На одном дыхании: фридайвинг с точки зрения науки

Одно расхожее выражение говорит, что все мы вышли из воды, и на поверку оказывается, что так оно, пожалуй, и есть. В 2011 году чемпионка ЮАР по фридайвингу Ханли Принслу решила установить новый мировой рекорд среди женщин на самое длительное погружение под воду с задержкой дыхания. Выбрав в качестве локации ставшую для многих дайверов последним пристанищем Голубую дыру в Красном море, она достигла отметки 65 метров, задержав дыхание на четыре минуты. Если до 1960-х годов ученые считали, что исход в таких условиях может быть только летальным, то сегодня эмпирики, подобные Принслу, ставят перед ними вопрос, к каким рычагам, спрятанным от нас эволюцией, мы не утратили доступ окончательно, и как описать научным языком тот чувственный опыт, что захлестывает испытателей в минуты этого плавного и опасного падения на дно. «Невероятно» — это только слово, за которым скрываются тонкие механизмы физиологии.

Пионеры

Фридайвинг начался с одной азартной авантюры. В 1949 году итальянский пилот болгарского происхождения Раймондо Буше заключил пари на 50 тысяч лир с ныряльщиком Эннио Фалько. Предметом спора стало то, что Буше безо всякого специального снаряжения уйдет под воду на 30 метров. Дело происходило близ острова Капри. Фалько облачился в акваланг и, будучи исполненным скептицизма, занял позицию на установленной глубине. Вскоре ему пришлось расстаться со своими деньгами - Буше (к слову сказать, имевший опыт подводной охоты с гарпуном) свое слово сдержал. И 30 метров оказались впоследствии не пределом.
Восстание против науки

Узнав об этом, ученые оцепенели – ведь такие парадоксы ставят под удар непогрешимость их любимых законов. Законов, на которых, на минуточку, держится мир! В этот раз под удар встал закон, открытый в 1662 году Робертом Бойлем. Вспоминаем классику школьной программы: «При постоянных температуре и массе газа произведение давления газа на его объем постоянно». Теперь адаптируем его к нашим фридайверам: с каждым метром погружения давление воды на легкие возрастает, и логично предположить, что они сжимаются в объеме, заставляя запасенный в них воздух выходить прочь. Из закона Бойля можно также получить глубину, на которой легкие, по идее, должны начать разрываться – те самые 30 метров.
Эксперимент Пера Сколандера

Сразу скажем: закон Бойля все еще работает, мир в безопасности, мы будем жить. Но у эволюции оказались законы похитрее – она заложила в нас несколько механизмов подводного выживания. Один из таких в 1962 году обнаружил шведский ученый Пер Сколандер, физиолог Института океанографии города Сан-Диего. Он поместил нескольких испытуемых в емкости с водой и фиксировал скорость их сердцебиения. К его удивлению, сердца замедлили темп. На этом он не успокоился: он велел своим подопытным нырнуть и начать делать упражнения, которые точно бы ускорили сердечный ритм на поверхности земли; безрезультатно.
Рефлекс ныряльщика

В поиске ответа Сколандер обратился к братьям нашим меньшим – уткам, тюленям, морским свинкам, пингвинам и бобрам. В их физиологии он обнаружил то, что назвал «рефлексом ныряльщика». При погружении в воду у всех этих животных наступает состояние, похожее на гибернацию: процессы жизнедеятельности замедляются, частота сердцебиения снижается, периферийная система кровообращения закрывается, и это вынуждает кровь – а вместе с ней и кислород – поступать обратно в жизненно важные органы, в том числе легкие.
До посинения

Сколандер обнаружил, что с людьми подобный фокус с оттоком крови назад в органы не проходит, но у них существует другой механизм выживания - вазоконстрикция, или сужение сосудов. В условиях дефицита кислорода мышцы прибегают к анаэробному методу и вырабатывают лактат. Это и есть наша дополнительная энергия. Правда, процесс имеет свой побочный эффект в виде посиневших конечностей.
Селезенка

Одно время считалось, что без этого органа можно и обойтись. Но тогда и о всяком фридайвинге можно забыть. Исследования показали, что селезенка служит контейнером для запасной крови, и когда дефолтного количества в организме становится недостаточно, его компенсирует как раз кровь, сбереженная в селезенке, кислород в которой позволяет продлить время задержки дыхания на 30 секунд. Взгляните на объем этого органа у глубоководных млекопитающих и увидите, что он больше нормального.
Замедление обмена веществ

Разницу между максимальным и минимальным уровнем кислорода в крови задает метаболизм, который поддается регуляции, если мы сократим расходы энергии на ряд операций. Скажем, мы можем заставить себя меньше двигаться и меньше думать, что сбережет драгоценный кислород.
Глубоководная магия

В 2000 году к пульмонологу Ральфу Поткину обратилась группа канадских фридайверов. Они сказали специалисту, что владеют уникальной техникой расширения легких. Происходило это следующим образом: фридайверы совершали серию глубоких вдохов, стараясь по максимуму заполнить легкие кислородом, а премиальный объем набирался за счет глотания. Фактически воздух как бы заталкивался в легкие. Эта техника носит название «глоссофарингеальное вдувание» или «набивка легких», и прежде всего она практикуется с целью возвращения легким их нормального объема, но никак не его увеличения. Она дает свои плоды – легкие способны к сохранению дополнительного литра воздуха. Уличный маг Дэвид Блейн о ней тоже знает – без нее своих рекордов он бы просто не поставил.
Йога

Ханли Принслу прошла достойную подготовку, проведя месяц в занятиях медитацией и виньяса-йогой в гималайском ашраме. Испытанные там ощущения застали ее где-то спустя пять минут после начала погружения: медитативное состояние, где царит абсолютная безмятежность и полная свобода от мыслей. Одним из первых, кто стал объединять медитацию и спорт, был Жак Майоль. В итоге это позволило ему еще в 1976 году уйти на глубину 100 метров. Если на этом месте вы решили спросить, что же такого особенного в рекорде Принслу по сравнению с рекордом Майоля, то учтите, что легкие у женщин гораздо меньше, чем у мужчин.
Ценой собственной крови

Никакая проверка своего организма на прочность не проходит бесследно. Как возможный сценарий, у фридайверов может наблюдаться кашель с кровью или гемморагический отек легких, что может закончиться весьма плачевно, как в случае Николаса Меволи, потерявшего сознание и не вернувшегося в него спустя 30 секунд после подъема с 72- метровой глубины.