Den større skriftlige opgave i 3.G
Indholdsfortegnelse:
Indledning …………………………………………………………………………………………..2
Respirationsfysiologi ……………………………………………………………………………….2
- Åndedrætscenteret….……………………………………………………………………………….2
- Åndedrætsmusklerne.……………………………………………………………………………….3
- Hikke……….……………………………………………………………………………………….4
- Lungekapacitet ….………………………………………………………………………………….5
Egne undersøgelser..………………………………………………………………………………...5
- Hypotese……….….………………………………………………………………………………...5
- Før forsøget.…………….…………………………………………………………………………..6
- Måleren …………………………………………………………………………………………….6
- Forsøget…………………………………………………………………………………….………6
- Benyttede materialer………………………………………………………………………………..7
- Forsøgspersoner…………………………………………………………………………………….7
- Resultater…………………………………………………………………………………………...8
- Bearbejdning af resultater…………………………………………………………………………..8
- VK og FEV
1
-målingerne……………………………………………………………..8
- Pulsmålingen………………………………………………………………………....9
- Fejlkilder……………………………………………………………………………………………9
Diskussion…………………………………………………………………………………………..10
- Vandets tryk ………………………………………………………………………………………10
- Dykkerrefleksen…………………………………………………………………………………..12
- Farer ved fridykning………………………………………………………………………………12
- Fridykning ………………………………………………………………………………………..14
- Fridyknings konkurrencer………………………………………………. ……………………… 15
Konklusion ………………………………………………………………………………………...15
Litteraturliste……………………………………………………………………………………...17
Den større skriftlige opgave i 3.G
Fridykning
I nedenstående tekst beskrives, hvordan mennesket trækker vejret. Herunder forklares
hjernes, mellemgulvets samt ribbensmuskulaturens funktioner ved vejrtrækning. Der indgår en egen
undersøgelse af vitalkapaciteten og ventilationskapaciteten (forceret ekspriration i det første sekund,
FEV
1
) i tre forskellige situationer: På land, i vand med hoved over vandet, samt i vand med hoved
under vand. Der vil være en gennemgang af dykkerrefleksen, samt hvorledes vandtrykket har
indflydelse på lungekapaciteten under vandet. Der vil også være en gennemgang, af de farer som
fridykkere udsætter sig for under dykning. Der vil kun gennemgås de farer, som fridykkere udsætter
sig for, og ikke de farer der er ved apparatdykning. Nogle af de faremomenter der er ved fridykning
forefindes dog også ved apparatdykning.
Åndedrættet reguleres af det åndedrætsregulerende center, der er placeret i den
forlængede marv (medulla oblongata). Den forlængede marv er placeret øverst oppe i rygmarven
lige under storhjernen og ved siden af lillehjernen
1
(figur 1). Det er endnu ikke lykkedes at
kortlægge alle detaljer, for hvad det er, der styrer den rytmiske aktivitet i de nerver, der går til
åndedrætsmusklerne
2
. Åndedrætscenteret indeholder fem vigtige centre. De fire af centrene er
placeret op i to ”par”. Centrene i hvert par ligger tæt op ad hinanden. Det par der ligger nederst
indeholder indåndingscenteret samt udåndingscenteret. Det par der ligger lidt højere oppe men
stadig i den forlængede marv, indeholder det apnøtiske center samt det pnømotaxiske center. Ind-
og udåndingscenteret er placeret i hjernemarven, mens det apnøtiske center og det pnømotaxiske
center er placeret i pons (broen)
3
. Det sidste center ligger tæt ved parret, der indeholder ind- og
udåndingscenteret. Det er dette overordnende åndedrætscenter, der styrer vejrtrækningen ved at
sende impulser til enten ind- eller udåndingscenteret.
Normal vejrtrækning forgår på følgende måde: Det overordnede åndedrætscenter
sender impulser til indåndingscenteret. Indåndingscenteret sender nerveimpulser til
indåndingsmusklerne, via nervus phrenicus til m.diaphragma (mellemgulvet), og via n. intercostales
til ribbensmuskulaturen (intercostalemuskulaturen). Indåndingscenteret er aktivt i cirka 2 sekunder,
og mens det er aktivt, sender det også signaler tilbage det overordnede åndedrætscenter. Det
overordnede åndedrætscenter sender impulser videre til udåndingscenteret, der straks sender
1
MF s.214
2
DB s.5
3
LÅ s.34
Den større skriftlige opgave i 3.G
hæmmende impulser indåndingscenteret. Indåndingscenterets impulser til åndedrætsmusklerne
bortfalder herved, og det udmønter sig i, at åndedrætsmusklerne afslappes, hvilket medfører
udånding
4
. Det overordnede åndedrætscenter styres af CO
2
-indholdet i blodet. Er der for meget eller
for lidt CO
2
i blodet, vil det overordnede åndedrætscenteret blive informeret om dette via
kemoreceptorerne, som findes på overfladen af den forlængede marv (de centrale) samt på væggene
i halspulsåren og aorta (de perifere)
5
. For meget CO
2
i blodet medfører, at blodet pH falder, og
blodet gøres mere surt. Kemoreceptorerne opfatter dette, og sender impulser til overordnede
åndedrætscenter, der aktiverer indåndingscenteret i højere grad end normalt. Herved sættes
åndingsfrekvensen op, og CO
2
bliver udvasket
6
. Impulserne fra kemoreceptorerne på aorta til det
overordnede åndedrætscenter bliver ført via Nervus Vagus, og impulserne fra kemoreceptorerne på
halspulsåren bliver ført via n. glossopharyngeus
7
. Se figur 1. N. Vagus er en stor nerve udspringer i
sulcus lateralis posterior, og løber ned gennem forarmen jugularis anterior
8
. Forløbet er det samme,
hvis der er et aftagende O
2
indhold i blodet
9
. Er der herimod for lidt CO
2
i blodet, eller hvis blodet
er alkalisk, vil kemoreceptorerne sende impulser til overordnede åndedrætscenter, der herefter
sender impulser til indåndingscenteret om, at vejrtrækningen skal nedsættes. Det andet af de to
”par” indeholder det apnøtiske center samt pnømotaxiske center, og dette område i den forlængede
marv bruges under anstrengelse. Det apnøtiske center aktiveres af det overordnede åndedrætscenter
under anstrengelse. Herefter for ud sager det apnøtiske center, at indåndingen gøres kraftigere og
udåndingen svagere. Det pnømotaxiske center gør herimod det modsatte, det sørger nemlig for at
stoppe den hurtige indånding, og bringe åndedrættet tilbage til normalt. Når vejrtrækningen igen er
normaliseret, sendes impulserne igen fra overordnede åndingscenter til indåndingscenteret
10
.
