, E( V" T5 q5 x9 ^
原创文章版权归微信公众号 . p1 Z7 S6 U- A+ t
“把科学带回家”所有
, Z) M) d' [/ p9 S, ~# R. V 撰文 七君
+ `9 g4 H. @8 e5 h* r p, x, ^
! |& N5 l6 W" h& \9 r# X9 u' B" H1 f 美国花样游泳运动员 Anita Alvarez 在今年的世界游泳锦标赛上在泳池里晕倒。图片来源:AFP-JIJI
" m" Q; L, c- l/ g5 C! l, L1 [. I 最近一则新闻上了国内外各大媒体的头条。在今年6月的世界游泳锦标赛上,美国花样游泳运动员 Anita Alvarez 在泳池中晕厥,她的教练 Andrea Fuentes Fache 发现状况不对后迅速将她救起。
2 [5 o% n% z5 H0 ?# y) O 不知道大家注意到一个细节没有:这个运动员并没有吐泡泡,也就是说她在水下晕厥后并没有呼吸。这也太可怕了吧,不呼吸岂不是会缺氧而死?
5 R' z0 _0 A* f" [$ |5 R* d6 { 实际上,这是人体在水下的一种自动化保护机制,而比这种保护机制更可怕的则是这位运动员昏迷的原因。 & y' X5 V5 `7 e* n% H1 ^, V
先来看这种保护机制:喉痉挛(laryngospasm)。
+ M ]* L( n1 ~' X% H 喉痉挛的主要作用是防止你在水下自主呼吸,因为肺部进水比短暂缺氧更致命。喉痉挛是不由自主的,不受意识控制,而在无意识的情况下也会发生喉痉挛。 - \! [9 }& X$ p; T' |: L$ A
( K0 {7 P/ ~+ k8 ^$ t8 I
5 }8 |) D$ u+ \ 1 D' [- N9 O5 D# m- i, E- ?( o
喉痉挛发生时,气管因为声带(那个小洞)闭锁而被封上了。图片来源:Mooncat Publications
% Y6 d; x; P) J 那么,什么情况下会发生喉痉挛? 0 |% \# g7 m, q; U- z
触发喉痉挛的条件一般是声带进水。当然了,声带进血或异物(比如手术插管),或者服用某些药物(如氯胺酮)时也会引发喉痉挛。
3 D7 h# X% [5 |- F7 o( b) m 那么,如果一直没有人救会怎样呢?
' p) i& I5 i3 y& N; C x 喉痉挛一般持续不到1分钟,在喉痉挛后期,人体消耗完了所有的氧气,此时喉痉挛消失,身体会出现一次孤注一掷的自救式呼吸。如果这个时候溺水者还在水下那就会遭遇不幸。实际上,大约10%的溺水者死于喉痉挛。
9 Q, @& w9 @$ K# U
7 H* ]' J7 z3 | 1 X9 s/ D' }. x0 o
% ^8 Z5 ~% ~5 j- j/ E0 H
所以第二个问题就来了,作为专业运动员,她怎么会不知道自己喘不上气了呢? 9 U" Q" @7 d; u# e8 x6 Q
实际上,这个选手很可能发生了在专业人士身上常见的浅水昏迷(shallow water blackout)。 9 {! L- [; c& [' j$ | p6 V: g! `
潜水员从水下深处回到水面的过程中常发生昏迷,“浅水昏迷”的名字就是这么来的。浅水昏迷的主要原因是缺氧,因此也叫缺氧昏迷(Hypoxic Blackout)。
X2 c7 y2 U1 ?# k( `! n6 ~$ m% Q
0 }: ?: C: Y" g3 H% P* o8 G 图片为演员示意。图片来源:wikiwand " W' j T3 ~0 ~
从水下上升到水面的过程中,血液中氧气的分压降低,因此潜水员会缺氧昏迷。那么一直在水面附近游泳的人怎么会发生浅水昏迷呢?
6 S! g7 l Y. t/ q( B: @# t 运动员发生浅水昏迷是因为闭气太久,这就是为什么浅水昏迷常发生在专业潜水员和游泳健将身上,普通人反而不容易发生浅水昏迷。 8 \' ~4 ?: G A4 Y
浅水昏迷预防组织(Shallow Water Blackout Prevention)介绍,即使是专业游泳运动员、海豹突击队队员、以潜水为生的渔夫都难逃浅水昏迷的魔咒。 ' W* f" v# j- G7 ]( b5 [. \9 a% a4 W
7 v: d" Q4 A" E. [6 n$ y0 B
0 L; j. H5 A$ E1 q$ m' X$ Q 3 d# i, s f9 D. J6 X* I# \
你可能觉得奇怪,一个人,尤其是训练有素的游泳健将难道不知道自己缺氧了吗?
