Για αποκτήσει κανείς μια βασική κατανόηση της καταδυτικής φυσιολογίας χρειάζεται να γνωρίζει ορισμένα βασικά πράγματα για το κυκλοφορικό και αναπνευστικό σύστημα. Το κυκλοφορικό και το αναπνευστικό είναι δύο αλληλένδετα συστήματα που συνεργάζονται και προσφέρουν στο σώμα μας τον αέρα που χρειάζεται, όπως και τα απαραίτητα θρεπτικά στοιχεία. Είναι μάλιστα τα δύο κύρια συστήματα που αντιδρούν στις συνθήκες του υποβρύχιου περιβάλλοντος.

 

    Το κυκλοφορικό σύστημα μεταφέρει οξυγόνο από το αναπνευστικό σύστημα και θρεπτικά στοιχεία από το πεπτικό σύστημα στους ιστούς του σώματος, ενώ παράλληλα βοηθά τον οργανισμό να αποβάλλει το διοξείδιο του άνθρακος και τα άχρηστα στοιχεία. Αν και όλες οι παραπάνω λειτουργίες είναι ουσιαστικές για τη συντήρηση του οργανισμού, εκείνη που παρουσιάζει μεγαλύτερο ενδιαφέρον είναι η ανταλλαγή αερίων μέσω του αναπνευστικού συστήματος.

 

    Όλα τα ζωντανά κύτταρα του ανθρώπινου σώματος χρησιμοποιούν οξυγόνο για να μεταβολίσουν τα θρεπτικά στοιχεία που συμμετέχουν στη συντήρηση του οργανισμού στη ζωή. Εντούτοις, ορισμένοι ιστοί μπορούν να επιβιώσουν χωρίς οξυγόνο ακόμη και για αρκετές ώρες. Κάποιοι άλλοι, όμως, πεθαίνουν πολύ σύντομα. Ιδιαίτερα ο εγκέφαλος και το νευρικό σύστημα απαιτούν υψηλή και διαρκή παροχή οξυγόνου. Μόνον οι νευρικοί ιστοί καταναλώνουν περίπου το 1/5 του οξυγόνου που μεταφέρει το κυκλοφορικό σύστημα μέσω του αίματος.

 

    Προκειμένου τώρα να μεταφέρει το οξυγόνο το αίμα διαθέτει μια πρωτεΐνη στα ερυθρά αιμοσφαίρια που ονομάζεται αιμοσφαιρίνη. Εκείνο που πρέπει να προσέξει κανείς εδώ είναι το γεγονός ότι η αιμοσφαιρίνη δεσμεύει το μονοξείδιο του άνθρακος περίπου 200 φορές περισσότερο από ό,τι το οξυγόνο και χρειάζεται περίπου 8-12 ώρες για να το αποβάλλει. Τώρα, το αναπνευστικό σύστημα λειτουργεί σε συνδυασμό με το κυκλοφορικό, προκειμένου να δημιουργήσει στην αιμοσφαιρίνη το κατάλληλο περιβάλλον, έτσι ώστε να γίνει η ανταλλαγή των αερίων.

 

    Η αναπνοή ξεκινά όταν το σώμα μας ανιχνεύει αύξηση του διοξειδίου του άνθρακος και μείωση του οξυγόνου στο αίμα. Τότε συγκεκριμένα κέντρα στον εγκέφαλο παρέχουν ανακλαστικά την εντολή για αναπνοή. Είναι, λοιπόν, η παρουσία και το επίπεδο διοξειδίου του άνθρακος στο αίμα που ελέγχει την αναπνοή και όχι το οξυγόνο. Μόλις δοθεί η εντολή, ενεργοποιείται το διάφραγμα, ένας μεγάλος μυς, ο οποίος αλλάξει τον όγκο των πνευμόνων και προκαλείται εισροή αέρα. Ο αέρας περνά από την ρινική ή και τη στοματική κοιλότητα μέσω της επιγλωττίδας στον λάρυγγα, στην τραχεία, στους βρόγχους, στους πνεύμονες, οι οποίοι μοιάζουν μάλλον με σπόγγους παρά με μπαλόνια, όπως τους φανταζόμαστε συνήθως. Μέσα στους πνεύμονες οι βρόγχοι διακλαδώνονται σε μικρότερους αεραγωγούς που ονομάζονται βρογχίολοι. Οι βρογχίολοι καταλήγουν στις κυψελίδες, μικρούς αεροθάλαμους που περιβάλλονται από πνευμονικά αρτηρίδια. Εκεί γίνεται η ανταλλαγή των αερίων μέσω του αίματος. Όσον αφορά τώρα στη διαδικασία της ανταλλαγής, το αναπνευστικό και το κυκλοφορικό σύστημα καταναλώνουν μόνο το 10% του οξυγόνου που εισπνέεται κατά την αναπνοή. Τούτο εξηγεί γιατί λειτουργεί η αναπνευστική αναζωογόνηση στόμα με στόμα. Ο αέρας που εκπνέουμε περιέχει ακόμη το 90% του οξυγόνου που εισπνεύσαμε, επαρκές δηλαδή για τη διαδικασία της ανάνηψης.