Åndedrættet sker automatisk, men det er også under viljens magt. Mennesket kan selv bestemme,
om det vil holde vejret eller lave hurtige vejrtrækninger (hyperventilere). Herudover kan
åndedrættet også påvirkes af følelser, som angst, overraskelse osv.
Måden selve indåndingen (inspirationen) sker på, er ved at lungernes rumfang øges
(illustration 1). Dette kan gøres på forskellige måder. Øgningen kan forekomme ved, at den største
åndedrætsmuskel m. diaphragma fra at en halvkuppel vil flade ud, og samtidigt trækker den
lungehinderne med sig ned, og derved forøges lungers rumfang. Dette medfører, at der opstår et
4
LSL s.227
5
MF s.214
6
LÅ s.35
7
AF s.266.
8
AB s.328.
9
DY s.66.
10
LÅ s.35.
Den større skriftlige opgave i 3.G
undertryk i mellem de to lungehinder, hvorefter det luftholdige rumfang i brystkassen (thorax)
udvides. Luften suges ned i lungerne, idet der ved almindelig vejrtrækning ikke er nogen
nævneværdig modstand i luftvejene. Diaphragma aktiveres til denne udfladning af n.phrenicus og
medfører, at trykket i bugen øges, da rumfanget i bugen gøres mindre. Maven buler lidt ud grundet
bug indholdet presses fremad, idet kun forsiden af bugen er blød, mens den bag til i ryggen er hård
på grund af skelettet
11
. Af samme grund strammes mavemusklerne lidt under hver indånding.
Derved bliver mavemusklerne en vigtig del af åndedrætsmusklerne. Under indåndingen trækkes
ribbenene lidt opad og på samme tidspunkt en smule udad, hvorved rumfanget i lungerne øges
12
.
Det er ribbensmuskulaturen, som sidder imellem ribbenene, der hjælper med at trække ribbenene
opad og udad
13
. Den yderste lungehinde trækkes med ud, da den er klæbet på ribbenene. Den
inderste lungehinde er klæbet sammen med den yderste lungehinde, via en tynd væskefilm og vil
derfor følge med ud ad. Herved er lungerne blevet udvidet, og der opstår et undertryk i lungerne,
ligesom det var tilfældet, når m. diaphragma fladede ud. Indåndingen foregår normalt som en
kombination af begge måder, m. diaphrama er dog den langt vigtigste åndedrætsmuskel ved
almindelig vejrtrækning
14
,
15
.
Som et kuriosum kan det nævnes, at hikke skyldes en krampeagtig tilstand i n.
phrenicus, der forsyner diaphragma. Nerven sender impulser til diaphragma med sekunders
mellemrum, hvorefter diaphragma foretager en kraftig sammentrækning udfører et hik. Denne
hikken kan fortsætte i årevis. Der findes to nerveforbindelser til diaphragma, der forsyner hver sin
del af musklen. Når man hikker, er det altid kun den ene af de to nerver, som udsender de
ukontrollerbare impulser. Man kan have en tilstrækkelig vejrtrækning i alle situationer, når kun den
ene af de to nerver fungerer. Derfor kan al hikke standes ved, at man efter alle andre terapeutiske
forsøg er udtømte, overskærer eller fryser den syge nerve. De mennesker der får blokade af begge
phrenicus nerverne, får en meget besværet vejrtrækning, da det så er ribbensmuskulaturen, der
foretager al vejrtrækning. Deres diagnose stilles ved at lægge dem ned, idet vejrtrækning vil være
praktisk talt umulig for dem.
Når indåndingen er foretaget, stopper indåndingscenteret aktivitet, og
udåndingscenteret aktiveres i 2-3 sekunder. Udåndingscenteret sender via, de samme nervebaner
11
MF s.194.
12
LSL s.226.
13
DY s.63.
14
LSL s.226.
15
MF s.214.
Den større skriftlige opgave i 3.G
som indåndingscenteret brugte, signaler til åndedrætsmusklerne om at de skal slappe af
16
. Herved
afslappes diaphragma, og falder tilbage til sin udgangsposition som en halvkuppel op i brysthulen.
