2009年,法国潜水员斯特凡·米夫苏德(Stéphane Mifsud)在水箱中静止漂浮,创造了静止性呼吸暂停(静止屏气)11分35秒的世界纪录。 2010年,另一位记录保持者,来自巴西的里卡多·达·伽马·巴伊亚(Ricardo da Gama Bahia)在体内注入氧气超过20分钟,然后在水下屏气20分21秒。这些成就和许多早期的记录都让大多数在陆地上屏气的人感到汗颜,尽管如此,他们可能会发现自己在游泳时也能比平时屏气更长时间。许多人认为,这种现象部分原因在于一种进化而来的生理反应,它有助于海豹、鲸鱼、水獭和其他水生哺乳动物一次在水下停留半小时或更长时间:潜水反射。
当哺乳动物的脸浸入冷水中且气道闭合时,心血管系统中触发的其他变化共同帮助动物最大限度地利用血液和肺部中的氧气。首先,心率显着减慢——在某些海洋哺乳动物中大约降低 90%。在人类中,降幅相对较小:肯塔基大学医学院的 Dexter F. Speck(现)和惠顿学院的 David S. Bruce 在 1978 年的一项研究中发现,潜水反射可使人类的心率降低 10% 或更多。尽管如此,这种变化足以延长断点:即感到不得不呼吸的那一刻。
其次,潜水反射使皮肤和四肢的毛细血管收缩,将血液从身体表面转移到重要器官。这种转移为大脑和心脏节省了更多的氧气,但在某种程度上,它似乎还可以增强躯干以抵抗深处水压的挤压效应。此外,它还有助于在冰冷的水中保持身体的核心温度。然而,一个不利的后果是,四肢的肌肉必须更多地依赖无氧能量代谢来保持工作,因此它们会积累乳酸,并且比在表面进行类似运动时更快地感到疲劳。
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尽管潜水反射是无意识的,但当时在瑞典隆德大学的Erika Schagatay及其同事在2000年的一项研究中发现,通过经验,人类潜水员可以显着增加其中一些变化的幅度,并延迟他们不得不呼吸的时间点。 毫无疑问,这种训练有助于水下记录保持者取得惊人的屏气壮举。