Nebezpečí hlubin

JAN HÁJEK  |  Věda
Nebezpečí hlubin

Největší hrozbu podvodního světa svět nepředstavují mořští dravci, ale chování našeho vlastního organismu.

fyziologie a rizika potápění

Rekreační potápění doznalo u nás v minulých letech nebývalého rozmachu. Zásluhu na tom má možnost navštěvovat nejkrásnější lokality z celého světa, dovoz kvalitní potápěčské techniky a množství potápěčských škol, zvoucích zájemce pod vodní hladinu. Pokud třeba i vy sami zatoužíte přesvědčit se, co je na potápění tak přitažlivého, bude dobré, když se dozvíte něco bližšího o fyziologii pobytu člověka pod vodou. Prvním pocitem člověka při ponoření i do relativně malé hloubky je pocit tlaku na ušní bubínky a hrudní koš. Naše planeta je obalena vrstvou ovzduší, jehož tíže působí na všechny předměty na zemském povrchu svojí hmotností, tento tlak nazýváme atmosférickým tlakem.

Normální atmosférický tlak vzduchu na hladině moře činní 0,1 Mpa (jednotka se nazývá Pascal), se vzrůstající nadmořskou výškou tlak klesá. Ve vodním prostředí působí hydrostatický tlak, ten v hloubce deseti metrů činí dalších 0,1 Mpa. Na potápěče tedy působí součet obou tlaků, atmosférického a hydrostatického.

Se vzrůstající hloubkou aritmeticky narůstá hydrostatický tlak, přičemž atmosférický tlak se nemění. Pokud ponoříme do kapaliny pružné těleso vyplněné kapalinou (tkáně těla), bude uvnitř tělesa panovat tlak rovnající se okolnímu tlaku. Pokud ponoříme do kapaliny duté těleso s pružnými stěnami vyplněné vzduchem s atmosférickým tlakem (například lidské tělo s dutinami, jako jsou plíce, vnitřní ucho, hlavové dutiny atp.), bude docházet ke stlačování jeho stěn, aby se tlak panující uvnitř dutiny vyrovnal s tlakem okolí (Boyle- Mariottův zákon). Z výše uvedeného vyplývá, že základní fyziologickou podmínkou pro potápění pod vodou je schopnost vyrovnávat při ponoru průběžně tlak v tělesných dutinách s tlakem v okolí, což vyžaduje průchodnost těchto dutin. Při jejich nedokonalé průchodnosti, vlivem vrozené vady nebo třeba jenom malého nachlazení, se není možné potápět.

Nebezpečí hlubin

Nadechnout se nad hladinou

Pokud se budete potápět jen na nádech, stačí, abyste dokázali vyrovnávat tlak vzduchu ve středouší a v hlavových dutinách za pomoci tzv. Valsalvova manévru. Tento manévr se provádí tak, že si stlačíte nos a část vzduchu z plic jemně fouknete z nosu eustachovými trubicemi do středouší. Pokud byste toto vyrovnávání tlaku neprováděli, hrozilo by vám již v hloubce pěti až sedmi metrů protržení bubínků účinkem tlaku okolní vody. Tlak je třeba vyrovnávat průběžně i v potápěčské masce, a to přifouknutím vzduchu nosem do masky, aby v ní nedošlo k podtlaku a oči neutrpěly tzv. barotrauma, zde popraskání krevních vlásečnic. Z toho vyplývá, že k potápění na nádech není možno použít plavecké brýle, protože se v nich nedá vyrovnat tlak.

Fyziologickou hranicí potápění na nádech (kromě doby, na kterou jste schopni zadržet dech) je i vlastní pružnost plic. Plíce po stlačení na tzv. zbytkový objem (asi jeden a půl litru) se již nemohou dále stlačovat a dochází k barotraumatu z podtlaku s nasáváním tělních tekutin do plic. Ke stlačení plic na zbytkový objem však dochází při potápění až v hloubkách pod čtyřicet metrů. Při potápění na nádech je třeba vyvarovat se hyperventilace (usilovného rozdýchání), protože v jejím důsledku dochází k přílišnému zředění obsahu kysličníku uhličitého (přesněji kyseliny uhličité) v krvi.

Protože receptory našeho těla spouštějí podnět k nádechu na základě určitého množství kyseliny uhličité v krvi (nikoli tedy v důsledku nedostatku kyslíku), mohlo by vlivem jejího počátečního zředění dojít k pozdnímu podnětu k nádechu. Potápěč by tak mohl poklesem zásobení mozku kyslíkem ztratit vědomí a utonout.

Záludný přetlak

Při potápění s dýchacím přístrojem obsahujícím stlačený vzduch dochází k vyrovnávání tlaku v plicích automaticky dýchacím regulátorem, který upravuje tlak dodávaného vzduchu na tlak panující v okolním prostředí. I v tomto případě je však nutno vyrovnávat tlak vzduchu ve středouší a v hlavových dutinách Valsalvovým manévrem.

Při potápění s dýchacím přístrojem hrozí jedno opomíjené nebezpečí, oproti dekompresní nemoci je však daleko závažnější. Je jím barotrauma plic z přetlaku. Potápěč, který by se v hloubce několika metrů nadechl stlačeného vzduchu a bez vydechnutí vystoupil na hladinu, by vlivem rozpínání vzduchu v plicích utrpěl barotrauma z přetlaku, při kterém dochází k potrhání plicní tkáně. Naše tělo totiž příroda neobdařila receptory vzrůstajícího tlaku v plicích, ani žádnou přirozenou záklopkou, která by umožnila automaticky se zbavit rozpínajícího vzduchu. Barotrauma plic z přetlaku ve větším rozsahu bývá téměř vždy fatální, neexistuje účinná pomoc. Prevence je však velmi jednoduchá, stačí vždy při výstupu dostatečně vydechovat a nezadržovat dech, aby měl vzduch v plicích dostatečný prostor pro rozpínání.