Det elastiske bindevæv i lungerne der blev trukket med ribbenene ud under indåndingen, vil også
bevæge sig tilbage til sin udgangsposition. Begge disse faktorer medfører at lungerumfanget
mindskes, og luften skubbes ud af lungerne. Udåndingen forløber normalt passivt. Under forceret
eksspiration (udånding) aktiveres bugmuskelen, som herved skubber m. diaphragma højere op i
brysthulen, samtidigt med at ribbenene trækkers længerne nedad end ved normal vejrtrækning
17
.
Al den luft som en person kan have i lungerne + det døde rum, kaldes total lunge kapacitet
(TLK). Puster et menneske al den luft ud, det kan, vil man opdage, at der stadig er lidt luft tilbage i
lungerne. Denne luft kaldes residual volumen (RV). Den luft man har pustet ud, kaldes vital
kapaciteten (VK). Ergo er TLK = VK + RV. VK måles med et spirometer, hvor flow´et vurderes,
f.eks. med det maksimale flow (peak flow), eller hvor meget luft der kan udåndes inden for et
tidsinterval som eksempelvis 1 sekund. Dette kaldes forceret ekspriration volume i det første
sekund, og det er netop FEV
1,
som jeg sammen med VK-målingerne,har anvendt i nedenstående
undersøgelse. Kvinder skal gerne have en VK-værdi, der ligger imellem 3 - 6 L., mens mænd gerne
skal have en vitalkapacitet, der ligger mellem 4 - 7 L
18
.
Egne undersøgelser
– undersøgelse af vitalt kapacitet over samt under vand
– hjertefrekvens over samt under vand.
Hypotese:
Det formodes, at så snart kroppen sænkes under vand, vil vitalkapaciteten samt den
forceret ekspriration volume falde, grundet det tryk der udføres på lungerne af vandet. Det
forventes, at der ikke sker nogen nedsættelse af hverken VK eller FEV
1,
da kroppen har haft samme
stilling under hele forsøget .Slutteligt formodes det, at hjertefrekvensen vil falde hos
forsøgspersonerne ligesom hos de dykkende pattedyr.
16
LÅ s.34.
17
MF s.194.
18
AF s.269 - 270
Den større skriftlige opgave i 3.G
Før forsøget:
For at forsøget skal være så pålideligt som muligt, er det vigtigt at sikre sig, at
målingerne er korrekte. Derfor sættes der sportstape rundt om snorkeludmundingen, og uden over
sportstapen sættes det plasticrør, der sidder i det hul, hvorfra måleren modtager udåndingsluften.
Grunden til denne foranstaltning er, at plasticrøret er for stort til snorkel udmundingen. Blev tapen
ikke sat rundt om snorkel udmundingen, ville der måske slippe lidt luft ud, og derved ville der være
eksspirationsluft, der ikke blev målt. Herudover skal forsøgspersonen også have en næseklemme på,
så det modvirkes, at luft vil slippe ud via næsen. Der er bare det faktum, at når man forcerer
udåndingen, vil al luft komme ud via munden og ikke via næsen, men i princippet skal
forsøgspersonen have en næseklemme på.
Måleren:
Resultaterne fås ved at forsøgsperson puster ind i spirometret. Den ekspriraret luft
sætter en propel rotation. Hver gang denne propel snurrer én gang rundt, svarer det til 15 milliliter
udåndingsluft. Propellen passérer en lille infrarød stråle, der måler hvor mange gange, den passérer,
og derved hvor meget luft der ekspireres. Herefter kommer resultaterne op på målerens skærm, og
de noteres.
Hjertefrekvensen måltes med en ”Polar Sender” med elastisk strap rundt om brystet samt et specielt
modtager ur rundt om håndleddet.
Forsøget:
Forsøget foregår på følgende måde:
1. Pulsen hos forsøgsperson noteres.
2. VK og FEV
1
måles på land.
3. Herefter måles der med snorkel på land.
4. Resultaterne noteres, mens forsøgspersonen går i vandet.
5. Forsøgspersonen står på kanten i vandet ved siden af trappen, således at skulder og nedefter
er under vand. Det eneste over vand er hals og hoved. Målingerne bliver taget med snorkel.
Den større skriftlige opgave i 3.G
6. Forsøgspersonen rækker hånden med uret over vandet, så det kan aflæses på uret, hvad
pulsen er.
7. Forsøgspersonen sænker hovedet under vand, så snorkelen lige præcis er oven vande. Det er
vigtigt, at forsøgspersonen ikke bevæger kroppen fra skulderen og nedefter, men kun bøjer
hovedet fremover, og sænker det og halsen under vand. Forsøgspersonen er nu helt under
vand. Vejret trækkes 5-8 gange, hvorefter VK og FEV
1
måles.
8. Herefter rækker forsøgspersonen hånden med uret over vandet igen, og pulsen noteres.
9. Resultaterne sættes i tabeller og bliver bearbejdet.
Grunden til at der først måles på land uden snorkel, og derefter på land med snorkel er, fordi det
skal kunne udelukkes, at det er grundet snorklen, VK og FEV
1
nedsættes. Ved alle punkter måles
der to gange for at sikre, at målingerne er reproducerbare. Er der en større forskel end 10-15 %,
gentages målingerne. Der tages herefter et gennemsnit af målingerne.
Benyttede materialer:
Mundstykker til snorkel.
Mundstykke til måleren.
Sportstape.
Snorkel.
Næseklemme.
VK og FEV
1
måler.
Rør til VK og FEV
1
måler.
