Nawigacja

Facebook

Losowa Fotka

Aktualnie online

· GoÂci online: 1

· U┐ytkownikˇw online: 0

· ú▒cznie u┐ytkownikˇw: 16
· Najnowszy u┐ytkownik: maro

Odruch nurkowy

Odruch nurkowy

Ka┼╝dy, kto cho─ç troch─Ö interesuje si─Ö freedivingiem s┼éysza┼é o tym poj─Öciu. Z pewno┼Ťci─ů zna je r├│wnie┼╝ wielu nurk├│w sprz─Ötowych. Odruch nurkowy lub nurkowy odruch ssak├│w, z angielska dive response lub mammalian diving reflex odnosz─ů si─Ö do zespo┼éu reakcji organizmu na bezdech i nurkowanie z zatrzymanym oddechem. Zamkni─Öcie dr├│g oddechowych jest r├│wnoznaczne z pozbawieniem p┼éuc mo┼╝liwo┼Ťci wymiany gazowej z otoczeniem, a wi─Öc skazaniem organizmu na tylko ten zapas tlenu, jaki ma on zgromadzony w p┼éucach, krwi (g┼é├│wnie w postaci zwi─ůzanej z hemoglobin─ů) oraz w skromnych ilo┼Ťciach w mioglobinie mi─Ö┼Ťni i w innych tkankach. W tej sytuacji cia┼éo podejmuje zesp├│┼é dzia┼éa┼ä, kt├│rych celem jest zaoszcz─Ödzenie tej niewielkiej ilo┼Ťci tlenu dla najwa┼╝niejszych z punktu widzenia prze┼╝ycia organ├│w tj. serca i m├│zgu lub m├│wi─ůc szerzej centralnego uk┼éadu nerwowego. Wyj─ůtkowo wra┼╝liwy na niedotlenienie jest zw┼éaszcza m├│zg, kt├│rego kom├│rki w odr├│┼╝nieniu od innych kom├│rek naszego cia┼éa, nie s─ů w stanie funkcjonowa─ç beztlenowo. Dlatego pozostawienie m├│zgu bez dop┼éywu tlenu powoduje najpierw (w┼éa┼Ťciwie natychmiast) utrat─Ö przytomno┼Ťci, a p├│┼║niej (po zaledwie czterech, pi─Öciu minutach) jego stopniowe obumieranie i degeneracj─Ö funkcji centralnego uk┼éadu nerwowego. W pierwszej kolejno┼Ťci upo┼Ťledzeniu ulegaj─ů wy┼╝sze czynno┼Ťci nerwowe, a w dalszej r├│wnie┼╝ funkcje wegetatywne.

Narz─Ödziem jakim pos┼éuguje si─Ö organizm, by zapobiec tym fatalnym konsekwencjom, do kt├│rych mo┼╝e prowadzi─ç przed┼éu┼╝aj─ůce si─Ö pozostawanie w bezdechu, jest w┼éa┼Ťnie odruch nurkowy. W literaturze przyj─Ö┼éo si─Ö ogranicza─ç go do trzech reakcji:
- bradykardii tj. zwolnienia rytmu serca
- obwodowej wazokonstrykcji czyli obkurczenia obwodowych naczy┼ä krwiono┼Ťnych
- efektu ┼Ťledzionowego tj. wystrzeliwaniu czerwonych krwinek ze ┼Ťledziony do krwioobiegu

W moim przekonaniu nale┼╝y jednak rozszerzy─ç rozumienie odruchu nurkowego o dwa dodatkowe zjawiska:
- wazodylatacj─Ö (rozszerzenie) m├│zgowych naczy┼ä krwiono┼Ťnych
- efekt Bohr’a

