Смекни!
smekni.com

Физика и физиология 4 (стр. 3 из 58)

Рассеяние световых лучей приводит к постепенному понижению освещенности с глубиной. Скорость затемнения зависит от прозрач­ности воды. В тропических морях с хорошей видимостью так светло, что глубину в 40 м можно не заметить, если не следить по приборам. В Белом море сумерки наступают на 20 м, а на 40 уже черно, как в фо­токомнате.

Мы с вами живем в мире белого света, который на самом деле со­стоит из многих цветовых составляющих, обусловленных волнами разной длины. Вода поглощает их неодинаково, поэтому цветовой спектр под водой сильно изменяется. Так, в чистой океанской воде красные лучи поглощаются на первом же метре, оранжевые — на пя­том, а желтый цвет исчезает на глубине 10м. Подводный мир видится нам зелено—голубым.

Для того, чтобы ваш партнер или страхующий лучше вас видел, рекомендуется использовать гидрокостюмы и снаряжение ярких расцветок. Только помните, что многие цвета, ласкающие глаз ядо­витой тональностью на земле, в воде теряют яркость. Например, красный становится темно-фиолетовым уже под поверхностью, а вскоре вообще превращается в черный. Поэтому многие предметы легководолазного снаряжения окрашены желтым: полосы на гидро­костюмах, баллоны многих аквалангов, дополнительные легочные автоматы.

Звук под водой

На суше мы нередко ориентируемся в пространстве по звукам, поскольку расположение их источника определить, как правило, не­трудно. Подводники, увы, этим похвастаться не могут. Если источник звука находится над поверхностью воды, звуковые волны отражают­ся от нее, не проникая на глубину. Бесполезно что — либо сверху кри­чать пловцу, который уже погрузился под воду. Зато в водной среде звуковые волны распространяются во всех направлениях, а их ско­рость увеличивается в 4 раза. Это создает массу неудобств. Напри­мер, аквалангист не сможет определить по шуму мотора, где и на ка­ком расстоянии движется лодка. Потеряв из виду партнера в мутной воде, можно слышать вблизи его дыхание и клокотание выдыхаемых пузырей из легочного автомата, но так и не обнаружить того, кто их пускает. Щелканье и пронзительные крики дельфинов наполняют собой все окружающее пространство, но сами животные могут поя­виться с самой неожиданной стороны.

Глава 1.2. Дыхательная и кровеносная системы человека

Организм человека — хрупкое и ранимое создание природы, ко­торое легко вывести из строя. Все системы органов тесно взаимосвя­заны, и травма одной из них может привести к неблагоприятным по­следствиям для других. Знание деталей своего организма, их особен­ностей и предназначения, а также процессов, в которых они задейст­вованы, позволяет бережно к ним относиться и, тем самым, поддер­живать хорошее здоровье.

Жизненная энергия

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 СОз и Оз 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.