Pulsmåler.
Swimmingpool 24 – 25 grader celsius
Forsøgspersoner:
Til forsøget blev 3 piger og 4 drenge i alderen fra 15 til 20 år inkluderet. Alle var konkurrence
svømmere.
Den større skriftlige opgave i 3.G
Resultater:
Tabellen læses på følgende måde: Over tabellen står navnene på forsøgspersonerne. I
venstre side står de fire situationer, hvor deres vitalkapacitet (VK) samt deres forceret eksprirations
volume i det første sekund (FEV
1
) er målt. Det første tal der aflæses i boksene, er VK-målingen,
tallet der er efter et semikolon, er FEV
1
-målingen. Eksempelvis er Sisses VK i ”normal på land” 3.3
L., og FEV
1
-målingen er 2.9 L i første måling. Det er skrevet på følgende måde 3.3 ; 2.9. Se
vedlagte resultater på tabel 1.
Bearbejdning af resultater:
VK og FEV
1
-målingerne
Resultaterne viser at, målingerne for ”normal på land” og ”snorkel på land” er næsten
identiske. Kun i ét tilfælde sker det en stor nedsættelse i VK og FEV
1
på henholdsvis 0.5 L ; 0.5 L. I
de andre ligger nedsættelsen på i gennemsnit 0.1 L for VK samt 0.2 L for FEV
1
. Så snart
forsøgsperson hopper i vandet, falder VK i gennemsnit 0,18 L., og for FEV
1
er tallet i gennemsnit
0,25 L. Gennemsnitstallene for denne måling er kun dækkende for 6 af forsøgspersonerne, da der er
et tal, der skiller sig markant ud. Det er resultatet for Malle. Det er bemærkelsesværdigt at hun
mister en hel liter ved bare at sænke kroppen under vandet, og herefter ikke mister lige så meget
som de andre, når hun sænker hovedet under vand. Det mest signifikante fald for de andre sker, lige
så snart hovedet sænkes under vandet. Alle på nær én oplever et fald i både VK samt FEV
1
, faldene
svinger fra 0.8 L til 1.6 L for VK og fra 0.9 L til 1.2 L for FEV
1
. Gennemsnittet for de 6 der oplever
et markant fald, ligger tabene på 1.05 L for VK og på 1.08 L for FEV
1.
Resultaterne er opdelt, så der i hver gruppe er målinger fra to forsøgspersoner. Grupperne er; Johan
og Anders, Nicolai og Kasper samt Laura og Malle. En forsøgsperson er udenfor gruppering, og det
er Sisse, da hendes målinger ikke passer til nogen af grupperne. Da hendes resulterer er næste ens i
samtlige situationer, har jeg valgt ikke at medtage hende i de gennemsnitlige beregninger. Denne
eksklusion er sket fordi hendes resultater så klart adskiller sig fra alle andre. Det er i videnskabelige
undersøgelser acceptabelt at man kigger nærmere på reaktionsmønstre der skiller sig markant ud fra
alle andre målinger. På grund af den korte tidsfrist til denne undersøgelse, er der ikke blevet fundet
tid til, at gå ind og undersøge nærmere hvad årsagen til denne markante forskel kan være.
Den større skriftlige opgave i 3.G
Johan og Anders: Deres kurver falder lidt, efter de er kommet i vandet, og har hovedet oven vande.
Herefter falder kurverne drastisk, når hovedet sænkes under vandoverfladen. Se figur 2.
Nicolai og Kasper: Deres kurver falder mere end Johan og Anders’, når de er kommet i vandet, men
de falder ligeså drastisk som J & A’s, når hovedet sænkes. Se figur 3.
Laura og Malle: Deres kurver afspejles på to grafer, da de ellers ville være forvirrende. De to grafer
ser ud til at være meget forskellige, men kigger man nærmere på dem, kan de godt sammenlignes.
Begge oplever et drastisk fald om end ikke på forskellige tidspunkter. Lauras fald kan skyldes
manglende øvelse i at svømme/puste med snorkel. Se figur 4.
Er der forskel i målingerne på land med og uden snorkel, skal der kompenseres for
denne forskel i den fortsatte bearbejdning af resultaterne. I tabellen er der kompenseret for de
resultater, der behøvede det. Dette burde dog ikke forekomme, da fraktionen er lig 0. Snorkelrøret
er større end svælget, så derved kan det udelukkes, at det skulle være snorklens rør, der er skyld i
udsvinget. Skulle der forekomme et udsving, må det derfor skyldes, at forsøgspersonen har sværere
ved at puste helt ud med en snorkel i munden.
Pulsmålingerne
I tabellen kan det aflæses, at det procentmæssige udsving fra forsøgspersonen går fra
land og ned i vand er forholdsvis lille. Det største fald er på 6 %, mens der hos en af
forsøgspersonerne faktisk sker en stigning på 6%. Denne stigning burde ikke forekomme, men
ligesom med det største fald på 6% er det et udsvinget, som kan skyldes måle unøjagtighed. Det
spændende er resultaterne, efter forsøgspersonerne har sænket hovedet under vand, for her opfyldes
hypotesen. Samtlige forsøgspersoner oplever et fald i hjertefrekvens, efter de har sænket hovedet
under vand. Det største fald på næsten ¼ af pulsen på land mens de resterende fald ligger i mellem
5% - 14% i hjertefrekvensen. Se figur 5.