 

    Είναι προφανές, από όσα προαναφέρθηκαν, πως η οποιαδήποτε διαταραχή -πέραν των επιτρεπτών ορίων- της διαδικασίας της αναπνοής είναι επιβλαβής για τον οργανισμό και τη διατήρηση της ζωής. Επίσης, είναι εύκολο να συμβεί αυτή η διαταραχή κατά την καταδυτική δραστηριότητα, αν δεν τηρούνται σχολαστικά οι κανόνες της αργής και βαθιάς αναπνοής, του ελέγχου του αέρα, της καλής συντήρησης της φιάλης και της περιοδικής ιατρικής παρακολούθησης, ιδιαίτερα για όσους ζουν στο μολυσμένο περιβάλλον της πόλης. Αν δεν τηρούνται οι παραπάνω κανόνες, είναι δυνατόν να προκύψουν επί μέρους προβλήματα, σε ό,τι αφορά τη φυσιολογία της αναπνοής όπως:

 

    α. Υπερκαπνία.Η υπερκαπνία ή υπερβολή αύξηση του διοξειδίου του άνθρακος αναπτύσσεται κυρίως όταν ο δύτης δεν αναπνέει αργά και βαθιά, ή ο αέρας της φιάλης του είναι μολυσμένος με υψηλά ποσοστά διοξειδίου από κακό γέμισμα. Τα επίπεδα του διοξειδίου στον κυψελιδικό χώρο και τη ροή του αίματος αυξάνονται, προκαλώντας πονοκέφαλο, σύγχυση, και αυξημένο ρυθμό αναπνοής (λαχάνιασμα). Η ανεξέλεγκτη αύξηση του διοξειδίου του άνθρακος είναι δυνατόν να οδηγήσει σταδιακά σε απώλεια των αισθήσεων.

 

    Ο αέρας που αναπνέεται υπό πίεση ενδέχεται να είναι μολυσμένος είτε εξαιτίας κακής λειτουργίας του αεροσυμπιεστή, είτε εξαιτίας εισροής δηλητηριωδών αερίων -αν γεμίζετε κοντά σε εξατμίσεις- είτε εξαιτίας κακής συντήρησης της φιάλης σας. Γενικά ο μολυσμένος αέρας μυρίζει άσχημα, μπορεί όμως να είναι και άγευστος και άοσμος, π.χ. μόλυνση μονοξειδίου του άνθρακος (CO).

 

    Ο δύτης που αναπνέει μολυσμένο αέρα νιώθει πονοκέφαλο, ναυτία, ζαλάδα και μπορεί να φθάσει ακόμη και στην αναισθησία. Επίσης, νιώθει ταχυκαρδία σε περιπτώσεις κατακράτησης διοξειδίου του άνθρακος ή υφίσταται κυάνωση στα χείλη, τις μεμβράνες και τη στοματική κοιλότητα σε περιπτώσεις δηλητηρίασης μονοξειδίου. Στις ελαφρές περιπτώσεις δηλητηρίασης ο πάσχων χρειάζεται να αναπνεύσει καθαρό αέρα για 6 ώρες περίπου, χωρίς εργασία ή κάποια ιδιαίτερη σωματική προσπάθεια ή κάπνισμα. Σε σοβαρές περιmώσεις είναι απαραίτητη η χορήγηση καθαρού οξυγόνου και η μεταφορά του σε θάλαμο αποπίεσης για θεραπεία με υπερβαρικό οξυγόνο.

 

    Οι γενικοί κανόνες ασφαλείας στην προκειμένη περίπτωση είναι να διακόπτεται η κατάδυση αν ο αέρας μυρίζει άσχημα ή έχει άσχημη γεύση. Επίσης, αν νιώσει ο αυτοδύτης πονοκέφαλο κατά τη διάρκεια της κατάδυσης οφείλει να αναδυθεί προκειμένου να εισπνεύσει καθαρό αέρα. Τέλος, δεν μένει κοντά σε εξατμίσεις ούτε εισπνέει μολυσμένο αέρα πριν επιχειρήσει την κατάδυσή του.

 

    β. Υποκαπνία. Η υποκαπνία ή ανεπαρκής ποσότητα διοξειδίου του άνθρακος ακολουθεί είτε το συνειδητό υπεραερισμό των ελεύθερων δυτών ή τον ασυνείδητο υπεραερισμό εξαιτίας κάποιου φόβου ή έντασης. Το αρχικό σύμπτωμα της υποκαπνίας είναι ελαφριά ζάλη που μπορεί να οδηγήσει σε λιποθυμία. Η υποκαπνία που συνοδεύεται από κράτημα της αναποής μπορεί να οδηγήσει τον ελεύθερο δύτη σε ξαφνική απώλεια των αισθήσεων κατά την ανάδυσή του και μάλιστα σε ρηχά νερά.

 

    Με το συνειδητό υπεραερισμό ο ελεύθερος δύτης μειώνει δραστικά το διοξείδιο του άνθρακος στο αναπνευστικό και το κυκλοφορικό του σύστημα. Έτσι το διοξείδιο του άνθρακος δεν είναι δυνατόν να συσσωρευτεί σε ικανοποιητικό επίπεδο ώστε να διεγείρει την αναπνοή, πριν καταναλώσουν οι ιστοί το διαθέσιμο οξυγόνο. Προκαλείται, λοιπόν, υποξία, ή κατάσταση ανεπαρκούς οξυγόνωσης, η οποία καταστρέφει γοργά τους ιστούς, ιδιαίτερα εκείνους του νευρικού συστήματος. Όσο ο δύτης είναι σε κατάδυση το οξυγόνο διαθέτει αρκετά αυξημένη μερική πίεση στις κυψελίδες, έτσι ώστε να περνά στην αιμοσφαιρίνη και να εφοδιάζει τους ιστούς. 'Οταν αναδύεται, όμως, η μερική πίεση του οξυγόνου πέφτει και ξαφνικά οι ιστοί στερούνται του οξυγόνου. Ακολουθεί η υποξία και η ξαφνική λιποθυμία, η οποία βέβαια σε περίπτωση μη παροχής βοήθειας καταλήγει σε ανοξαιμία ή πνιγμό.