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標籤: 增進潛水能力

MDR哺乳類潛水反射Mammalian Diving Reflex : 5個自由潛水者的生理秘密

每一個人都擁有MDR(Mammalian Dive Reflex)『哺乳類潛水反射』的生理機制,你也能像海洋生物一樣,在水下閉氣待得更久、潛得更深、更安全。快一起來了解他的作動與開啟方式吧!

什麼是MDR?

  • 潛藏在每一個人身上的『節能模式』當你閉氣、臉碰到冷水、感受到水壓時的自然生理反應,就像手機的「低電量模式」,優先維持重要功能,節省氧氣,進而延長閉氣。
  • 海洋哺乳動物像鯨魚、海豚和海豹,或這半水半陸的水鴨, 企鵝跟人類一樣要呼吸, 但他們為何能換氣一次在水下這麼久? 就是依靠著這個反射能在水下停留很久。人類雖然是陸地生物,但我們也擁有這樣的能力唷!

如何運作?

1. 心血管反射

當臉部(前額與眼睛周圍)接觸冷水,皮膚感應器會受到濕度與溫度的刺激,主窄臉部的三叉神經會啟動一連串自律反應:

  • 心率下降
    • 迷走神經讓心跳減慢,普通人心跳可降低10-25%,訓練有素的人甚至更低至50%。
    • 海豹的心跳可以從每分鐘125次降到10次,這就是它們能在水下待更久的秘密。
  • 血管收縮 血壓上升
    • 身體將血液從四肢引導到重要器官(大腦、心臟、肺部),保障氧氣供應,為了讓心肌與大腦的血液充裕, 會使得臟器, 皮膚周遭的血管阻力增加4~5倍, 輸出的血液會降低

2. 頸動脈感受器

當你閉氣時,氧氣下降、二氧化碳上升,血液酸度增加,刺激頸動脈感受器:

  • 降低新陳代謝:減少氧氣消耗。
  • 心率下降: 副交感神經作用
  • 血管收縮: 交感神經作用, 減少對四肢 如肌肉的血液供應,集中供應核心器官,也因無氧運動代謝出的乳酸堆積於肌肉中,產生酸痛感。
    • 註: Lactic acid乳酸 – 無氧產生能量的代謝物 : 潛水時由於四肢循環變差, 乳酸在水裡不是優先要代謝的目標, 會直到結束潛水返回水面後, 血管舒張並使乳酸與代謝廢物進入循環, 才會激增釋放到血液中被量測到, 這也是潛水後疲憊感產生的原因之一, 潛水間隔不宜太近, 必須有足夠的休息時間.  

3. 脾臟收縮

  • 脾臟釋放更多紅血球,增加血液攜氧能力。研究發現,像巴瑤族這樣的潛水民族,他們的脾臟比一般人更大。

4. 血液轉移

由於低溫,水壓都會促使血液從四肢集中到軀幹和頭部,保護肺部在深度壓力下即便被壓縮, 也不至於潰縮。 在大深度肺部仍有低於RV (空肺容積) 的壓縮可能, 跟橫隔膜柔軟度有關. 

5.浸泡性利尿

  • 血液轉移(低溫, 水壓)後,使得相對身體中心的血液容積增加,身體的壓力感受器會認為身體中有多餘的水分 ; 低溫抑制抗利尿激素(AVP)的分泌
  • 以上都會促使腎臟排出多餘的水分,增加尿液生成
MDR to enhance diving performance
狂潛 Tina 自由潛水暖身後可延長水下閉氣提高fundive體驗

 

觸發條件?

隨著臉面入水受到濕度與低溫的刺激, 閉氣過程身體內的CO2濃度逐步提升, 下潛後的深度增加進而感受到水壓,都會進一步觸發。

注意事項?

  • 水溫不宜過低:

身體因過冷而產生顫抖(肌肉自動收縮來提供核心熱量保護臟器),而增加耗氧量,因此穿著防寒衣並選擇適度的水溫非常重要。

  • 閉氣時間需在能力範圍所內:

隨著閉氣時間的增加, CO2堆積其不適感也會升高, 若無對應的放鬆技巧可能會過度緊繃而使耗氧量大增, 更加危險

隨著閉氣接近個人低氧臨界值, O2降低的體感不如CO2上升時明顯.更需透過大量訓練逐步推升個人極限.

強烈建議: 須透過專業教練的戒護與指導下, 才能安全延長閉氣.

  • 請勿尿在泳池影響能見度:

浸潤在水中, 即便一米池, 也會感受到利尿感, 尿中含有氨與尿素, 會與泳池水中消毒用的氯作用, 產生氯胺, 他是一種不透明的物質,會導致水的清澈度下降,使泳池水看起來變得渾濁.

好處?

  1. 延長閉氣時間:降低心率和重新分配血流節省氧氣。
  2. 提升安全性:降低代謝需求並有助於維持肺部於深度高水壓下不潰縮。
  3. 增強效率:脾臟釋放紅血球和血液重新分配讓氧氣使用更有效。

如何訓練與強化?

雖然MDR是自動的,但你可以透過訓練讓它更有效:

  • 心臟強健:強而有力的心臟能降低平日的心率 減少耗氧
    • 有氧運動
  • 血管彈性:有助於血液快速重新分配
  • 增大肺活量:吸入更多氧氣,儲備更多能O2
    • 鍛鍊呼吸肌群的力量
    • 拉伸提高胸廓附近肌群與橫隔膜的柔軟度,同時能減少大深度水壓造成的肺部擠壓傷風險
    • 科學家曾研究深度破百米的多位選手 (身高175~180cm, 體重70~85kg 其全呼吸的肺活量可達9.1L 與7.46L,加上packing填充後肺部可膨脹至~10L,且RV空肺後可再壓縮500cc以上的柔軟度.
  • 提升含氧量:增強血液和肌肉的攜氧能力
    • 肌紅蛋白又比血紅素攜氧能力更強,重訓可提升肌肉量
    • 無氧訓練提升肌肉於缺氧下的用氧效率
O2儲存區域O2載體氧氣量下降時功用
血液Hb 血紅素釋放出氧氣運輸傳送氧氣給組織使用
肌肉Mb 肌紅蛋白抓著氧無氧運動或爆發力快速使用

#狂潛症 『MDR是(無意識)自然會開啟的生理機制,但想要進步最快的方法,還是透過(有意識)的訓練提升潛水技術 』

參考資料

泡水利尿 Kollias J, Van Derveer D, Dorchak KJ, Greenleaf JE (February 1976). “Physiologic responses to water immersion in man: A compendium of research” (PDF). Nasa Technical Memorandum X-3308. Washington, DC: National Aeronautics And Space Administration. Retrieved 12 October 2016.

百米選手下潛實驗 Case Studies in Physiology: Breath-hold diving beyond 100 meters—cardiopulmonary responses in world-champion divers Alexander Patrician,Christopher Gasho,Boris Spajić,Hannah G. Caldwell,02 MAY 2021 https://doi.org/10.1152/japplphysiol.00877.2020

肌肉用氧https://www.researchgate.net/publication/228035177_Cardiovascular_Adjustments_to_Diving_in_Mammals_and_Birds

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