Fejlkilder:
En fejlkilde kan være, hvis der har været en utæthed i snorklens umunding, eller hvis
måleren ikke er sat rigtigt på røret. Måleren skal så vidt muligt have den samme position i munden
på forsøgsperson, hvilket svarer til at omkring halvdelen af pusterøret i munden. Er røret for langt
inde i munden, kan dette føles irriterende, og er det ikke langt nok inde i munden, kan der sive luft
ud i siderne. Begge to positioner er baggrund til fejlkilder. Der skal holdes pause i mellem pustene,
Den større skriftlige opgave i 3.G
så forsøgspersonen undgår bivirkninger som eksempelvis svimmelhed. I vandforsøgene er det
vigtigt, at forsøgspersonen holder i kanten, så der ikke skal bruges kræfter på at holde sig oven
vande. Derud over er det også af største vigtighed, at lungerne er det samme sted under begge
vandforsøg, da vandtrykket på lungerne ellers ville være forskelligt. I nedenstående udregninger for
vandtrykket er dybden, som lungerne befandt sig på blevet sat til 0,6 meter. De fleste vil normalt
have lungerne på 0,4meter, men for at få større sikkerhed i resultaterne er tallet rundet lidt op. Det
er også vigtigt, at forsøgspersonen sænker hele hovedet under vandet. Resultaterne vises på måleren
med to decimaler, og dette tal blev rundet ned/op til nærmeste 1 decimal. Eksempelvis blev 3.34 L.
rundet ned til 3.3 L. og 3.35 L blev rundet op til 3.4 L. Ved pulsmålingen kan fejlkilden være, hvis
personen er nervøs, og derved har en højere puls end normalt.
Diskussion:
Så snart brystkassen sænkes under vand, bliver den udsat for et tryk. Det atmosfæriske
tryk (p) bliver betegnet ved molekylernes samlede kraftpåvirkning på væggen (F), mens arealet af
den pågældende væg betegnes a. I alt fås; p = F/a. Omskrevet til SI-enhedssystemet bliver dette
1 Pa = 1 N/m
2
, hvor Pa er trykket målt i pascal, F er trykket målt i Newton, og a er m
2
. Én pascal er
en meget lille trykenhed, så i stedet bruges; 1 bar = 10
5
Pa. Alt i alt er normaltrykket defineret
således; p = 101.325 Pa = 1,01325 bar = 1 atm. For hver ti meter nedsænkning stiger det
atmosfæriske tryk med 1 atm. På landoverfladen er trykket 1 atm, 10 meter under vandet er trykket
2 atm, på 20 meter er det 3 atm osv. Ergo øges vandmassernes tryk proportionalt med
dybdeenheden målt i meter
19
,
20
.
Vandet er at betragte som ikke komprimerbart; dvs. at det ikke kan presses sammen. En bestemt
mængde vand kan altså ikke forandre sit volumeindhold, selvom det udsættes for et meget stort
tryk. Derimod udøver vandet selv et tryk på legemer, som nedsænkes i det. Trykket på det
nedsænkede legeme vil øges ligefrem proportional med dybden. Trykket er det samme over hele det
nedsænkede legemes overflade. Hvis legemet er kompakt (eks. en sten), vil den ikke mærke
trykpåvirkningen, det samme er tilfældet, hvis legemet er fyldt med en ikke-komprimerbar væske
som eksempelvis en flaske flydt med vand. Et gasfyldt legeme vil derimod påvirkes af trykket, hvis
19
GY s. 492
20
DY s.44
Den større skriftlige opgave i 3.G
dets vægge ikke er stærke nok til at modstå trykket. Hvis væggene ikke er stærke nok, vil de under
nedsænkning i så fald blive presset sammen, så volumen mindskes
21
. Se figur 6.
Lungerne hører ind under den sidste form for legeme, hvilket vil sige, at luften inde i lungerne vil
presses sammen og give en lavere vitalkapacitet. Vil man regne ud hvor mange liter, der er tale om
på en given dybde, skal Boyles lov benyttes. Boyles lov: P * V = K, hvor P er trykket, V er
volumen, og K er en konstant
22
. Det er Boyles lov, der skal bruges til at se, om det er grundet
trykket, vitalkapaciteten falder.
Først beregnes det, hvor stort trykket er 0,6m under vand, da det er stedet, hvor lungerne befandt sig
under hele forsøget. Dette gøres ved at bruge, at trykket stiger proportionalt med dybden, ergo er
trykket på en given dybde 1 atm (på overfladen) + 1 atm for hver 10 meter. Alt i alt medfører det, at
trykket på 0,6m under vand er = 1 atm + 0,6m/10 atm = 1,066 atm.
