[Σώτος Χριστοδούλου]

ΜΕΡΟΣ 6

Η ΜΗΧΑΝΙΚΗ ΤΗΣ ΒΑΘΕΙΑΣ ΒΟΥΤΙΑΣ

Ας θεωρήσουμε το ανθρώπινο σώμα σαν ένα σύστημα υδραυλικής αντλίας (καρδιά) και σωληνώσεων κυκλοφορούντος υγρού (αίμα και λέμφος), με ασυμπίεστους χώρους (κυτταρικοί και μεσοκυττάριοι χώροι) αλλά και συμπιέσιμους χώρους (αεροφόροι χώροι στον πνεύμονα, ιγμόρεια, μέσο αυτί, γαστρεντερικός σωλήνας) . Αυτό το σύστημα κάτω από την επίδραση της αυξημένης υδροστατικής πίεσης επιδέχεται δραματικές αλλαγές. Ένα από τα αντικείμενα συζήτησης είναι και το θεωρητικό μέγιστο βάθος στο οποίο μπορεί να κατεβεί ένας δύτης. Ας το δούμε στη λεπτομέρειά του:

Μέχρι πρότινος εθεωρείτο πως το μέγιστο βάθος στο οποίο μπορεί να φτάσει ένας άνθρωπος με μια ανάσα βρίσκεται περίπου στα 30 με 50 μέτρα (4 με 6 ατμόσφαιρες υδροστατικής πίεσης). Η υπόθεση αυτή βασιζόταν πάνω στο νόμο του Boyleο οποίος ορίζει πως σε ένα αεροφόρο χώρο υπό σταθερή θερμοκρασία και μάζα αερίου (όπου δεν υπάρχει δηλαδή ανταλλαγή αερίου με το περιβάλλον, όπως συμβαίνει δηλαδή με την κατάσταση άπνοιας), η σχέση του όγκου είναι αντιστρόφως ανάλογη της πίεσης στο χώρο αυτό. Με την κάθοδο ο πνεύμονας συμπιέζεται διαρκώς και έτσι για παράδειγμα αν ο δύτης κατεβεί από την επιφάνεια σε βάθος 10 μέτρων τότε η περιβαλλοντική πίεση αυξάνεται από 1 ατμόσφαιρα σε 2 ατμόσφαιρες, δηλαδή διπλασιάζεται. Αντίστοιχα ο όγκος στον πνεύμονά του μειώνεται στο μισό του αρχικού, έτσι ώστε το γινόμενο πίεση Χ όγκο να παραμένει πάντοτε σταθερό.

Έχει προταθεί η υπόθεση πως η μείωση του όγκου στον πνεύμονα κάτω από τα όρια του υπολειπόμενου όγκου ενδέχεται να οδηγήσει σε συμπίεση του πνεύμονα και συνεπώς να αποβεί βλαπτική για τον δύτη. Ο υπολειπόμενος όγκος (RV) είναι ο όγκος αέρα που εξακολουθεί να μένει μέσα στους πνεύμονες μετά την εντονότερη δυνατή εκπνοή και ισούται σε ένα μέσο άνθρωπο με 1,2 Lπερίπου. Ο λόγος της ολικής πνευμονικής χωρητικότητας προς τον υπολειπόμενο όγκο δίνει την πίεση στο μέγιστο δυνατό βάθος κατάδυσης. Η ολική πνευμονική χωρητικότητα (TLC) είναι ο μέγιστος όγκος ως τον οποίο μπορούν να εκπτυχθούν οι πνεύμονες μετά από τη μέγιστη εισπνευστική προσπάθεια και ισούται με περίπου 6 λίτρα σε ένα μέσο υγιή άνθρωπο. Αν πάρουμε αυτό το παράδειγμα και κάνουμε την διαίρεση έχουμε:

TLC / RV = 6 / 1,2 = 5 atm

Στα 40 μέτρα βάθος έχουμε πίεση 5 atm. Το θεωρητικό μέγιστο βάθος κατάδυσης με μια ανάσα είναι επομένως τα 40 μέτρα σύμφωνα με το πιο πάνω παράδειγμα.

Οι ολικοί πνευμονικοί όγκοι και χωρητικότητες είναι περίπου 20-25% χαμηλότεροι στις γυναίκες από ότι στους άνδρες. Είναι επίσης φανερό πως οι όγκοι αυτοί είναι μεγαλύτεροι σε μεγαλόσωμα και αθλούμενα άτομα παρά σε μικρόσωμα και ασθενικά άτομα. Μέχρι το 1970 τα περισσότερα ρεκόρ κατάδυσης ήταν συμβατά με την έννοια που περιγράψαμε πιο πάνω και οι λίγοι αθλητές οι οποίοι ξεπερνούσαν το όριο αυτό είχαν καταγραφή εξαιρετικά μεγάλων πνευμονικών χωρητικοτήτων. Ο BobCroftγια παράδειγμα ένας πρώην δύτης του αμερικανικού ναυτικού κατάφερε να φτάσει τα 73 μέτρα.

