По окончании гипервентиляции парциальное давление углекислого газа в альвеолярном воздухе составит в среднем 12 мм рт.ст., а кислорода - 136 мм рт.ст. При отсутствии дыхания через минуту парциальное давление углекислого газа в альвеолах поднимается соответственно до 35 мм рт.ст., а давление кислорода упадет до 52 мм рт.ст. К концу второй минуты при отсутствии дыхания напряжение углекислого газа еще не достигает нормы, необходимой для стимуляции дыхания, в то время, как напряжение кислорода упадет до 32 мм рт.ст. При таком парциальном давлении кислорода в альвеолярном воздухе гемоглобин крови насыщен лишь на 55 процентов, т, е. на 40 процентов меньше, чем в нормальных условиях. При этом весь организм, и в первую очередь головной мозг, сосуды которого при снижении напряжения углекислоты в крови сужаются, находится в условиях острого кислородного голодания. Но при недостаточно высоком парциальном давлении углекислого газа роль падения парциального давления кислорода как сигнала к возобновлению дыхания резко понижается. В результате этого потеря сознания наступает раньше, чем возобновится дыхание. Потеря же сознания на воде перед нырянием или во время него может закончиться утоплением.
Американский физиолог Альберт Краг описывает восемь случаев, когда в результате гипервентиляции в течение двух минут и даже менее (10-12 вдохов) ныряльщики теряли сознание. При этом пятеро погибло (двое из них утонули в бассейне).
Для выяснения механизма потери сознания у ныряльщиков Альберт Краг провел лабораторные исследования, воспроизводившие все фазы ныряния: гипервентиляцию, задержку дыхания с физической нагрузкой, вдох. В результате опытов было установлено, что физическая нагрузка после гипервентиляции повышала парциальное давление углекислого газа, но его роль, как сигнала к возобновлению дыхания, резко снижалась. При таких обстоятельствах сигнал может возникнуть с роковым опозданием, поскольку в это же время парциальное давление кислорода падает до уровня, вызывающего кислородное голодание головного мозга.
Имели место два случая потери сознания и при спусках с аквалангами. Два из них произошли в Ленинградском морском клубе. Отравление вредными примесями исключалось, что подтвердил и анализ проб, взятых из баллонов акваланга. Спортсмены перед погружением чувствовали себя хорошо. Явно, что с ними было не простое обморочное состояние. В чем же причина?
Дело в том, что дыхание в акваланге, в отличие от дыхания в других подводных аппаратах, характерно удлиненной фазой вдоха - до 80 процентов времени дыхательного цикла. Это обусловлено тем, что в аквалангах большее сопротивление падает на вдох, а не на выдох, как в большинстве кислородных аппаратов. При высоком же сопротивлении на вдохе возникает некоторое учащение дыхания и уменьшение его глубины, (она падает почти на 43 процента). В результате происходит уменьшение объема легочной вентиляции. Особенно ярко это проявляется в состоянии покоя, причем изменения усиливаются по мере повышения сопротивления.