For at finde ud af hvor meget luft en forsøgsperson, med eksempelvis 4,6 liter luft på land
(gennemsnittet for forsøgspersonernes VK), mister ved at sænke lungerne 0,6 m. under vandet, fås
på følgende måde: P * V = K. Det kan herfra udledes, at de sammenhørende værdier for tryk og
volume giver samme tal (K), når de ganges med hinanden. Man kan derfor sætte lighedstegn
mellem dem: P
1
* V
1
= P
2
* V
2
, hvor P
1
er trykket på overfladen, og P
2
er trykket på den bestemte
dybde. Det samme er gældende for V
1
og V
2
, her bare med volumen. Udfra dette fås:
P
1
* V
1
= P
2
* V
2
1 atm * 4,6 L = 1,066 atm * V
2
V
2
= 4,6 L * 1 atm / 1,066 atm =
4,32 liter. En person med en vitalkapacitet på 4,6 L. på land har ifølge teorien en vitalkapacitet på
4,32 liter 0,6 meter under vandets overflade. Dette svarer til et tab på: 4,6 L – X = 4,32 L
X = 4,6 L – 4,32 L = 0,28 liter i VK, eller næsten det samme som blev målt i forsøget, hvor
forsøgspersonen havde hovedet oven vande, her var tallet i gennemsnit 0,18 liter. Der er hermed
langt op til det gennemsnit, der blev nået, straks efter forsøgspersonerne sænkede hovedet under
vandet, gennemsnittet her var 1.05 liter fald i vitalkapaciteten. Dette fald skulle ifølge hypotesen
ikke forekomme, og hypotesen om at der ikke ville være nogen forskel på, om personen havde
hovedet over eller under vandet, holder ikke. Det ses, at VK nedsættes med 1.05 L og FEV
1
med
1,08 L., det svarer til et gennemsnitligt procent fald på 18,2 % for VK og 26,1 % for FEV
1
. Der
findes ikke nogen fysisk forklaring, da lungerne har haft samme position. Naturligvis kan lungerne
have ændret sin position, så snart hovedet bøjes fremad, men slet ikke så meget som de fundne tal
viser. Det kan tænkes, at denne forandring skyldes dykkerrefleksen.
21
DY s.43.
22
DY s.45
Den større skriftlige opgave i 3.G
Dykkerrefleksen er beskrevet, som det forhold pattedyr der dykker oplever under
dykningen. Her opserveres det, at blodcirkulationen under dykning kun kommer til at omfatte
hjertet, lungerne og hjerne. Dette skyldes karsammentrækning, der bevirker, at blodet ikke kommer
ud til den resterende del at kroppen herunder også de arbejdende muskler. Hjertefrekvensen
nedsættes betydeligt endda helt ned til 16 slag/min. Denne refleks menes udløst af Nervus Vagus.
Det kan derfor tænkes, at vandpåvirkning af hovedet (som det sker i forsøget), stimulerer til
dykkerrefleksen
23
. Når et menneske holder vejret under dykning, er det karakteristisk at; hjertet slår
langsommere (diving bradycardia), der er en lavere blod gennemstrømning i arme og ben samt en
trinvis stigning i arterie trykket. Årsagen til bradycardia findes i øget aktivitet i det parasympatiske
nervesystem (del af det ikke kontrollerbare nervesystem
24
) til sinusknuden på hjertet
25
. Jo mere n.
Vagus stimuleres, jo langsommere slår hjertet. Nervus Vagus stimuleres af det parasympatiske
nervesystem, og en øget aktivitet i dette system er det samme som øget stimulus i n. Vagus
26
. Faldet
i blodgennemstrømningen i arme samt ben skyldes den karsammentrækning, der opstår ved øget
aktivitet af de sympatiske nerver, der leverer impulser til arterierne i arme samt ben. Stimulation
kommer fra det kolde vand, som hovedet sænkes i. Samme effekt kan opnås, hvis enten arme eller
ben stikkes i koldt vand
27
. Dykkerrefleksen hjælper til at nogle mennesker undgår at lide
druknedøden. Bliver et menneske bevidstløs i vand, vil vejrtrækningen fortsætte. Dette medfører, at
personen trækker vand ind i stedet for luft. Lige så snart at vandet når ind til slimhinderne i næse-
svælg-rummet, vil dykkerrefleksen sørge for, at luftvejene krampagtigt vil lukke sig sammen, så
vandet ikke kan komme ned i lungerne. Kommer der vand i lungerne, umuliggøres al vejrtrækning.
Ved konkurrencer i dykning uden udstyr udsætter dykkerne sig for en
helbredsmæssig risiko. Da der er tale om en konkurrence, vil formålet for at deltage som regel være
lysten til at vinde. Eksempelvis indeholder VM i fridykning en konkurrencedel, hvor det gælder om
at holde vejret længst muligt (statisk neddykning). Når vejret holdes, vil der ske en ophobning i
blodet af CO
2
på grund af, at CO
2
hermed ikke kan transporteres ud af kroppen. Samtidigt vil nyt
CO
2
ankomme i blodet, da mitochondrierne stadig laver ATP i respirationensprocessen, og derved
afgiver CO
2
til blodet
28
. Som før omtalt vil for meget CO
2
i blodet resultere i højere udåndingstrang.
Udløses denne trang ikke vil CO
2
ophobningen fortsætte, og der vil opstå en CO
2
-forgiftning
23
RHS s.1014
24
LSL s.26
25
MDR s.29
26
HA s.548
27
MDR s.29.
28
SDH s.54
Den større skriftlige opgave i 3.G
(Hyperkapni). Ved hyperkapni er vejrtræningen ikke tilstrækkelig. Kroppen kommer i iltmangel
samtidigt med, at den større mængde syre der er i blodet, muligvis vil ophobe sig i kroppens celler
og derved ødelægge dem
29
. Iltmanglen har den konsekvens for hjertet, at hjertes mitochondrier ikke
får nok ilt til, at holde hjertet i gang, og det vil slutteligt gå i krampe. Herved sker det, at hjertes
ventrikler ikke tømmes, hvilket medfører at blodcirkulation stoppes
30
. Iltmangel er det ”bedste”
stimulus til denne form for hjertestop. En anden situation der er mindst ligeså farlig som
hyperkapni, Hypoxi betyder iltmangel. Den typiske årsag til hypoxi hos dykkere er den store
nedsættelse af iltens partialtryk, og dermed volumeprocenten i indåndingsluften når de er på en stor
dybde. Under opstigningen forbruger dykkeren stadig ilt, samtidigt med at totaltrykket og dermed
partialtrykket af O
2
reduceres, jo tættere dykkeren når overfladen. Tæt ved overfladen er
partialtrykket af O
2
faldet så meget, at det ikke kan bindes i blodets hæmoglobin, og det resulterer i
at bevidstløshed indtræder. Denne situation omtaltes tit som shallow-water bevidstløshed
31
.