Όπως γνωρίζουμε τα σημερινά ρεκόρ έχουν ξεφύγει κατά πολύ από τα ρεκόρ του Croftπου έκανε στα τέλη της δεκαετίας του 60. Σήμερα υπάρχουν αρκετοί αθλητές που έχουν ξεπεράσει τα 170 μέτρα και μάλιστα ο Αυστριακός Nitschκατάφερε να ξεπεράσει το φράγμα των 200 μέτρων με κατάδυση no-limitsστα 214 μέτρα στις Σπέτσες το καλοκαίρι του 2007. Το συμπέρασμα είναι πως οι πρότερες προσεγγίσεις από την πλευρά της φυσιολογίας αν και απλές αποδείχθηκαν ανεπαρκείς να εξηγήσουν τα φαινόμενα αυτά. Επομένως θα πρέπει να αναζητήσουμε και να συνυπολογίσουμε και άλλους παράγοντες που παίζουν ρόλο στα φυσιολογικά όρια ενός αθλητή ελεύθερης κατάδυσης. Αυτοί οι παράγοντες σύμφωνα με τις σημερινές αντιλήψεις είναι τρεις.

• Το φαινόμενο της κεντρομόλου ανακατανομής του αίματος.
• Η τεχνική του packingκαι
• Η εκπαίδευση για ανάπτυξη της ελαστικότητας του θωρακικού κλωβού και του διαφράγματος.

Πιο κάτω αναλύουμε κάθε ένα από αυτούς τους παράγοντες.

ΑΝΑΚΑΤΑΝΟΜΗ ΤΟΥ ΑΙΜΑΤΟΣ

Η φυσιολογική αυτή προσαρμογή περιγράφηκε από το 1968 από τους Schaeferκαι συνεργάτες. Σύμφωνα με αυτό το φαινόμενο το αίμα ανακατανέμεται από τα άκρα προς την περιοχή των ενδοπνευμονικών αγγείων επιτρέποντας έτσι την περαιτέρω μείωση του υπολειπόμενου όγκου γεγονός που ενισχύεται ακόμα περισσότερο με την συμπίεση των κυψελίδων από την υδροστατική πίεση όσο αυξάνεται το βάθος.

Ας εξετάσουμε το φαινόμενο αυτό στην πιο απλή του μορφή. Θεωρούμαι ένα δύτη που βρίσκεται βυθισμένος μέχρι το λαιμό. Ο αέρα που περιβάλλει το κεφάλι έξω από το νερό έχει πίεση 1 ατμόσφαιρας. Ο αέρας που βρίσκεται μέσα στις κυψελίδες είναι επίσης κοντά στη 1 ατμόσφαιρα. Η πίεση γύρω από το θώρακα που είναι εμβαπτισμένος στο νερό είναι κάπως μεγαλύτερη. Δημιουργείται επομένως μια κλίση πιέσεων μέσα στον πνεύμονα και έξω από τον πνεύμονα με την εξωτερική πίεση να είναι κάπως πιο μεγάλη (αρνητική πίεση στον πνεύμονα). Αυτή η κατάσταση ευνοεί την φλεβική επάνοδο δηλαδή την επιστροφή του αίματος προς τον θώρακα μέσα από την κάτω κοίλη φλέβα και τελικά αύξηση της ποσότητας αίματος στο θώρακα. Η ποσότητα αίματος που επιστρέφει στο θώρακα από αυτή την απλή εμβάπτιση έχει μετρηθεί να είναι γύρω στα 700 ml. Εκτός από αυτή την παρατήρηση η ομάδα του Ferettiέχει καταγράψει με ραδιολογικές μετρήσεις σημαντική μείωση του όγκου του πνεύμονα, ανύψωση του διαφράγματος και διόγκωση των πνευμονικών αγγείων.

Σήμερα υποθέτουμε ότι η ανακατανομή του αίματος σε βαθιές βουτιές φτάνει το 1 με 1,5 Lμε το πάνω όριο να είναι στην ουσία άγνωστο.

Σύμφωνα με την προηγούμενη θεωρεία περί υπολειπόμενου όγκου (TLC / RV) αυτή η αύξηση στον συνολικό όγκο αίματος μέσα στο θώρακα μπορεί να εξηγήσει καταδύσεις κάτω από τα 100 μέτρα. Ο διάσημος κουβανός απνεϊστας PipinFerreiraείχε αποδεδειγμένα ολική πνευμονική χωρητικότητα στα 9,6 Lκαι υπολειπόμενο όγκο 2,2 L. Σύμφωνα με το λόγο TLC / RV δεν θα μπορούσε να ξεπεράσει τα 34 μέτρα. Αν όμως συνυπολογίσουμε μια ανακατανομή αίματος της τάξης του 1,5 Lτότε ο υπολειπόμενος όγκος του μπορεί να μειωθεί στα 0,7 L. Το νέο μέγιστο θεωρητικό βάθος με αυτό το δεδομένο είναι τα 9,6 / 0,7 = 13,7 ατμόσφαιρές. Δηλαδή τα 127 μέτρα.

