операций. Скажем, мы можем заставить себя меньше двигаться и меньше думать, что сбережет драгоценный кислород.

В 2000 году к пульмонологу Ральфу Поткину обратилась группа канадских фридайверов. Они сказали специалисту, что владеют уникальной техникой расширения легких. Происходило это следующим образом: фридайверы совершали серию глубоких вдохов, стараясь по максимуму заполнить легкие кислородом, а премиальный объем набирался за счет глотания. Фактически воздух как бы заталкивался в легкие. Эта техника носит название «глоссофарингеальное вдувание» или «набивка легких», и прежде всего она практикуется с целью возвращения легким их нормального объема, но никак не его увеличения. Она дает свои плоды – легкие способны к сохранению дополнительного литра воздуха. Уличный маг Дэвид Блейн о ней тоже знает – без нее своих рекордов он бы просто не поставил.

Ханли Принслу прошла достойную подготовку, проведя месяц в занятиях медитацией и виньяса-йогой в гималайском ашраме. Испытанные там ощущения застали ее где-то спустя пять минут после начала погружения: медитативное состояние, где царит абсолютная безмятежность и полная свобода от мыслей. Одним из первых, кто стал объединять медитацию и спорт, был Жак Майоль. В итоге это позволило ему еще в 1976 году уйти на глубину 100 метров. Если на этом месте вы решили спросить, что же такого особенного в рекорде Принслу по сравнению с рекордом Майоля, то учтите, что легкие у женщин гораздо меньше, чем у мужчин.

Никакая проверка своего организма на прочность не проходит бесследно. Как возможный сценарий, у фридайверов может наблюдаться кашель с кровью или гемморагический отек легких, что может закончиться весьма плачевно, как в случае Николаса Меволи, потерявшего сознание и не вернувшегося в него спустя 30 секунд после подъема с 72- метровой глубины.

23 января 1960 года батискаф «Триест» с экипажем из двух человек — лейтенантом ВМС США Доном Уолшем и швейцарским ученым Жаком Пикаром — достиг дна Марианской впадины. Глубина погружения составила 35 800 футов, или 10 918 м. Этот рекорд вряд ли будет побит в обозримом будущем — бóльшие глубины на нашей планете пока не обнаружены. Однако во многом этот рекорд — заслуга разработчиков (одним из которых был Жак Пикар) и строителей подводного аппарата, а не только экипажа. То ли дело технодайверы — только человек, море… а также пара десятков баллонов с различными газовыми смесями для дыхания на различных глубинах и план погружения, рассчитанный с точностью до секунд. Каждое, даже рядовое погружение на глубины свыше 100 м — это многочасовой марафон с переключениями между баллонами и длительной декомпрессией. Официальным рекордом на сегодняшний день считается достижение южноафриканца Нуно Гомеса, занесенное в Книгу рекордов Гиннесcа, — 318,25 м (2005). Есть и неофициальный рекорд, поставленный чуть позже французским технодайвером Паскалем Бернабе, — 330 м (2005).

На таком фоне достижения фридайверов могут показаться значительно более скромными. Однако это только внешнее впечатление, и отношение к этим рекордам существенно меняется, когда вспоминаешь, что фридайверы погружаются исключительно на задержке дыхания, не используя ни баллонов, ни дыхательных аппаратов. И при этом мировой рекорд в самой глубоководной категории (No Limit) составляет 214 м для мужчин (австриец Герберт Ницш, 2007) и 160 м для женщин (американка Таня Стритер, 2002). Российская спортсменка Наталья Молчанова, 22-кратная чемпионка мира по фридайвингу и обладательница действующих мировых рекордов в четырех официальных номинациях (всего их восемь) Ассоциации международного развития фридайвинга (AIDA), рассказала «Популярной механике», как обычные люди становятся ихтиандрами.

«30-метровую глубину может покорить любой здоровый человек в хорошей физической форме после примерно недели интенсивного обучения на море, — говорит Наталья. — На покорение 40 м уйдет год регулярных тренировок, на 50 м — два года, на 70 м — три. А вот глубины свыше 80 м — удел людей, у которых есть природная предрасположенность и хорошая мотивация». С физиологической точки зрения фридайвинг — типичный пример приспособительной реакции организма. В ответ на задержку дыхания и недостаток кислорода происходит снижение частоты сердечных сокращений (брадикардия) на 40−70% (у опытных ныряльщиков пульс снижается до 20 ударов в минуту). Происходит отток крови из периферийной цепи к центральной для снабжения кислородом лишь самых необходимых органов (сердца, мозга и отдельных мышц). В крови увеличивается число эритроцитов, транспортирующих кислород. Легочная ткань всасывает плазму крови, набухает и становится практически несжимаемой, предохраняя от разрушения грудную клетку.

Природные данные, такие как жизненная емкость легких или хорошая спортивная форма, конечно, важны для фридайверов. Однако психологическая подготовка играет гораздо бóльшую роль. «Умение расслабляться и отвлекаться от всего постороннего — неотъемлемая составная часть фридайвинга, — считает Наталья Молчанова. — В отличие от погружений с аквалангом, когда мы ориентированы на внешний мир, фридайвинг — это погружение в себя, он ориентирован на мир внутренний. Это как раз и дает возможность полного самоконтроля, что позволяет избежать опасностей». Главная из таких опасностей — потеря сознания, или блэкаут, по причине неправильной оценки собственных сил и падения парциального давления кислорода при всплытии. Еще одна опасность, хорошо знакомая обычным дайверам, — это декомпрессионная болезнь. Хотя фридайверы ныряют на задержке дыхания, при погружениях на большие (свыше 80 м) глубины возрастает насыщение тканей азотом (это также характерно для не слишком глубоких, но многократных погружений). Поэтому сейчас после рекордных погружений фридайверы обязательно проходят декомпрессию — выполнив все требования протокола, они вновь погружаются на небольшую глубину (несколько метров), где дышат чистым кислородом, чтобы «вымыть» накопившийся азот.

Есть ли предел возможностям человеческого организма? «В свое время фридайверам отмеряли максимум в 50 м, потом 100 м, но сейчас уже пройдена 200-метровая отметка, — отмечает Наталья. — Приспособительные возможности человека все еще не изучены. Важнее всего то, что у фридайверов меняется не только тело, но и мировоззрение: когда мы не дышим, а потом начинаем дышать, мы начинаем острее чувствовать ценность жизни как процесса — независимо от нашего социального или имущественного положения».

https://masterok.livejournal.c...