Warto wspomnie─ç, ┼╝e niekt├│rzy dodatkowo zaliczaj─ů do odruchu nurkowego:
- tzw. centralizacj─Ö kr─ů┼╝enia (z angielska blood shift).
Polega ona na przepompowaniu du┼╝ych ilo┼Ťci krwi do naczy┼ä krwiono┼Ťnych ma┼éego (tj. p┼éucnego) kr─ů┼╝enia, co ma miejsce przy nurkowaniach g┼é─Öbokich i zapobiega zgnieceniu klatki piersiowej, „opr├│┼╝nionej” po skompresowaniu znajduj─ůcego si─Ö w p┼éucach powietrza. Jest to jednak efekt, kt├│rego charakter jest odmienny od pozosta┼éych wy┼╝ej wymienionych, bo nie zwi─ůzany z oszcz─Ödzaniem tlenu, dlatego nie b─Ödziemy si─Ö nim tutaj szerzej zajmowa─ç. Temat ten zas┼éuguje na oddzielny artyku┼é.

Spr├│bujmy krok, po kroku wyja┼Ťni─ç dzia┼éanie i znaczenie poszczeg├│lnych element├│w odruchu nurkowego.

Bradykardia

To naj┼éatwiej zauwa┼╝alna sk┼éadowa odruchu. Aby j─ů zaobserwowa─ç i zmierzy─ç wystarczy zwyk┼éy zegarek ze stoperem i z tego powodu cz─Östo u┼╝ywana jest jako swego rodzaju wska┼║nik pojawienia si─Ö odruchu nurkowego oraz miernik si┼éy z jak─ů si─Ö on manifestuje. Serce jako mi─Ösie┼ä zawsze pracuj─ůcy (r├│wnie┼╝ gdy pozostajemy w spoczynku) nieustannie konsumuje tlen. Zwolnienie jego akcji przynosi wi─Öc oczywiste oszcz─Ödno┼Ťci, bo im wolniej serce bije, tym mniej tlenu zu┼╝ywa. Mimo zwolnienia t─Ötna, nie ro┼Ťnie bowiem si┼éa skurczy mi─Ö┼Ťnia sercowego, kt├│ra wyra┼╝a si─Ö w tzw. obj─Öto┼Ťci wyrzutowej tj. ilo┼Ťci krwi jaka wyrzucana jest z ka┼╝dej komory w jednym skurczu. W trakcie bezdechu pozostaje ona na niezmienionym poziomie. W zwi─ůzku z tym obj─Öto┼Ť─ç minutowa czyli ilo┼Ť─ç krwi jaka przepompowywana jest przez serce (a wi─Öc i przechodz─ůca przez ca┼éy uk┼éad kr─ů┼╝enia) w jednej minucie ulega obni┼╝eniu proporcjonalnie do stopnia zwolnienia t─Ötna.

Obwodowa wazokonstrykcja

Polega na obkurczeniu tj. zmniejszeniu ┼Ťwiat┼éa obwodowych naczy┼ä krwiono┼Ťnych, kt├│re dostarczaj─ů krew do peryferii takich jak sk├│ra, palce, stopy, a w dalszej kolejno┼Ťci r├│wnie┼╝ ca┼ée ko┼äczyny. Ilo┼Ť─ç krwi docieraj─ůca do tych organ├│w w jednostce czasu ulega zmniejszeniu, a wi─Öc ograniczeniu ulega te┼╝ ilo┼Ť─ç dostarczanego tam tlenu. Dlatego te, nieistotne dla prze┼╝ycia organy, konsumuj─ů go mniej i dlatego zostaje on zaoszcz─Ödzony dla serca i m├│zgu. Uwa┼╝a si─Ö, ┼╝e w stanach maksymalnej wazokonstrykcji, kt├│re wyst─Öpuj─ů w p├│┼║nych fazach bezdechu zw┼éaszcza w nurkowaniach na du┼╝e g┼é─Öboko┼Ťci, ko┼äczyny zaopatrywane s─ů w krew i tlen w minimalnym stopniu i w zwi─ůzku z tym pracuj─ů praktycznie wy┼é─ůcznie w oparciu o procesy beztlenowe.


