自由潜最强隐藏技能:MDR(哺乳动物潜水反射)

​哺乳动物都由子宫孕育。子宫的羊膜腔内充满了液体,医学上称其为羊水。目前的理论认为胚胎发育在羊水中是为了模拟远古时代生命起源于海洋的原始环境。胎儿类似自由潜水状态漂浮沉浸在羊水的环境中,没有肺部的呼吸,其躯体和肢体有着广泛自由的活动范围,能很舒畅的保持关节的灵活性,拥有划游,吞咽等与生俱来的能力


前言

早期的医学界有个不解之谜,即长久以来科学理论都认为人类无法一口气下潜过深,因为周围上升的压力会挤压自由潜水员的肺部导致出现不可避免的损伤,但是那些大深度自由潜水员,他们不仅活着回到水面,还毫发无损

蓝洞深度挑战

此外,我们无法得知如日本海女,希腊海绵采集者,海上吉普赛巴瑶族或渔猎手等专业闭气潜水员,是如何做到多次长时间闭气并且同时保持运动状态的。更神奇的是这些潜水员就算在陆地上完全放松并且不在肢体动作上浪费任何能量,也不能做到同样的闭气时间,似乎必须回到海洋才能让他们找回那种状态

巴瑶人正在渔猎


一些谜团通过现今科学得到了解释,我们称之为哺乳动物潜水反射MDR( 尽管在其他物种上也观察到了同样的反射 )。这种反射存在于所有水中哺乳动物,如鲸鱼或海豚,但是对于陆地上的小型哺乳动物同样适用,其中也包括人类


· 什么是「哺乳动物潜水反射」?

定义和效果

对于哺乳动物潜水反射(MDR),甚至在命名上都依然存在学术争议。MDR是通过一些刺激而引发的一系列的身体反应(又叫“ 适应 ”)。也经常错误地被称为“ 潜水反射 ”。然而“反射”(生物学上)指单个刺激(如火焰)引发的单个反应(如手指碰到热锅立刻躲开),这显然不适用于MDR


生物学上的反射跟日常中提到的反射并不是一个概念


其触发原因和身体反应是一套具有很多可能性的相互作用的复杂系统 。

举例来说,高二氧化碳浓度(高碳酸血症)造成末端血管收缩,从而导致躯干液体过多(中枢性高血压)。神经系统相应通过降低心率(心跳放缓)来恢复从心脏到整个循环系统的血量输出总量(心排血量)。其他同时发生反应的路径与其组合在一起共同形成MDR


目前已知的一些刺激或者触发条件 :

• 闭气(体内CO2浓度升高)

• 浸入水中

• 下潜中的肺容量低于RV(残气量:是完全呼气后的肺部剩余空气量)

• 低温


触发引起的一系列的身体反应或适应 :

• 末端血管收缩

• 心跳变缓

• 脾脏效应

• 血液转移 / 血液补偿

• 新陈代谢变慢


· 「潜水反射」时有哪些生理变化?


末端血管收缩

“ 血管 ”意为血液的管道,血管收缩指血管变窄。而血管舒张正好相反,指血管变宽。末端的意思是血管收缩发生在身体四肢,主要是双腿和双臂,其中包括手和脚

减少四肢肌肉的氧气供给量意味着可以有更多血液用于躯干,以延长大脑和其他重要器官在不呼吸的状态下正常运作的时间

末端供血减少导致小手冰冰凉

心跳变缓

一般来说,心跳变缓的意思是成人心率每分钟低于60次bpm。医学范畴来说,这是一种心率失常或者心跳不规则(正常人心率在60-100bpm,大部分人在70-90bpm),但是只有在正常状态下心率低于50bpm时,才被视为健康出现问题。心脏是一块肌肉,在如闭气的特殊状态下放慢活动频率是对我们有益处的,能够保存更多能量。未经训练的人体会在MDR的影响下心率降低25%,而在训练有素的自由潜水员中,可观察到他们的心率会比普通放松状态时下降50%。极限深度运动员心率最低可达20bpm左右


这种属于心率严重失常


末端血管收缩和心跳变缓之间具有一定相关性 :末端血管收缩越剧烈,心率下降越明显

脾脏效应

脾脏是人体内储存红细胞的容器。当我们体内的全部血液循环通过脾脏时,这个器官充当了储存红细胞的角色。出现紧急情况(如严重出血事故),或体内需要更多氧气供给时,可以释放这些红细胞应急。在如闭气一类的特殊情况下触发MDR,身体需要额外的氧气携带能力。这时脾脏会开始收缩并向血液释放储存的红细胞。红细胞数量的提升令身体能够在血液中运载更多氧气,从而加强闭气能力