Hypoxia forekommer i constant weight konkurrencedelen, da dykkeren i sin iver efter at nå dybt
bevidst eller ubevidst vil undertrykke ilt trangen. En sidste farlig situation er hvis dykkeren får
Hypokapni. Hypokapni er det eksakt modsatte af hyperkapni, for hvis en dykker har hypokapni, er
dykkeren i CO
2
underunderskud. Hypokapni ender med hypoxi, men modsat den forrige situation
undertrykkes ilt trangen ikke ved hypokapni. Hypokapni indtræder som regel på følgende måde :
Fridykkeren hyperventilerer før han springer i vandet, da han herved håber at øge O
2
-indholdet i
blodet. Blodet er normalt mættet med 97% O
2
, og den mængde mere O
2
der kan optages i blodet, er
derfor helt nede på 3% O
2.
Gevinsten ved hyperventilation er derfor også forsvindende lille.
Derimod er der en direkte fare ved at hyperventilere. Som følge af den øgede udåndingsfrekvens vil
CO
2
blive udskilt i en øget mængde. Dykkeren hopper nu i vandet, og mindre CO
2
i blodet
medfører som tidligere nævnt, at vejrtrækningstrangen nedsættes. Da ilten stadig forbruges, kan
iltmangel blive resultatet under uddykningen når totaltrykket falder
32
. Hyperkapni samt hypokapni
hører begge ind under partialtrykskader mens hypoxi ikke kan puttes i en bestemt skadesboks. Til
de mere smertefulde farer, der dog med undtagelse af lungesqueeze, ikke er direkte livstruende, er
de såkaldte differenstrykskader. Differenstrykskader kan opstå i de aflukkede hulrum, der er i
eksempelvis mellemøret, bihulerne, tænderne samt lungerne. Fællesnævneren for de fire steder er at
de grundet deres faste vægge, ikke er i stand til at ændre rumfanget neddykningen.
29
LÅ s.27
30
LÅ s.39
31
JJ s.24
32
DY s.67
Den større skriftlige opgave i 3.G
Øresqueeze opstår under neddykning, hvor trykket på trommehindens yderside stiger. På indersiden
af trommehinden er trykket næsten det samme som på land, og herved opstår der et overtryk på
trommehindens yderside, og bliver dette ikke udlignet, kan trommehinden sprænges. Denne form
for øresqueeze kendes under udtrykket indadrettet øresqueeze, hvilket er den mest hyppige form for
øresqueeze. Sprænges trommehinden medfører det at vandet vil sive ind i mellemøret, hvorved
ligevægtsorganet i buegangene påvirkes. Indadrettet øresqueeze mærkes ved et trykkende ubehag på
øret. Den farligste differenstrykskade er lungesquezze, som kun rammer snorkeldykkere.
Lungesquezze må ikke forveksles med lungespringning/alveolespringning, som skyldes, at
apparatdykkeren bruger komprimeret luft, og årsagen til sprængningen er her overtryk i lungerne.
Ved neddykning kan lungerne tåle at blive klemt sammen, så kun residualvolumen (se s.3) er
tilbage i lungerne. Dykker personen længere ned end dybden, hvor kun residualvolumen er tilbage,
vil der opstå et undertryk i lungerne, da de ikke kan presses mere sammen. Undertrykket i lungerne
medfører, at blodet vil presses ind i lungerne, da trykket her er mindre end i blodbanen. Under
presningen vil blodkar samt alveolernes cellevægge blive ødelagt. Blodet i lungerne plus de
ødelagte alveoler forhindrer vejrtrækning
33
.
Ved konkurrencen skal der være en person, der holder øje med dykkeren, samt tager
tid på dykket. For hvert 15 sekunder der går, skal dykkeren på tegn fra opsynspersonen lave et på
forhånd aftalt tegn, så det herved sikres, at dykkeren er ved fuld bevidsthed. Laves tegnet ikke, kan
det skyldes, at dykkeren har fået CO
2
-forgiftningen. Dykket stoppes straks, og resultatet
underkendes. Qua 15 sekunders regelen er chancerne for, at dykkeren skal tabe bevidstheden
minimeret, og derved for at dykkeren skulle lide overlast. En anden konkurrencedel går ud på at
dykke så langt ned som muligt, og komme op igen uden nogen form for hjælpemidler udover
maske, dragt samt finner. Et bly bælte må dog også benyttes, men dykker man ned med det, skal det
også op med det igen. Denne konkurrencedel hedder constant weight, og er så klart den mest risiko
fyldte. Neddykningen sker ved, at dykkeren dykker ned tæt op ad et tov, hvorfra det kan aflæses,
hvor langt dykkeren er nået ned. Langs via tovet er apparatdykkere, personer der dykker med flaske,
placeret så hvis der skulle ske et uheld, er de klar til at komme til undsætning
34
.