Odruch ┼Ťledzionowy

┼Üledziona jest (miedzy innymi) rezerwuarem erytrocyt├│w (czerwonych krwinek), kt├│re z kolei zawieraj─ů hemoglobin─Ö – czerwony barwnik krwi transportuj─ůcy tlen. W trakcie bezdechu ┼Ťledziona kurczy si─Ö wstrzykuj─ůc zgromadzone w niej erytrocyty do krwioobiegu. Powi─Öksza to pojemno┼Ť─ç tlenow─ů krwi (co oczywi┼Ťcie wyd┼éu┼╝a czas mo┼╝liwy do pozostawania w bezdechu) i jej zdolno┼Ť─ç do tzw. buforowania. Nie wchodz─ůc w nudne i skomplikowane szczeg├│┼éy mo┼╝na powiedzie─ç, ┼╝e buforowanie ┼éagodzi skutki retencji dwutlenku w─Ögla. Dla wstrzymuj─ůcego oddech freedivera oznacza to zmniejszenie dyskomfortu, kt├│ry zawsze pojawia si─Ö, a nast─Öpnie stopniowo narasta w miar─Ö trwania bezdechu.
Nurkuj─ůce ssaki maj─ů ┼Ťledzion─Ö ca┼ékiem sporych rozmiar├│w, na przyk┼éad foka Weddella jest w stanie zgromadzi─ç w niej ponad 20 litr├│w krwi. Ludzka jest stosunkowo niewielka (wa┼╝y ok. 150 – 200 g i mie┼Ťci tylko ok. 50 ml krwi), jednak mimo to wydaje si─Ö, ┼╝e efekt ┼Ťledzionowy i u nas ma pewne znaczenie. Eksperymenty pokazuj─ů, ┼╝e czas na jaki ludzie s─ů w stanie zatrzyma─ç oddech na og├│┼é ro┼Ťnie w kolejnych, nast─Öpuj─ůcych po sobie pr├│bach. T┼éumaczymy to tym, ┼╝e z ka┼╝dym kolejnym bezdechem ┼Ťledziona kurczy si─Ö coraz bardziej i uwalnia kolejne porcje czerwonych krwinek (cho─ç w pewnych do┼Ťwiadczeniach istotna redukcja rozmiar├│w ┼Ťledziony mia┼éa miejsce tylko po pierwszej pr├│bie). Potwierdza to przypuszczenie fakt, ┼╝e u os├│b po splenektomii (chirurgiczne usuni─Öcie ┼Ťledziony) efekt wyd┼éu┼╝ania kolejnych bezdech├│w nie wyst─Öpuje.

Watro zrobi─ç tu dygresj─Ö dotycz─ůc─ů bardzo zaawansowanych freediver├│w, kt├│rzy od wielu lat regularnie uprawiaj─ů nurkowanie (oczywi┼Ťcie bez butli). Niekt├│rzy z nich wskutek systematycznego treningu zdaj─ů si─Ö uzyskiwa─ç pe┼ény skurcz ┼Ťledziony ju┼╝ w pierwszej pr├│bie, w kt├│rej osi─ůgaj─ů swoje maksymalne czasy pozostawania w bezdechu.

Wazodylatacja naczyń mózgowych

W odr├│┼╝nieniu od obwodowych, ┼Ťwiat┼éo naczy┼ä krwiono┼Ťnych, kt├│re doprowadzaj─ů krew do m├│zgu, w trakcie trwania bezdechu ulega poszerzeniu, co nazywamy wazodylatacj─ů. Dzi─Öki temu do m├│zgu dociera wi─Öcej krwi, a wi─Öc i wi─Öcej tlenu. W zwi─ůzku z tym nawet gdy bezdech trwa na tyle d┼éugo, ┼╝e krew t─Ötnicza przestaje by─ç w pe┼éni nasycona tlenem, to i tak m├│zg otrzymuje wystarczaj─ůc─ů jego ilo┼Ť─ç (oczywi┼Ťcie tylko przez pewien ograniczony czas).

