Физиологические реакции на изменение давления во внутренних полостях организма

Среди всех изменений, происходящих в организме во время погружения, реакции на изменение давления являются самыми заметными. Каждый начинающий дайвер при погружении более чем на метр, начинает чувствовать воздействие давления на уши (одну из внутренних полостей организма). Неприятные ощущения, как правило, быстро исчезают при продувании.

Вода и твердые вещества составляют большую часть тканей организма, поэтому, как было сказано в четвертой главе, в условиях дайвинга мы рассматриваем ткани человеческого тела как несжимаемые. Благодаря этому дайверы, с использованием специальных газовых смесей, могут погружаться на глубины до 700 метров. (Тем не менее, на экстремальных глубинах даже «несжимаемые» жидкости и твердые вещества могут сжиматься, что вносит изменения в структуру белков и других макромолекулярных соединений; эти явления, однако, возникают только на глубинах, на которые обычно не спускаются даже коммерческие дайверы).

В то же время, газы легко сжимаются, поэтому все полости организма, содержащие воздух (уши, придаточные пазухи носа и легкие), а также подмасочное пространство, испытывают на себе последствия изменения окружающего давления. Чтобы приспособиться к этим изменениям, все внутренние воздушные полости организма могут наполняться газом и избавляться от него. На искусственные полости организма, как например подмасочное пространство и пространство внутри сухого костюма, влияют те же факторы, что и на естественные полости организма.

Уши. Действие гидростатического давления (давления воды) можно почувствовать уже на глубине в один метр. Во время спуска вы произвольно выравниваете давление в ушах с нарастающим давлением окружающей воды, чтобы предотвратить возникновение неприятных ощущений.

Знакомство с анатомией уха объясняет, как и почему нам приходится выравнивать давление. Ухо разделено на наружный, средний и внутренний отделы, каждый из которых имеет собственную функцию в формировании слуха. Наружное ухо ловит звуковые волны из воздуха (или из воды) и проводит их по слуховому каналу к барабанной перепонке (тимпанической мембране), находящейся в среднем ухе.

Барабанная перепонка образует воздухонепроницаемый барьер, разделяющий наружный и средний отдел уха. Звуковые волны вызывают колебания барабанной перепонки, соединенной с тремя косточками, которые в свою очередь воспринимают и усиливают вибрацию. Колебания, усиленные косточками, передаются улитке, составляющей внутренний отдел уха.

Улитка представляет собой орган, частично заполненный жидкостью - перилимфой. Косточки среднего уха соединяются с овальным окном улитки, которое выгибается внутрь и наружу в ответ на передаваемые колебания. Когда овальное окно изгибается, перилимфа сжимается, образуя волны, распространяющиеся в полости улитки. Волны перилимфы стимулируют слуховой нерв, превращая энергию колебания в нервные импульсы, обрабатываемые мозгом.

Круглое окно улитки работает как компенсатор давления. Оно выгибается наружу, в то время как овальное окно прогибается внутрь, воздействуя на несжимаемую перилимфу, и наоборот - когда овальное окно выгибается наружу, изменение давления в улитке увлекает круглое окно внутрь. Без этой компенсаторной реакции вибрация не могла бы распространяться в виде волн, и мы не смогли бы слышать.

Вестибулярные каналы (вестибулярный аппарат), отвечающие за ориентацию в пространстве и равновесие, также находятся во внутреннем отделе уха. Хотя вестибулярные каналы и не участвуют в формировании слуха, они соединены с улиткой посредством перилимфатической системы. Поэтому эффекты, которые вызывает изменение давления в полости уха, затрагивают не только слух, но и чувство равновесия.

Изменение окружающего давления оказывает воздействие на средний отдел уха. Наружный отдел уха сообщается с окружающей средой и давление в слуховой трубе всегда находится в равновесии с окружающим давлением. Внутреннее ухо заполнено несжимаемой жидкостью и поэтому не реагирует на изменения окружающего давления. Средний отдел уха имеет полость, заполненную воздухом (газом), и поэтому под действием давления в нем происходят изменения. Среднее ухо соединяется с носоглоткой через Евстахиеву трубу.

Во время спуска на глубину гидростатическое давление воздействует на барабанную перепонку, в то время как газ в полости среднего уха сжимается. Чтобы выровнять давление по обе стороны перепонки, вы поддуваете воздух в полость среднего уха через Евстахиеву трубу, восстанавливая объем газа внутри этой полости.

Обычно дайверы выравнивают давление способом Вальсальвы или способом Френзеля. При использовании обеих методик вы повышаете давление в носоглотке, одновременно заставляя ткани вокруг Евстахиевой трубы расслабиться и пропустить воздух в полость среднего уха. Методики различаются тем, что по методу Вальсальвы вы выдыхаете в зажатый нос, используя диафрагму, а по методу Френзеля напрягаете мышцы глотки, сжимая находящийся в носоглотке воздух.

Использование способа Френзеля уменьшает возможность разрыва круглого окна (эта проблема будет рассмотрена далее), но требует больше времени. Начинающие дайверы учатся выравнивать давление «выдыхая в зажатый нос», и большинство из них поначалу используют способ Вальсальвы. Так или иначе, привыкнув выравнивать давление, вы, вероятно, неосознанно перейдете на метод Френзеля.

Во время всплытия давление в полости среднего уха обычно выравнивается без вашей помощи. Расширяющийся газ легко выходит через Евстахиеву трубу, поэтому обычно во время всплытия с давлением в ушах ничего делать не нужно.