& G2 f8 m! ?4 K* F! F) h 是的,其实你意识不到自己缺氧了,因为让人有呼吸冲动的是血液中过高的二氧化碳浓度,而不是过低的氧气浓度。 - ~) ^3 o, T- D
一般情况下,随着体内氧气浓度的降低,二氧化碳浓度会相应上升。因此在憋气一段时间后,由于二氧化碳浓度过高,你会感觉必须要换气。
W* U& t, d! C
- i- v# D6 u# z) |( k 正常情况下,憋气(蓝色区间)时间越久,血液中氧气(红色)浓度越低,而二氧化碳(蓝色)浓度越高,二氧化碳的高浓度促发呼吸反射。图片来源:wikiwand
" `( A0 A) x# H 但是在专业游泳运动员身上则是另一种情况了。专业选手必须要接受高强度的间歇性低氧训练。在经历了长久的憋气训练后,他们可以在下水前进行过度换气(hyperventilate),也就是大量排出二氧化碳,让血液中的二氧化碳降到很低的水平,即获得低碳酸血(hypocapnia)。 1 {$ W) H* P* j- F6 y
而由于过度换气,在潜水时,他们体内积聚的二氧化碳的水平保持在相对低位,但氧气却被提前消耗完了,这就是浅水昏迷趁虚而入的好时机。 # ~% x- t1 P3 f3 m
5 ?8 A& A3 x* l. a8 `1 T2 X% t9 B
专业人士潜水前若过度换气,那么在二氧化碳(蓝色)触发呼吸反射前(蓝色区间),血液中氧气(红色)浓度就会到达警戒值(红点),诱发昏迷(红色区间)。图片来源:wikiwand
0 `; @. }+ _" j! t: C& \- q 浅水昏迷发生时没有任何征兆。更诡异的是,人体不但不会对缺氧感到恐惧,有些人甚至还会在缺氧时感到一种诡异的快感。美国联邦航空管理局(FAA)指出,一些人在缺氧的情况下会感到很幸福,觉得自己一切都好,虽然他们此时的认知能力连说出自己的名字也做不到。
( Z& r( k+ y4 E. ]# B* P 这就是为什么,发生浅水昏迷的人不但不知道自己缺氧,甚至有可能在快感的驱动下持续闭气。
, y7 K. b+ Q- ^, w. ? l4 ]2 e; e / z4 d1 S; r" O, K" @4 x
因为缺氧而发蓝的手。图片来源:wikipedia 1 @9 e5 G7 l0 G8 s/ L& N3 B. a& ?
更可怕的是,浅水昏迷的杀人速度比一般溺水快多了。一般的溺水者在6-8分钟后才会出现脑损伤和死亡。但是浅水昏迷发生后,离脑损伤只有大约2分半的时间。
* Y1 f: @) X' d& F 大家可以感受一下在2019年的某次国际自由潜水比赛上,这些运动员身上浅水昏迷的发生速度有多么快,多么无情,多么无理取闹:
1 [$ ~6 a& y8 ~; j% p # ?# R. W) {1 Y- E
: J4 h {/ S# @8 A& y
2 ~* r3 b! @: r" v
9 V5 J+ \: \- e; t3 n [
: {* J6 s& A, h+ J2 l, P
% d8 U. L6 J2 E" V/ { : A5 Z7 A3 @' j
! J' V: W6 h# }5 P s 3 c3 m) j; q, ^6 T1 \/ g9 q) M* ?9 v
2019年的某次自由潜水比赛上不少选手发生了浅水昏迷。图片来源:valerio.l105 ) S9 _4 N# M5 Y4 x7 [
你看,这些职业选手在众多救援人员的看护下,在游泳池里发生浅水昏迷都如此惊悚了,更不要说独自逞强时的意外了。
' {6 S. F4 K$ s( E" | 浅水昏迷方面的专家、Aquatic Safety Research Group(水中运动安全研究组织)的创立者、美国医生 Tom Griffith 指出,浅水昏迷是专业游泳运动员溺水的第一大原因,而死于浅水昏迷的大多是健康的年轻人。
1 ]' y' M2 K9 O* M1 D6 h
9 S2 I5 A0 m+ I% P' {# [ 图片来源:wikimedia
3 U( Q2 e- k0 v5 q 虽然在专业游泳和潜水课上老师可能会提到这个危险,但是大多数普通人对此毫不知情。 . d M; I# s& N: z g5 w
当然,这一点也不能怪大家。虽然人类划水的历史可以追溯到…人类成为人类之前,但是关于浅水昏迷的记录却令人意外地年轻。可能古人无法将浅水昏迷和普通溺水区别开来吧。 / N6 A: r9 W) c Z5 Z8 ?
Griffith 表示,浅水昏迷的最早记录只能追溯到20世纪50年代,而直到20世纪80年代这个现象才在圈内人士中逐渐普及开来,而到了千禧年左右,浅水昏迷才开始大众的视野。 0 l' u; n! w8 t; z" z! {
总之你现在明白了吧,人是有可能憋死自己的,而且还是在不自觉的情况下。
! @# F- {6 u, z) X5 }0 q) M 溺水选手气量广,缺氧病人幻乐多
7 d4 l7 {; c7 B! ^6 F; B: k4 Q 封面来源:AFP-JIJI ' |* Z! p2 W- u0 C
参考资料: 4 ~$ A& C0 `- }- `5 \! X- {
https://docs.qq.com/doc/DVFJnSHVNUmFZdUJS 8 j" w! W; `" V. j5 X9 S* e
不过瘾?关注微信公众号“把科学带回家”,把有趣有料的科普一网打尽!
/ o! s8 N( c' h7 j1 L7 w 凡本公众号转载、引用的文章 、图片、音频、视频文件等资料的版权归版权所有人所有,因此产生相关后果,由版权所有人、原始发布者和内容提供者承担,如有侵权请联系删除。
0 T3 v# h. E0 b/ X8 _+ J9 S* `' a# _, `
& m+ `+ i, }" i8 X' i. U4 w0 }/ n
& r. k6 B0 _- F- u. `; C- U% p" w
! d6 S9 Y, c% e+ V* L, n |