巴瑶族的人脾脏平均比其他普通人大50%

血液转移 / 血液补偿

Enzo Maiorca在1962年成为首个下潜超过50米并且毫发无损的自由潜水员 。在此之前,这种行为被认为对人体有害,因为人们推测肋骨会因为上升的水压而向内变形 。然而在1974年,针对Jacques Mayol的研究终于发现所有哺乳动物包括人类,存在一种可以下潜至更深的生理机制,这种机制叫做血液转移,又称为血液补偿 。由于末端血管收缩,大量血液汇聚在重要器官,提供足够抵御外部压强的血压,可用于保护重要器官和大脑


Jacques Mayol (左) 和 Enzo Maiorca(右)的故事是电影《碧海蓝天》的原型

当自由潜水员下潜超过残气量深度时,由于血液转移的作用,肺部仍然可以继续被挤压。肺泡的血管获取更多血液并且开始扩张,补偿由于压力所造成的体积减小。因此能够占据通常空气在肺泡中所占据的空间。把肺泡想象成一个橘子:果肉是肺泡内的空气量,果皮是环绕着“ 气囊 ”的血管。当这个橘子在水中越沉越深时,果肉的体积随着压力的增大而越来越小,果皮紧接着开始膨胀以补偿减小的体积。橘子整个体型的缩小速度比单个果肉的缩小速度慢:也就是说在大深度下,橘子的果肉更小而果皮更厚。(现实生活中的橘子由液体和固体组成,在水下不会被压缩,这里只是打个比方)


新陈代谢减慢

新陈代谢是指生物体有机细胞之间的所有化学交换过程。这个抽象定义包含一些极为具体的身体活动,比如消化。其中一些化学活动利用氧气将营养转换为能量和体热

低代谢率因此能够降低身体对氧气的摄取量,进而在闭气过程中向重要器官和大脑供给更多氧气。出现的副作用 :体温下降,身体所有生化反应都会释放出热能并随之产生体热,当新陈代谢降低时,释放的热量自然减少


低代谢率的典范(行动迟缓,没有体温,不吃不喝不排泄)


· 「潜水反射」在自由潜水运动中的应用

节约氧气

MDR的主要作用是帮助我们在潜水中节省氧气 。这个效应通过降低心率( 心跳放缓 )和放慢新陈代谢,也就是减少身体氧气消耗来延长闭气时间


更高效的利用氧气

其次,MDR令我们的身体能够在闭气过程中更高效的利用氧气 。降低流向非必要肌肉和器官的血流量 。这些非必要肌肉无法得到足够的血液供给,却依然可以在低氧模式下维持长时间正常运作 。这种状态发生于特定肌肉的工作量高于氧气供给量时 。肌肉会持续运作直到其能量储存耗尽


预防肺挤压伤

最重要的一点是,MDR能够在大深度下对肺部进行保护。肺挤压伤的主要原因是下潜超过RV深度时,尽管由于胸腔和横膈膜柔韧性不足而导致肺部已经出现负压,却依然继续下潜。血液转移可以推迟肺部中负压的产生,我们因此可以下潜更深。如果没有血液转移,任何哺乳动物,包括人类,都不可能下潜超过25-35米而不受到伤害

预防挤压伤,下深度前的满空肺拉伸同样尤为重要


副作用:

乳酸堆积

血管收缩导致通向四肢的血流量减少,其中肌肉的氧气供给也因此降低。这些受到影响的肌肉可以持续运作一段时间,但是会在低氧状态下耗尽能量储备。血液循环不仅向肌肉提供氧气,还会将肌肉产生的废料运送出去,如CO2或乳酸 。血管收缩所导致的血流量降低会抑制这个废料排出程序,造成四肢肌肉中乳酸的堆积

我酸了,你呢?


呕吐

低代谢率是身体所有生化过程变缓直到低于“正常水平”的一种状态。因此在自由潜水过程中由于胃部逐渐降低工作效率直至停止消化,身体可能会发生呕吐以排出胃中的食物。因此一般建议下水之前不要吃太饱


低温

如果一个自由潜水员过长时间保持低代谢率,他/她可能会更快感到寒冷。在一些极端情况中,甚至会造成低温症的现象发生,潜水员会开始颤抖并且无法放松


脱水

由于肺循环中的血液量急剧上升,导致体内液体过剩。肾脏于是立刻开始制造尿液,这是最简单也最快速能够减少过剩血液量的方法:排尿。因此会流失大量体液,并且可能会脱水。所以在自由潜水前后补水至关重要


脱水前和脱水后


· 如何激发「潜水反射」

哺乳动物潜水反射在海洋哺乳动物中表现非常明显,然而人类的MDR天生比较薄弱。尽管如此,通过面部浸水就可触发心跳变缓,如果是反复的浸入冷水效果会更好。对于自由潜水来说,水中的静态闭气和动态闭气训练都可以帮助激发,适度的低温同样可以让效果更好


为了追求低温直接开始冰潜就太极端了


哺乳动物潜水反射意味着重新启动一项被遗忘的天生机制。只要给予充足的时间,足够的耐性和训练,就像自由潜水中的所有能力一样,MDR也能够更加明显,更加迅速以及更加有效


  • 部分图片来源于网络

发布于 2020-03-03 11:48