Nebezpečí hlubin

Dekompresní nemoc

Mechanismus vzniku již zmíněné dekompresní nemoci je následující: Při dýchání vzduchu pod vodou při vyšším tlaku se dusík obsažený v dýchacím médiu postupně rozpouští v tkáních těla. Pokud nasycení přesáhne určitou úroveň, potápěč se již nemůže vynořit na hladinu bez vykonání jedné nebo více dekompresních zastávek v určitých hloubkách, aby rozpuštěný dusík mohl opět difundovat z tkání do krve a být plícemi zpět vydýchán. Pokud by se potápěč vynořil bez dekompresní zastávky nebo vystupoval příliš rychle, nastala by reakce, kterou známe z otevírání šampaňského. V tkáních a v krvi by vznikly bubliny plynu, které by kromě ucpání vlásečnic a znemožnění krevního oběhu mohly roztrhat křehkou nervovou a mozkovou tkáň. Lehké případy dekompresní nemoci se projeví mramorováním a svěděním kůže, těžší pak bolestí kloubů. Těžké případy mohou skončit ochrnutím nebo dokonce smrtí. Dekompresní nemoc je však možno léčit poměrně úspěšně v hyperbarické komoře, zvláště pak, pokud se podaří dopravit do ní pacienta do několika málo hodin.

Chlad

Velmi závažné účinky na lidský organismus může mít chlad. Asi dvacetpětkrát vyšší tepelná vodivost vody oproti vzduchu způsobuje, že si tělo nedokáže ani v tropických vodách udržet svoji optimální teplotu.Tepelné ztráty mohou vést od pocitu chladu přes „husí kůži“ až k nezvladatelnému třesu, otupení a nakonec smrti, ke které dochází již při poklesu teploty tělesného jádra pod 30 stupňů Celsia. Je zajímavé, že bohatě prokrvená pokožka hlavy se na tepelných ztrátách celého těla podílí celou jednou třetinou.

Proto je nutné při potápění omezit pobyt ve vodě jen na tak dlouho, dokud si tělo samo stačí nahrazovat tepelné ztráty a i v teplých vodách používat odpovídající neoprenové izolační obleky s kuklou na hlavu.Potápění je někdy mylně prezentováno jako nebezpečný či adrenalinový sport. Není to pravda, potápění je statisticky sportem velmi bezpečným, stačí při něm dodržovat základní pravidla a zohlednit svůj aktuální zdravotní stav.

A pumpování adrenalinu, bušení srdce a zrychlený dech v potápění také nehledejte, při potápění je především nutno zklidnit srdeční a dechovou frekvenci, ztotožnit se s vodou a pak už jen poznávat ten úžasný svět pod vodní hladinou.Možná že čeká i na vás…

Lehké případy dekompresní nemoci se projeví mramorováním a svěděním kůže, těžké případy mohou skončit ochrnutím nebo dokonce smrtí. Nejsilněji je pohlcována červená barva. Už v hloubce pěti metrů ztrácí devadesát procent intenzity. Proto se krev z poranění zdá být v hloubce černá jako inkoust.

JINÝ SLUCH

Sluch a slyšení pod vodou jsou zásadně ovlivněny fyzikálními vlastnostmi vody, tj. její hustotou, nestlačitelností a rychlostí šíření zvuku ve vodě. Na rozdíl od vzduchu, kde rychlost zvuku dosahuje asi 330 m/s, se zvuk ve vodě šíří rychlostí průměrně 1470 m/s, což téměř znemožňuje určit směr, odkud zvuk přichází. Náš mozek totiž nedokáže vyhodnotit rozdíly mezi zachycením zvuku levým a pravým uchem. Hustota vody a ztráty zvukové energie na rozhraní voda/vzduch navíc způsobují, že pod vodou se převážně uplatňuje slyšení kostním vedením.

KDYŽ OČI KLAMOU

Zrak a vidění pod vodou ovlivňuje rozdílný optický index lomu světla ve vodě, který činí 1,33 (pro srovnání, index lomu světla ve vzduchu je 1). Tento odlišný index lomu se projevuje ve velmi neostrém vidění na rozhraní oko/voda. Proto musí potápěč používat potápěčskou masku obsahující vzduch. I v tomto případě se odlišný index lomu projevuje, a to tím, že viděné předměty se zdají být o třetinu větší a o čtvrtinu bližší. Další vlastností vody je to, že pohlcuje části světelného spektra delších vlnových délek. Projevuje se to tak, že již několik metrů pod povrchem dostávají všechny barvy v přirozeném světle modro-šedo-zelený nádech, a hlouběji již barvy mizí. Nejsilněji je pohlcována červená barva, která v hloubce pěti metrů ztrácí již devadesát procent své intenzity, proto například krev z poranění se zdá být v hloubce černá jako inkoust. Pokud potápěči chtějí vidět podvodní přírodu v reálných barvách, osvětlují si blízké předměty svítilnou.Při potápění je především nutno zklidnit srdeční a dechovou frekvenci, ztotožnit se s vodou a pak už jen poznávat ten úžasný svět pod vodní hladinou.

Nejčtenější