閉氣潛水與哺乳動物潛水反射(MDR)

*以下為William Trubridge來台灣開設無蹼工作坊的筆記。

首先,他WT強調二氧化碳很重要,是自由潛水的基礎。對WT而言,限制自由潛水表現的最大因素為「二氧化碳耐受」與「身體適應深度的能力」。

身體,尤其是胸腔彈性,必須在承受巨大環境壓力的狀況下也不感到痛苦、不適,才能安心、舒服的持續往深度前進。二氧化碳在下潛的過程中持續累積,尤其一開始突破正浮力時身體需要花費很多力氣,又因壓力變化關係濃度快速升高,大概在20~30公尺處(進入free fall前)最讓人感到難受,如果對二氧化碳太敏感,容易在這瞬間感到不舒服、心理有壓力、想呼吸、想轉身,這些無形的焦躁感會讓平壓變得更困難。如果身體能適應劇烈的壓縮感,也能接受強烈的呼吸渴望,那下深度的時候就會很舒服,各種平壓問題、心裡壓力、身體緊繃等困擾也會緩解許多。

二氧化碳也對刺激哺乳動物潛水反射扮演著至關重要的角色。

以下這張圖,

  • 藍色代表哺乳動物潛水反射(MDR)項目,下文用粗體表示
  • 紅色為說明文字,
  • 箭頭方向則代表因果關係。箭頭(⇒)越粗,對於潛水表現的影響就越大。
  • 黑色字代表刺激因子,共有三種: CO2(最重要)、壓力冷水
  • 「紅色虛線框框與藍色箭頭的範圍」就是血液移轉效果

現在,來看圖說故事吧。

哺乳動物潛水反射詳細圖解
MDR圖解

一切都是從CO2開始的

二氧化碳濃度升高⇒刺激末梢血管收縮(Peripheral vasoconstriction),此時肌肉進入無氧運動模式,減少氧氣消耗。

末梢血管緊縮⇒血液開始往軀幹核心集中、身體中央血壓升高( Central hypertension)

因有大量血液集中在核心器官、軀幹血壓偏高⇒為了回穩血液輸送量,心跳減緩減慢(Bradycardia),也因此心臟消耗較少的氧氣。

深度壓力的影響

氣體的體積與壓力成反比⇒下到一定深度後,理論上肺容積<殘氣量。

為了保護肺臟⇒血液流進肺泡周圍的微血管,以支撐肺的形狀(Haemo-compensation)。(參考左下角圖示)

(藍色箭頭)肺受到大量的血液保護,身體偵測到核心器官有大量血液⇒進一步使心臟跳得更慢

(紅色箭頭)血液大量往核心輸送⇒四肢收到的血液量變少,進而強化從末梢血管收縮一路推動至心跳減慢這個過程。

被紅色虛線框起來的藍色箭頭與MDR們,就是整個血液轉移(Blood shift)的過程。因此血液轉移不只是血液集中到肺臟微血管這單一事件而已,而是數個MDR同時交互影響,以維持身體機能穩定運作,讓身體適應深度與閉氣狀態的整個機制

冷水強化MDR

身體遇到冷水時⇒新陳代謝會減慢(Hypometabolism),身體消耗較少氧氣。

冷水⇒也會刺激末梢血管收縮,進而強化從血管收縮一路推動至心跳減慢這個過程。

又回到CO2

二氧化碳升高⇒同樣也會使新陳代謝減慢

二氧化碳濃度高⇒促進氧氣與血紅素的解離,讓氧氣使用效率更好,這就是所謂的波爾效應(BOHR effect)

二氧化碳濃度高⇒脾臟收縮(Spleen contraction),釋放出更多血液,體內有更多血紅素可攜帶氧氣。

總之,二氧化碳是王道

聽完WT的解說,我對於潛水反射才有更完整的認識。二氧化碳升高會激發一連串的生理反應,即使身體正處在深度水壓與長時間閉氣的狀態,也還是能持續穩定運作,身體真的太神奇了!!!也是上完課後,我才認知到原來二氧化碳對自由潛水是如此必須。根據WT的理論,二氧化碳濃度越高,MDR越強烈,潛水表現也越好。因此能夠真正適應二氧化碳的人,才有機會成為頂尖的自由潛水員。

以上是WT的無蹼工作坊訓練筆記,至於此訓練理論是否符合科學理論,就有待查證囉~