Кевин Фонг - Extremes. На пределе

***

В 1968 году физиолог Альберт Крейг, работавший в Рочестерской больнице, опубликовал обзор, посвященный лимитирующим физиологическим факторам при нырянии с задержкой дыхания. Согласно собранным им данным получалось, что человек не может нырять без акваланга на глубину больше тридцати четырех метров. Такой, по оценкам специалистов, была предельная глубина, ниже которой возрастающее давление воды повреждает легкие и снижает их емкость до такой степени, что в дыхательные пути начинает поступать кровь.

Был приведен и теоретический расчет времени, на которое человек способен задерживать дыхание, — около трех минут. Цифра была взята отнюдь не с потолка. Физиологи исходили из количества кислорода, остающегося в легких среднестатистического человека, сделавшего максимальный вдох, и скорости потребления кислорода организмом. Начертив графики и произведя все вычисления, ученые сделали вывод: уровень кислорода в крови падает до критического, при котором неизбежна потеря сознания, примерно за время, необходимое, чтобы сварить яйцо всмятку.

Тем не менее Крейг привел в своей статье достоверные сведения о многочисленных ныряльщиках, чьи достижения превосходили расчетные глубину и время погружения. Получалось, что пока ученые в своих лабораториях чертили аккуратные кривые, вычисляя пределы физиологических возможностей, ныряльщики без аквалангов продолжали погружаться в воду, опровергая теоретические выкладки. Неизвестно, кто этому больше радовался, ученые или ныряльщики.

К середине 1980-х рекорд на глубину погружения составлял 100 метров. Синтетический каучук, резиновые ласты и очки для плавания дали этому виду спорта — фридайвингу — дополнительные возможности. Однако для физиологов ситуация оставалась непонятной. На научных симпозиумах горячо обсуждали проблемы риска при нырянии без акваланга: резкое падение концентрации кислорода и возрастание уровня углекислоты, теоретически вычисленные изменения объема легких и нарастающее давление воды. Но в одном все исследователи были уверены. Имеется некая глубина, смертельная для ныряльщиков без акваланга. Как заявил сам Крейг, обсуждая этот вопрос: «Полагаю, мы узнаем, что предел достигнут, когда один из фридайверов поднимется на поверхность, кашляя и плюясь кровью».

***

Разгадка подобных сверхчеловеческих возможностей лежит в наличии у млекопитающих так называемого рефлекса ныряния. При погружении головы в холодную воду нервные окончания кожи лица запускают приспособительные реакции: замедление сердечного ритма и сжатие периферических кровеносных сосудов.

Таким способом организм резко снижает потребление кислорода, перекрывая его подачу к менее важным органам и тканям и сохраняя резерв для мозга и легких. Упомянутое сжатие сосудов — это вовсе не та легкая бледность, когда вы, скажем, примчались в аэропорт и только тут вспомнили, что оставили дома паспорт. При срабатывании рефлекса ныряния более крупные сосуды, в том числе важные артериолы и вены, сжимаются весьма ощутимо, и это приводит к заметному повышению давления крови.

Мы измеряем кровяное давление в миллиметрах ртутного столба. Если вы в хорошей физической форме и у вас нет проблем со здоровьем, верхнее давление должно соответствовать 120 миллиметрам ртутного столба. Если оно регулярно превышает 140 миллиметров, то врач может выписать вам лекарства для регулярного применения. При давлении выше 180 миллиметров вас могут отправить в больницу для оказания экстренной помощи. А вот у фридайверов, здоровых в остальных отношениях, кровяное давление регулярно превышает 230 миллиметров.

Такое запредельное давление говорит о том, что кровь, отхлынув от конечностей, устремляется в центральные сосуды. Это дает организму дополнительные преимущества. По-видимому, насыщение кровью тканей грудной клетки не только позволяет альвеолам сжиматься сверх расчетных физиологических пределов: кровь еще и защищает нежные ткани от повреждений.

Такое избирательное распределение крови — не единственная мера по снижению расходования кислорода и повышению снабжения легких и мозга животворным газом. Другой эффективный механизм осуществляется с помощью селезенки — органа величиной с кулак, расположенного под девятым ребром слева, в самом низу грудной клетки. Селезенка служит депо для красных кровяных клеток, или эритроцитов, — чем-то вроде жестянки для денег, которую вы, возможно, держите на кухонной полке «на черный день». Во время погружения на глубину, когда пловец задерживает дыхание, падение уровня кислорода заставляет селезенку сжаться и выбросить «припасенные» эритроциты прямо в кровеносное русло, повышая тем самым кислородную «емкость» крови.

Мозг, получив благодаря этим механизмам больше кислорода, мгновенно посылает сигнал сердцу, командуя тому биться реже. Сердце — орган с наиболее интенсивным обменом веществ. Замедление его ритма существенно снижает потребность в кислороде. Во время глубоких погружений у ныряльщиков без акваланга был зафиксирован пульс около двадцати ударов в минуту.

Все это вместе составляет сложнейшую систему регуляции обменных процессов в экстремальных условиях. Отчасти ею можно объяснить, каким образом удается теперешним рекордсменам по фридайвингу погружаться на 214 метров (как австриец Герберт Нитч) и задерживать дыхание на 11 минут и 35 секунд (рекорд, поставленный французом Стефаном Мифсюдом).

Однако подобные рискованные достижения не даются даром. Поскольку кровообращение на периферии организма то и дело отключается, сосуды становятся все более вялыми, и другим достаточно важным органам приходится работать в условиях кислородного голодания. При таком режиме в кровеносное русло попадают продукты распада, регулярно закисляя кровь. Представьте, что организм берет краткосрочный кредит в банке обмена веществ под большие проценты. На поверку оказывается, что заем взят у худшего из ростовщиков: если вовремя не погасить задолженность, расплачиваться придется жизнью.

Выплата кислородного долга начинается в конце погружения. Поднявшись на поверхность, дайверы судорожно хватают ртом воздух. Эти глубокие вдохи предназначены для пополнения разграбленных запасов и восстановления баланса в организме. У тех же, кто неверно рассчитает время погружения, концентрация кислорода может упасть до уровня, при котором оставаться в сознании невозможно. Если подобное происходит, когда рядом нет ассистента, готового тотчас прийти на помощь, — дайвер обречен.

Впрочем, у людей, постоянно занимающихся фридайвингом, вырабатываются некоторые приспособления, снижающие, по-видимому, риск фатальной недооценки ресурсов. Рефлекс ныряния в результате тренировок становится более выраженным: у опытных фридайверов при погружении пульс замедляется все сильнее, а давление становится все выше. Переносимость углекислого газа тоже повышается, по мере того как организм меняет настройки. Клетки, сообщающие об изменениях уровня углекислоты, реагируют не так чутко и не так активно посылают сигналы в мозг. Увеличивается объем легких, сами органы дыхания становятся эластичнее и податливее. Это, как отметил врач, обследовавший Йоргоса Статти в 1913 году, ведет к увеличению объема грудной клетки. И, наконец, самое впечатляющее: опытные фридайверы вырабатывают умение подавлять сильнейшую, безусловную потребность сделать вдох — поразительная победа сознания над материей, позволившая ныряльщикам далеко раздвинуть пределы возможностей человеческого организма.