뛰어들다

1월 01, 2017

Curtis Geary Freediving Hawaii with Spierre Pure Carbons

우리는 다이빙 전에 얼굴에 차가운 물이 미치는 영향과 그것이 신체에 미치는 영향에 대해 논의했고, 저는 그 주제에 대해 더 읽어보기로 했습니다. 저는 네트에서 다음 설명을 찾았고, 제가 후속 조치로 게시할 몇 가지 흥미로운 관련 스레드가 있습니다. 흥미롭게도, 우리의 차가운 케이프 해역에서 다이빙하는 것의 한 가지 긍정적인 측면은 21°C 이하의 온도가 반사 작용을 촉발한다는 것입니다.

포유류의 다이빙 반사는 호흡을 최적화하여 포유류가 오랫동안 물속에 머무를 수 있게 해줍니다. 이 반사는 수생 포유류(물개, 수달, 돌고래 등)에서 강하게 나타나지만 인간을 포함한 다른 포유류에서는 약한 형태로 나타납니다. 펭귄과 같은 다이빙 조류는 유사한 다이빙 반사를 보입니다. 모든 동물의 다이빙 반사는 차가운 물이 얼굴에 닿을 때 특별히 유발됩니다. 21°C(70°F)보다 따뜻한 물은 반사를 일으키지 않으며 얼굴 외의 신체 부위가 물에 잠기는 것도 마찬가지입니다. 또한 반사는 항상 더 극적으로 나타나므로 어린 개체에서는 더 오래 생존할 수 있습니다.

효과

반사가 시작되면 신체에 세 가지 변화가 순서대로 일어납니다.

심박수 감소는 잠수에 대한 첫 번째 반응입니다. 얼굴이 차가운 물에 닿자마자 인간의 심박수는 10~25% 느려집니다. 물개는 훨씬 더 극적인 변화를 경험하는데, 분당 약 125회에서 장시간 잠수하면 10회까지 떨어집니다. 심박수를 늦추면 혈류 산소의 필요성이 줄어들어 다른 기관에서 사용할 수 있는 산소가 더 많아집니다.

다음으로, 말초 혈관 수축이 시작됩니다. 깊은 잠수로 인해 높은 압력이 가해지면 사지의 모세혈관이 닫히기 시작하여 해당 부위로의 혈액 순환이 중단됩니다. 혈관 수축은 일반적으로 세동맥에 적용되지만 이 경우 완전히 모세혈관의 효과입니다. 발가락과 손가락이 먼저 닫히고, 그다음 손과 발이 닫히고, 궁극적으로 팔과 다리가 혈액 순환을 차단하여 심장과 뇌가 사용할 수 있는 혈액이 더 많아집니다. 인간의 근육은 신체의 총 산소 저장량의 12%에 불과하며, 신체의 근육은 이 단계에서 경련을 겪는 경향이 있습니다. 수생 포유류는 산소 저장량의 25~30%를 근육에 저장하므로 모세혈관 혈액 공급이 중단된 후에도 오랫동안 계속 작동할 수 있습니다.

마지막으로, 매우 깊은 잠수 중에만 발생하는 혈액 이동이 있습니다. 이런 일이 발생하면 장기와 순환 벽이 흉강 전체를 통해 혈장/물이 자유롭게 통과할 수 있으므로 압력이 일정하게 유지되고 장기가 으깨지지 않습니다. 이 단계에서 폐의 폐포는 혈장으로 채워지고, 동물이 가압된 환경을 벗어날 때 재흡수됩니다. 이 단계의 다이빙 반사는 인간(세계 챔피언 프리다이버 Martin Štěpánek 등)에서 매우 깊은(90m 이상) 프리다이빙 중에 관찰되었습니다.

따라서 의식이 있는 사람이나 의식이 없는 사람 모두 물속에서 산소 없이 육지에서 비슷한 상황에서보다 더 오래 생존할 수 있습니다. 어린이는 물속에서 산소가 결핍되었을 때 성인보다 더 오래 생존하는 경향이 있습니다. 이 효과의 정확한 메커니즘은 논쟁의 여지가 있으며, 심한 저체온증으로 치료받은 환자에서 보이는 보호 효과와 유사한 뇌 냉각의 결과일 수 있습니다.

얼굴이 물에 잠기면 비강과 뇌신경 V(삼차신경)에 의해 공급되는 얼굴의 다른 부위에 있는 물에 민감한 수용체가 정보를 뇌로 전달한 다음 자율신경계의 일부인 뇌신경 X에 신경을 공급합니다. 이로 인해 심박수 감소와 말초 혈관 수축이 발생합니다. 사지와 심장과 뇌를 제외한 모든 장기에서 혈액이 제거되어 심장-뇌 회로가 형성되고 포유류가 산소를 보존할 수 있습니다.

인간의 경우 포유류의 잠수 반사는 사지가 차가운 물에 닿았을 때 유도되지 않습니다. 가벼운 심박수 감소는 피험자가 얼굴을 물에 담그지 않고 숨을 참을 때 발생합니다. 얼굴을 물에 담근 채 호흡하면 잠수 반사가 발생하여 수온이 낮아질수록 비례적으로 증가합니다. 그러나 가장 큰 심박수 감소 효과는 피험자가 얼굴을 물에 담근 채 숨을 참을 때 유도됩니다.