Δεν θεωρείται ότι υπάρχει άνω όριο στην ποσότητα αίματος που μπορεί να ανακατανέμεται, εκτός από τον μοναδικό περιορισμό της ανθεκτικότητας των πνευμονικών τριχοειδών στην μηχανική καταπόνηση λόγω υπερβολικής διάτασης. Η αντίσταση των τριχοειδών περιγράφεται σαν σχετικά ψηλή οπότε οι πιθανότητες είναι ότι στις περισσότερες περιπτώσεις δεν συμβαίνει καμία καταστροφή στον πνεύμονα και αποφεύγεται η κυψελιδική αιμορραγία. Παρόλ’ αυτά έχουν αναφερθεί περιπτώσεις αιμορραγίας και αιμόπτυσης σε αθλητές κατά την διάρκεια της προπόνησης αλλά και σε αγώνες. Αυτό το φαινόμενο δεν σημαίνει κατ’ ανάγκη ρήξη των πνευμονικών τριχοειδών αλλά μάλλον φαίνεται να εξηγείται με αύξηση της ενδοαγγειακής πίεσης στα αγγεία αυτά που είναι αποτέλεσμα της μετατόπισης αίματος λόγω εμβάπτισης ή καταβύθισης. Η αυξημένη πίεση μέσα στα αγγεία προκαλεί μεταφορά υγρών από το εσωτερικό των αγγείων στον περιαγγειακό διάμεσο χώρο.

Μια άλλη πιθανή εξήγηση του φαινομένου είναι η αναφορά που γίνεται σε αυξανόμενου ρυθμού και έντασης διαφραγματικές συσπάσεις κατά το τέλος της κατάδυσης, που ονομάζεται και φάση struggle. Στην αρχή της άπνοιας ο δύτης είναι εντελώς χαλαρός και δεν νιώθει την ανάγκη για αναπνοή. Αυτή η φάση ονομάζεται ή «εύκολη φάση» και η γλωττίδα είναι κλειστή σε σταθερή ενδοθωρακική πίεση. Το τέλος της φάσης αυτής ονομάζεται σημείο κατάσπασης (breakingpoint) και η έλευσή του επηρεάζεται από φυσιολογικούς παράγοντες όπως είναι η αρτηριακή πίεση του CO2 (PaCO2) που διεγείρει την χημειοευαίσθητη περιοχή του αναπνευστικού κέντρου. Πέρα από αυτό το σημείο διέγερσης του αναπνευστικού κέντρου η γλωττίδα παραμένει κλειστή αλλά επιτελούνται συσπάσεις αυξανόμενης έντασης και συχνότητας από τους εισπνευστικούς μυς και το διάφραγμα. Ανάλογα με την φυσιολογική αντίσταση του δύτη σε αυτά τα δυσάρεστα ερεθίσματα κατά την struggleφάση, η σύσπαση των μυών προκαλεί μια αρνητική ενδοθωρακική πίεση σε μια συνεχή προσπάθεια για εισπνοή που καταπνίγεται από τη βούληση και την αντίσταση του δύτη. Η μειωμένη πίεση που δημιουργείται με τις κινήσεις αυτές του θώρακα πιθανόν να συμβάλλει στην κυψελιδική αιμορραγία λόγω βλάβης στα πνευμονικά τριχοειδή. Η περίπτωση της αιμορραγίας και αιμόπτυσης δεν έχει όμως πάντοτε κυψελιδική προέλευση αλλά μπορεί να προέρχεται από το τραχειοβρογχικό δέντρο ή ακόμα και από τα ιγμόρεια. Στη φάση της καθόδου η τραχεία συμπιέζεται εντελώς στην κλειστή θέση και τα τριχοειδή στον βλεννογόνο διογκώνονται. Ενίοτε η κατάσταση αυτή μπορεί να οδηγήσει σε υπερδιάτασης των αγγείων και ρήξη τους με συνεπαγόμενη αιμορραγία. Επομένως σε περιπτώσεις όπου τα συμπτώματα είναι ήπια το βαροτραύμα στα ιγμόρεια είναι η πιο πιθανή αιτιολογία της αιμορραγίας και αιμόπτυσης.

Σε σχετικά μεγάλα βάθη είναι πιθανό να έχουμε όντως ρήξη των τριχοειδών με διαφυγή αίματος μέσα στον κυψελιδικό ασκό ή πλήρωση των κυψελίδων με υγρό μέσω του μηχανισμού του πνευμονικού οιδήματος λόγω της ιδιαίτερα αυξημένης υδροστατικής πίεσης. Οι καταστάσεις αυτές είναι σοβαρές και συχνά μειώνουν την ικανότητα του πνεύμονα για αποδοτική ανταλλαγή αερίων και πάντοτε θέτουν το δύτη σε αναγκαστική αποχή από το άθλημα για αρκετό καιρό.