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4 V9 I9 T t1 |' \ “把科学带回家”所有 6 G6 |" s- D3 ^, X! y
撰文 七君
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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
0 p9 B! r$ W6 V: F9 D 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。
: Z+ K6 q# C! v# P6 r$ v2 D 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? + o1 J( L. x# B8 S- Q% b/ E) M
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。
/ R* }" o* \1 F 先来看这种保护机制:喉痉挛(laryngospasm)。
2 O* v8 z8 E" ]/ J J9 L: D 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。
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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
( F$ o- ]( a2 x' D/ n) I4 i 那么,什么情况下会发生喉痉挛? 4 ^$ }, g0 H7 h' |5 `
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。
6 R( \ L2 O, E; \3 r2 z$ U 那么,如果一直没有人救会怎样呢? , S/ X8 @5 {, [) e8 W4 m
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。 5 v# X* R) u( N) H) ^% E- e
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1 K. O& I6 u2 I8 [0 B! U+ L1 b 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? 5 ^; w: s8 s0 C! v3 j
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)。
& A a' V/ R) z# p/ M* {2 f 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)。 1 P4 o( S+ Z# s' {
4 m9 g1 w! F: c) x 图片为演员示意。图片来源:wikiwand
( A( V2 i- z& b- Y& G( n+ t 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? . m; o5 l" {; `( Z8 k. e
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。 1 _# {. Q; E5 Z4 X/ I7 A
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。 : ^& V( T9 t3 d
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1 v |% `' l6 h 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?
( y5 Y: _5 [' \" X @ 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。 5 \1 ~/ G7 ?. O& i
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。
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3 z2 y2 c/ q. b2 M3 U* b 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
" L# ~& {' t! W) t$ R. k 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)。 * j* H& H" U; f# P
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。
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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 , h) M2 o6 h* b$ k( @+ m
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。 2 a9 |* Z2 k% L3 q2 T
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。
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因为缺氧而发蓝的手。图片来源:wikipedia + G9 p5 P8 P% p6 i' q2 B
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。 / ~7 P9 l+ I1 f7 R* w+ e* [
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: ' y& B* X& ^. {/ H" p, P
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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
" V, [0 c! X# ]' M! B5 u+ E: f4 |! T 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。 ' r. D k& z c/ v8 }- G
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。
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图片来源:wikimedia ! K9 Y& c5 \8 }& c6 ~1 Y: R8 @$ b" w
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。 ; K/ O# z& C0 w( e! R) f
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。
- y! u2 ]" e" A) X! Q o6 \ i 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。 \9 Y9 u+ n" k# ]0 s
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。 ) y0 h n! m% C! {& k; D8 E' D
溺水选手气量广,缺氧病人幻乐多 1 h8 n0 A! ]6 x- h
封面来源:AFP-JIJI
. k* d5 z6 g% w" Q8 j6 L4 W3 {4 _+ ? 参考资料:
4 |6 J0 _ O# T! I2 i+ R. r: ]: H https://docs.qq.com/doc/DVFJnSHVNUmFZdUJS
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