Efekt Bohr’a

Efekt odkryty w 1903, a opisany w 1904 r. przez du┼äskiego fizjologa Christiana Bohra, ojca s┼éynnego noblisty, fizyka Nielsa Bohra. Polega na tym, ┼╝e wysoki poziom jon├│w wodorowych (zwi─ůzany z wysokim st─Ö┼╝eniem CO2) obni┼╝a powinowactwo tlenowe hemoglobiny czyli jej zdolno┼Ť─ç do wi─ůzania tlenu. Dzi─Öki temu w tkankach intensywnie pracuj─ůcych (kt├│re zu┼╝ywaj─ů du┼╝o tlenu i produkuj─ů du┼╝e ilo┼Ťci CO2) krew ┼éatwiej pozbywa si─Ö tlenu ni┼╝ w tkankach pozostaj─ůcych w spoczynku. W konsekwencji dystrybucja tlenu w organizmie jest bardziej efektywna, bo mi─Ö┼Ťnie pracuj─ůce otrzymuj─ů go wi─Öcej i ┼éatwiej, a pozostaj─ůce w spoczynku, mniej. W przypadku wstrzymywania oddechu, kt├│remu nieuchronnie towarzyszy wzrost st─Ö┼╝enia CO2, efekt Bohr’a sprawia, ┼╝e krew oddaje do tkanek wi─Öksze ilo┼Ťci tlenu. Podobnie jak wazodylatacja efekt ten przyczynia si─Ö do lepszego zaopatrywania m├│zgu w tlen w ko┼äcowych fazach bezdechu, gdy koncentracja dwutlenku w─Ögla osi─ůga wysokie warto┼Ťci, a pH krwi spada. Gdyby nie efekt Bohr’a tlen pozosta┼éby we krwi zamiast zasili─ç potrzebuj─ůce go tkanki.

Podsumowuj─ůc nale┼╝y powiedzie─ç, ┼╝e odruch nurkowy wywo┼éuje dwa g┼é├│wne skutki: po pierwsze ogranicza zu┼╝ycie tlenu per saldo, a po drugie zapewnia jego optymaln─ů dystrybucj─Ö ograniczaj─ůc dostawy do organ├│w ma┼éo istotnych i zwi─Ökszaj─ůc je do najwa┼╝niejszych.

Co wywołuje odruch nurkowy?

Wydaje si─Ö, ┼╝e g┼é├│wne czynniki wywo┼éuj─ůce odruch nurkowy s─ů dwa. Pierwszy to st─Ö┼╝enie dwutlenku w─Ögla. Na samym pocz─ůtku bezdechu, kiedy mie┼Ťci si─Ö ono w granicach normy odruch w zasadzie jest niezauwa┼╝alny. Pojawia si─Ö po kilkudziesi─Öciu sekundach w postaci ┼éatwego do zaobserwowania zwolnienia akcji serca i narasta wraz z up┼éywem czasu i rosn─ůcym poziomem CO2.

Drugim czynnikiem, jest niew─ůtpliwie g┼é─Öboko┼Ť─ç czyli ci┼Ťnienie. Pot─Öguje ono obwodow─ů wazokonstrykcj─Ö i dodatkowo wywo┼éuje centralizacj─Ö kr─ů┼╝enia. Te dwa zjawiska s─ů sprz─Ö┼╝one ze sob─ů, bo krew przepompowywana do naczy┼ä krwiono┼Ťnych klatki piersiowej sk─ůd┼Ť musi si─Ö bra─ç - bierze si─Ö w┼éa┼Ťnie z naczy┼ä obwodowych. Jednocze┼Ťnie w g┼é─Öbokich nurkowaniach serce zwalnia do ekstremalnie ma┼éych warto┼Ťci, u czo┼éowych freediver├│w rz─Ödu zaledwie dziesi─Öciu uderze┼ä na minut─Ö, osi─ůgaj─ůc minimum w chwili dotarcia nurka do maksymalnej g┼é─Öboko┼Ťci.