I begge former for fridykning er selve faren for dødsulykker mindre i
konkurrencedelen end i optræningsfasen. I optræningsfasen kan det hænde, at fridykkeren ikke lige
kan få fat i en overvågningsperson, og derved burde han ikke træne, men lysten til at træne får ham
33
SD s.46 – 53 samt
34
www.FREEDIVE.dk
Den større skriftlige opgave i 3.G
til at lave dykket alligevel. I træningen vil personen givet forsøge at presse sin krop så meget som
muligt, og herved kan han komme til at overhøre kroppens faresignaler. Hvis uheldet er ude under
træning, og der ingen overvågningsperson er, kan det få alvorlige konsekvenser for dykkeren. Der
kan selvfølgelig argumenters for, at han bare kan lave den statiske træning på land, men derved
udsættes lungerne ikke for det samme tryk som under vand, og den statiske træning vil derfor givet
foregå i vand. Ved konkurrence er det typisk mest squezze skader, der opstår, som følge af at
fridykkeren ikke tager sig tid til at udligne trykket, da det vil medfører, at han har mindre tid til at
komme så dybt som muligt. Det må dog fastslås, at squezze skader kan ske når som helst hvor der
dykkers dybt. En anden faktor der er bemærkelsesværdig, er den, at hjernen er utroligt følsom for
udsving i ilt tilførelsen til den. Er hjernen uden ilt i blot 4 minutter, kan der ske uoprettelige skader
på den. Hvis gennemsnittet på tiderne fra den statiske konkurrence ved VM i fridykning på Ibiza
2001 udregnes, bliver resultatet det, at dykkerne her holdt vejret i gennemsnit 5,30 minutter. Blandt
dykkerne var en italiener der holdet vejret i hele 6,38 minutter. Der er både for gennemsnittet og for
italieneren langt ned til de 4 minutter, hvor hjernen kan tage skade af at være uden ilt. Fridykning
må derfor anses som en særdeles farlig sport, hvor der findes mange muligheder for at komme galt
af sted. Ud fra forsøgene kan konkluders, at Nervus Vagus ikke blot nedsætter hjertefrekvensen,
men også påvirker lungefunktionen og hermed vitalkapaciteten. At der sker noget med respiration,
når kroppen/hovedet udsættes for vand, kender vi alle, eksempelvis når man stiller sig ind under en
kold bruser. Jeg har forgæves forsøgt at finde litteratur, der påviser, at dykkerrefleksen influerer på
lungefunktionen hos mennesker. Hverken forsøgsoptegnelser eller resultater har kunnet findes,
selvom der har været en intensiv jagt efter dem. Jeg har blandt andet spurgt overlægen i Søværnet
(Bent Jessen), som blandt andet passer flådens dykkertanke, spurgt fysiologer på Københavns
Universitet (e.g. prof. Bodil Johansen), samt idrætsmedicineren (e.g. prof. Thorsten Ingemann-
Hansen) om de havde kendskab til at dykkerrefleksen kunne påvirke lungefunktionen. Ingen havde
kendskab til dette. Det er grundet den uvidenhed på dette område at jeg finder forsøget utroligt
interessant. Det kunne havde været spændende, om det var muligt at måle en svømmeres VK samt
FEV
1,
lige efter de har sænket hovedet og er påbegyndt svømningen. Herudover ville det også være
interessant, at undersøge om virkningen af dykkerrefleksen varer, end til hovedet tages op af
vandet, eller om den langsomt vil aftage, som det var tilfældet med vandet i næse-svælg-rummet.
Den større skriftlige opgave i 3.G
Litteraturliste:
- Anatomi og fysiologi (AF), Lars Voldum , Nyt Nordisk Forlag Arnold Busk, 2000
- Anatomisk Billedordbog (AB), Heinz Feneis, Munksgaard, 1995.
- Biokemi og Molekylærbiologi (BM), Jens Bremer, Nucleus, 1989.
- Diving Medicine (RHS), Richard H. Strauss, American Review of Respiratory Disease,
Volume 119, 1979.
- Dumont’s Bildatlas (DB), Susanne Bonn, DuMont Buchcerlag Köln, 2001.
- Dykking (DY), Jan Sundlöf – Hans Röckert, Teknologisk Forlag Oslo, 1975.
- Familiens store lægeleksikon nr.9 katt-køre (FSL), Jerk W. Langer, Bonniers Bøger A/S, 1991.
- Gyldendals Tobinds Leksikon L-Å (GY), Nordisk Forlag A/S, 1982.
- Human Anatomy (HA), Roger C. Crafts, Ronald, 1966
- Kroppens opbygning og funktion (KOF), Kjeld Bruun-Jensen, Forlaget Pons, 1990.
- Livet skal leves revideret udgave (LSL), Preben Lund Mathiasen m.fl., Nucleus, 1990.
- Lungerne og Åndedrætssystemet (LÅ), Steve Parker, Forlaget Flachs, 1996.
- Mechanism of the Human Diving Response (MDR) udgivet i Integr Physiol Behav Sci 1994 Jan -
Mar, Gooden BA.
- Menneskets fysiologi (MF), Bente Schibye m.fl., Foreningen af Danske Lægestuderendes Forlag,
1992.
- Scuba Diving (JJ), Jack Jackson, New Holland Publishers Ltd, 2000
- Snorkel dykker håndbog (SD), Dansk Sportsdykker Forbund, 1995.
- Internet: www.freedive.dk