2013. 7. 23. 20:19ㆍ스킨다이빙&프리다이빙/긁어 모은 자료
프리다이빙의 생리학
물속에서 당신의 몸이 어떻게 동작하는지 이해하는 것은 편안한 느낌을 느끼게 해주고 행복함을 느끼게 하며 압력손상(압력과 관련된 부상)을 피하기 위해서 매우 중요하다. 이번 기사에서는 물속으로 잠수했을 때에 프리다이버의 몸에 나타나는 다양한 영향에 대하여 설명하고자 한다.
포유류 잠수 반사
물속으로 얼굴을 잠그는 것은 포유류 잠수 반사를 일으킨다. 이것은 (인간을 포함한)모든 포유류에게서, 특히(고래, 물범과 같은) 해양 포유류에서 발견되는 현상이다. 이 반사는 몸을 산소 절약 모드로 들어가게 하여 물속에서 시간을 최대화 시킨다. 이러한 반사의 영향은 따뜻한 물보다 찬물에서 특히 커지며, 3가지 요소를 포함한다 :
느린맥박, 심박수가 감소한다 (인간의 경우 최대 50% 이하로)
말초 혈관 수축, 뇌와 같은 생명 유지에 필수적인 장기에 공습되는 산소를 증가시키기위하여 사지로의 혈액의 순환이 감소한다
혈액 이동, 깊은 다이빙 동안 높은 압력 속에서 폐가 붕괴되는 것을 막기 위해서 흉강, 즉 목과 횡경막 사이에 있는 가슴으로 피가 이동하는것
따라서 의식적 그리고 무의식적으로 사람은 산소없이 땅에 있을 때 보다 물속에 있을 때 상대적으로 오래 버틸수 있다.
압력
수중 환견은 우리가 살고 있는 지상과는 아주 다른 물리학적 화학적 특징을 가지고 있다. 물은 공기보다 밀도가 높으며, 유기체로 하여금 큰 변화를 하도록 만든다. 그것은 다이버에게 있어서 큰 변화 이다. 가장 주목할 만한 것은 압력이다. 매 다이빙때마다 몸은 수심에따라 비례하는 압력의 변화에 노출된다. 압력의 이러한 변화에는 특별한 행동 전략이 요구된다. 물리에서 공기는 압축이 가능한 반면 액체는 압축이 되지 않는 다고 배웠다. 물은 우리의 몸무게의 70%를 차지하고 있다. 남은 30%는 고체(역시 압축 불가능한)와 가스를 포함한 공간이다. 우리가 다이빙을 할때 이것들이 같은 압력의 변화를 받아 우리에게 영향을 미친다. 그래서 우리가 우리의 몸 또는 장비에 빈공간을 가지고 잠수를 할 때 그것은 압력에 의해 찌그러지기 쉽다. 그러므로, 귀, 폐, 그리고 마스크는 반드시 압력에 대하여 평형이 맞추어줘야 한다.
물리학에서, 수압은 수면에서 아래 방향으로 작용하는 힘의 결과이며, 다음과 같이 주어진다.
P = F/S = 1kg/1cm² = 1 ATM = 1.013 Bar = 1013 MILLIBAR = 760mmHG
대기의, 정수의 그리고 주변의
다이빙에 대하여 말하기 위해, 무엇을 의미하는지 정의하는 것이 필요하다.
(ATM) 대기압. 수면에서 1제곱센티미터의 공간에 10000m 높이(지구를 둘러싸고 있는 대기의 높이)의 수직 공기의 무게가 가하는 압력.
(ATU) 정수압. 물에 잠긴 몸에 대하여 각 제곱 센티미터의 면적들 위로 있는 물의 수직 높이에 의해 가해지는 압력. 10m 깊이당 1ATM과 상응한다.
(ATA)주위 압력. 절대 압력이라고도 불린다. 이것은 항상 1ATM인 해수면에서의 대기압과 10m당 1ATM씩 변하는 정수압의 합이다. 다르게 표한혀면,
ATA = ATM + ATU
Therefore :
|
Sea level |
ATA = 1ATM + 0 ATU = 1 ATA |
| At -10m |
ATA = 1ATM + 1 ATU = 2 ATA |
| At -20m |
ATA = 1ATM + 2 ATU = 3 ATA |
| At -90m |
ATA = 1ATM + 9 ATU = 10 ATA |
보일의 법칙
보일의 법칙에서는:
일정한 온도에서 가스의 부피는 그것에 가해지는 압력에 반비례한다.