Z drugiej strony wiadomo o tym, ┼╝e sam─ů bradykardi─Ö mo┼╝na wywo┼éa─ç w zupe┼énie inny spos├│b, a mianowicie zanurzaj─ůc twarz w zimnej (ok. 10 stopni) wodzie, pod warunkiem jednak, ┼╝e reszta cia┼éa pozostaje w cieple na powietrzu.

Sk─ůd si─Ö wzi─ů┼é?

Ciekawym pytaniem jest jakie s─ů przyczyny tego, ┼╝e ludzie posiadaj─ů odruch nurkowy. Pierwotnie zosta┼é on zaobserwowany u nurkuj─ůcych ssak├│w. St─ůd jego nazwa i nasuwaj─ůce si─Ö natychmiast wyja┼Ťnienie, ┼╝e u nich wykszta┼écony zosta┼é przez ewolucj─Ö celowo dla doprowadzenia do perfekcji ich umiej─Ötno┼Ťci nurkowych. Ma ona kluczowe znaczenie zar├│wno w zdobywaniu po┼╝ywienia przez delfiny, foki, wydry itp., jak i w czasie ich ucieczek przed drapie┼╝nikami, a wi─Öc decyduje o by─ç, albo nie by─ç gatunku.

Freediverzy wierz─ů, ┼╝e u podstaw odruchu nurkowego u ludzi le┼╝─ů powody podobne jak u nurkuj─ůcych ssak├│w, ale znajduj─ůce si─Ö w odleg┼éej przesz┼éo┼Ťci, kiedy to protopla┼Ťci naszej rasy mieli sp─Ödza─ç wi─Öksz─ů cz─Ö┼Ť─ç czasu w wodzie uprawiaj─ůc podwodne polowania. Jest to tak zwana teoria wodnej ma┼épy. Mocno wierzy┼é w ni─ů wielki Jacques Mayol, kt├│ry t─Ö teori─Ö odnosz─ůc─ů si─Ö do ludzko┼Ťci jako gatunku uzupe┼énia┼é o do┼Ťwiadczenia ka┼╝dego z nas jako jednostki. Cz┼éowiek pierwsze dziewi─Ö─ç miesi─Öcy ┼╝ycia sp─Ödza wszak w wodach p┼éodowych swojej matki, a wi─Öc w ┼Ťrodowisku wodnym, w dodatku o sk┼éadzie bardzo zbli┼╝onym do sk┼éadu wody morskiej. Te dwa elementy razem wzi─Öte maj─ů dawa─ç ludziom potencja┼é to nurkowania na zatrzymanym oddechu wyra┼╝aj─ůcy si─Ö w postaci odruchu nurkowego. Z racji wielu tysi─Öcy lat rozwoju ludzko┼Ťci w ┼Ťrodowisku l─ůdowym jest on obecnie u┼Ťpiony, ale ka┼╝dy z nas mo┼╝e go w ┼éatwy spos├│b pobudzi─ç do ┼╝ycia przez rozpocz─Öcie nurkowania na zatrzymanym oddechu. Czy jednak ta romantyczna teoria jest aby prawdziwa?

Znany szwedzki freediver, Sebastian N├Ąslund rzuci┼é ostatnio prowokacyjne pytanie: czy przypadkiem tak zwany odruch nurkowy nie jest po prostu zwyk┼é─ů reakcj─ů organizmu na stres wywo┼éany niedotlenieniem i w rzeczywisto┼Ťci nie ma on ┼╝adnego zwi─ůzku z nurkowaniem?

Obkurczenie naczy┼ä krwiono┼Ťnych dostarczaj─ůcych krew do sk├│ry, to wg. jego przekornej tezy (og┼éoszonej, nie bez przyczyny w dniu 1 kwietnia) normalna reakcja stresowa (mniej krwi przy powierzchni cia┼éa, to mniejsze krwawienie w przypadku zranienia). Bradykardia to oszcz─Ödzanie tlenu, kt├│rego w sytuacji zatrzymania oddechu w oczywisty spos├│b jest mniej ni┼╝ normalnie, trzeba wi─Öc nim ekonomicznie gospodarowa─ç. Centralizacja kr─ů┼╝enia, kt├│ra mia┼éaby jakoby wykszta┼éci─ç si─Ö w celu umo┼╝liwienia ludziom nurkowania na wielkie g┼é─Öboko┼Ťci nie jest reakcj─ů fizjologiczn─ů, ale raczej fizyczn─ů, ┼╝eby nie powiedzie─ç hydrauliczn─ů (narastaj─ůce podci┼Ťnienie w klatce piersiowej po prostu zasysa krew z innych obszar├│w organizmu). Ponadto nurkowanie na du┼╝e g┼é─Öboko┼Ťci w celu zdobycia po┼╝ywienia nie ma i nigdy nie mia┼éo ┼╝adnego uzasadnienia, bo przecie┼╝ wszelkie dobra ┼Ťwiata podwodnego s─ů osi─ůgalne blisko powierzchni, a z pewno┼Ťci─ů by┼éy takimi w zamierzch┼éej przesz┼éo┼Ťci, gdy oceany nie by┼éy przetrzebione po┼éowami i stanowi┼éy prawdziwy r├│g obfito┼Ťci. Co wi─Öcej, mo┼╝na doda─ç, ┼╝e odruch nurkowy manifestuje si─Ö nie tylko u ludzi, ale r├│wnie┼╝ u innych ssak├│w l─ůdowych, a tak┼╝e gad├│w, a nawet u … ryb! Tyle, ┼╝e u tych ostatnich ma on miejsce po wyci─ůgni─Öciu z wody, a wi─Öc gdy pozostaj─ů one ni mniej, ni wi─Öcej ale … w bezdechu. Wszystko to daje ca┼ékiem solidne podstawy do kwestionowania faktu, ┼╝e odruch nurkowy jest w swej istocie odruchem maj─ůcym cokolwiek wsp├│lnego z nurkowaniem!

Jednak w gruncie rzeczy, to czy przyczyn─ů jego istnienia jest nasze romantyczne, wywodz─ůce si─Ö sprzed setek tysi─Öcy lat dziedzictwo zwi─ůzane z wod─ů, czy te┼╝ banalna, wr─Öcz prymitywna reakcja organizmu na stres, tak naprawd─Ö nie ma ┼╝adnego praktycznego znaczenia. Bezspornym faktem bowiem jest, ┼╝e jak bardzo by jego nazwa by┼éa nieadekwatna, odruch nurkowy jednak rzeczywi┼Ťcie istnieje i sprawia, i┼╝ organizm rozs─ůdniej gospodaruje tlenem. To niew─ůtpliwie pozwala na d┼éu┼╝sze, g┼é─Öbsze i bezpieczniejsze nurkowanie na zatrzymanym oddechu. A czy┼╝ nie chodzi nam w┼éa┼Ťnie o to?



Autor: Tomek „Nitas” Nitka


Artyku┼é jest te┼╝ dost─Öpny w postaci takiej, w jakiej ukaza┼é si─Ö w magazynie internetowym nuras.info (w formacie pliku PDF). Aby ┼Ťci─ůgn─ů─ç go w tej postaci kliknij Odruch nurkowy (ok. 2,4 Mb)





Komentarze

Brak dodanych komentarzy. Mo┐e czas dodaŠ swˇj?

Dodaj komentarz

Zaloguj siŕ, aby mˇc dodaŠ komentarz.

Oceny

Tylko zarejestrowani u┐ytkownicy mog▒ oceniaŠ zawartoŠ strony

Zaloguj siŕ lub zarejestruj, ┐eby mˇc zag│osowaŠ.

Brak ocen. Mo┐e czas dodaŠ swoj▒?
Wygenerowano w sekund: 0.01
1,951,159 Unikalnych wizyt