프리다이빙을하며 하강하는 동안 다이버의 폐의 부피는 그것에 가해지는 압력에 비례하게 줄어든다는 것을 의미한다. 수심 50m에서 프리다이버는 폐의 부피가 지상에 있을 때의 1/6이 된다. 수년간 폐는 특정 수심에 도달하게되면 무너져버린(압력에 의해 짜부러진다??)다고 믿어졌다. 그러나 최근 혈액 plasta가 복강으로 들어가서 폐 속의 부피가 줄어드는 것을 보완하는 것으로 발견되었다.
초과호흡과 기절
수년동안 프리다이빙 전에 초과호흡을 하는것은 많은 양의 산소를 들이마시고 있기 때문에 물속에서 프리다이버가 머무를 수 있는 능력을 증가시킨다고 생각되어왔다. 그러나 그것을 확실히 잘못된 것이라고 증명되었다. 실제로 일어나는 일은 다음과 같다.
우리의 폐기관계의 화학적 수용기가 우리에거 알려주는 것은:
높은 수치의 CO2 레벨은 산소의 대사작용에 의해 발생하는 것이다.
낮은 O2레벨은 신체의 기본적인 기능을 유지하기 위한 가스의 대사작용에 의해서 도달하게 된다.
CO2가 일정 레벨에 도달하게 되면 호흡을 하도록하는 자극이 시작된다. 초과호흡을 한다는 것은 산소의 레벨은 유지(전체 부피 중 21%)하면서 CO2 레벨을 낮추는 것이다. 뿐만 아니라 그 과정에서 산소를 소모하면서 많은 근육들이 수축하도록 한다. 물 속에 들어갔을 때, 당신은 호흡을 하고 싶은 욕구가 바로 느껴지지 않는 이유는, 이미 말한바와 같이, 이산화 탄소의 레벨이 낮기 때문이다.
호흡의 욕구가 느껴진다면, 당신의 몸에서 산소 레벨이 낮아 뇌를 위해 남은 산소를 절약하기 위하여 몸의 기능을 정지해버리는(기절) 위태로운 한계에 매우 가까워졌기 때문이다. 당신은 특별히 이상한 것을 느끼지 못하지만 수심 깊은 곳에서 상승할때, 특히 압력의 변화가 가장 큰 수심 10m 쯔음에서 당신의 몸은 사전 경보도 없이 기절할 수 있다.
기절(현기증) - 다른 말로 SWB 또는 Shallow Water Blackout 이라고 한다.
도는 다음의 상태에 빠지게 된다.
운동 제어 상실 - 이 또한 LMC 또는 Samba라고 말하며, 이상태에서 몸은 자기도 모르는 움직임을 보이는데 이것이 삼바춤과 닮았기 때문이다.
알려지지 않은 것(미지수)
앞의 내용들은 무호흡에 대한 남자의 반응의 과학적인 이해로 만들어진 결과이다, 하지만 여전히 많은 불확실한 것과 설평이 필요한 생리학 적인 현상들이 남아있다.
"우리는 불가하의하고 매혹적인 길의 시작단계에 있다. 우리는 가야할 방향도 목적지도 모르지만, 그럼에도 불구하고 나아갈 것이다. 그것은 많은 시간이 걸릴 것이다.
출처 : http://freedivingexplained.blogspot.kr/2008/03/basics-of-freediving-freediving.html
잠수 반사가 일어나기 위해서는 긴장이완(Relaxation)이 매우 중요합니다. 잠수 반사가 일어나는 과정을 살펴보면, 얼굴이 물에 잠기게 되면 삼차신경(Trigeminal nerve)이 이를 감지하고 뇌로 정보를 전달합니다. 그럼 뇌에서 미주신경(Vagus nerve)을 활성화시키게 되는데, 이 미주신경이 자율 신경계의 일부분이기 때문에 부교감 신경에 의해 잠수반사가 일어나는 것입니다. 그런데 만약 사람이 흥분, 공포 등을 느끼게 되면 에피네프린(Epinephrine)이니 노르에피네프린(Norepinephrine)이니 하는 것들이 분비되고 교감신경이 흥분되어 오히려 맥박이 빨라지고 근육 등으로 혈류를 더 많이 보내게 되는 거지요.
출처 : http://balisurf.net/user/blog.php/supergun/4154/포유동물_잠수반사_(Mammalian_Dive_Reflex)
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