เมื่อเราดำน้ำ สิ่งที่เป็นปัญหาหลักๆ คือ เราไม่สามารถหายใจใต้น้ำได้โดยไม่อาศัยเครื่องมือช่วย ซึ่งแตกต่างกับแมวน้ำที่สามารถกลั้นหายใจดำน้ำได้นานถึงสองชั่วโมง โดยไม่ต้องใช้ถังออกซิเจน
แล้วถ้าถามว่าทำไมแมวน้ำถึงกลั้นหายใจได้นานขนาดนั้น
นั่นก็เพราะว่า ร่างกายของแมวน้ำมีความสามารถในการกักเก็บ และใช้ออกซิเจนน้อยมากเวลาดำน้ำ โดยมีกลไกส่งออกซิเจนไปหล่อเลี้ยงอวัยวะที่สำคัญ เช่น หัวใจ และสมอง เส้นเลือดในอวัยวะอื่นๆที่ไม่สำคัญจะหดตัว (peripheral constriction) และหัวใจจะเต้นช้าลง (bradycardia)
เปรียบเทียบกับแมวน้ำแล้ว มนุษย์มีความสามารถในการดำน้ำน้อยกว่าอย่างเทียบกันไม่ได้ ซึ่งคนส่วนมากสามารถ กลั้นหายใจแบบสบายๆ ได้น้อยกว่า 1 นาที แต่ร่างกายของมนุษย์ก็มีระบบที่ใช้ในการดำน้ำเหมือนกับแมวน้ำ และโลมา ดังนั้นหากเรารู้ว่า กลไกอะไรที่ส่งผลต่อความสามารถของร่างกาย ในการกักเก็บออกซิเจน ก็จะทำให้เราฝึกฝน และสามารถดำฟรีไดฟ์ได้นานมากยิ่งขึ้น
การทดลองปัจจัยในการกลั้นหายใจแต่ละแบบ
การทดลองจะมุ่งเน้นไปที่ การวัดอัตราการเต้นของหัวใจที่ลดลง (Bradycardia) เนื่องจากเป็นสิ่งที่สังเกตได้ง่ายเพื่อเปรียบเทียบว่าปัจจัยใดบ้างที่ส่งผลต่อ mammalian dive reflex มากกว่ากัน โดยวัดผลระหว่างกลั้นหายใจเป็นเวลา 30 วินาที
สภาวะการกลั้นหายใจ | No. | เปรียบเทียบปัจจัยต่างๆ |
สภาวะดำน้ำ กับ ไม่ดำน้ำ | 1 | หายใจธรรมดา กับ การกลั้นหายใจในน้ำ |
เปรียบเทียบการหายใจกับการกลั้นหายใจ | 2 | หายใจธรรมดา กับ การกลั้นหายใจโดยหน้าไม่เปียกน้ำ |
3 | หายใจผ่านท่อ snorkel ในน้ำ กับ กลั้นหายใจในน้ำ | |
ใบหน้าสัมผัสน้ำ | 4 | หายใจผ่านท่อ snorkel โดยหน้าไม่เปียกน้ำ กับ หายใจผ่านท่อ snorkel ในน้ำ |
5 | กลั้นหายใจโดยหน้าไม่เปียกน้ำ กับ กลั้นหายใจในน้ำเย็น | |
6 | กลั้นหายใจโดยหน้าไม่เปียกน้ำ กับ กลั้นหายใจในน้ำธรรมดา | |
อุณหภูมิ | 7 | ใช้เจลประคบร้อนบริเวณใบหน้า กับ ใช้เจลประคบเย็นบริเวณใบหน้า |
8 | กลั้นหายใจในน้ำอุ่น กับ กลั้นหายใจในน้ำเย็น |
ผลการทดลอง กลั้นหายใจ แบบต่างๆ 30 วินาที
สภาวะการกลั้นหายใจ | No. | เปรียบเทียบปัจจัยต่างๆ | ค่าเฉลี่ยอัตราการเต้นของหัวใจ |
วินาทีที่15 – 30 (ครั้ง / นาที) | |||
สภาวะดำน้ำ กับ ไม่ดำน้ำ | 1 | การหายใจแบบธรรมดา กับ | 76 |
การกลั้นหายใจในน้ำ | 56.1 | ||
เปรียบเทียบการหายใจกับการกลั้นหายใจ | 2 | การหายใจแบบธรรมดา กับ | 70.1 |
การกลั้นหายใจโดยหน้าไม่เปียกน้ำ | 65.2 | ||
3 | การหายใจผ่านท่อ snorkel ในน้ำ กับ | 65.3 | |
กลั้นหายใจในน้ำ | 54.9 | ||
ใบหน้าสัมผัสน้ำ | 4 | หายใจผ่านท่อ snorkel โดยหน้าไม่เปียกน้ำ | 71.2 |
หายใจผ่านท่อ snorkel ในน้ำ | 66.9 | ||
5 | กลั้นหายใจโดยหน้าไม่เปียกน้ำ กับ | 69.6 | |
กลั้นหายใจในน้ำเย็น | 61.5 | ||
6 | กลั้นหายใจโดยหน้าไม่เปียกน้ำ กับ | 70.5 | |
กลั้นหายใจในน้ำธรรมดา | 60.6 | ||
อุณหภูมิ | 7 | ใช้เจลประคบร้อนบริเวณใบหน้า กับ | 69.7 |
ใช้เจลประคบเย็นบริเวณใบหน้า | 67 | ||
8 | กลั้นหายใจในน้ำอุ่น กับ | 65.5 | |
กลั้นหายใจในน้ำเย็น | 58.5 |
สรุปสิ่งที่มีผลต่อ Mammalian dive reflex
เมื่อกลั้นหายใจในน้ำ อัตราการเต้นของหัวใจจะลดลงมากกว่า การหายใจตามปกติ แสดงให้เห็นว่า มนุษย์ก็มีกลไกการปรับตัวเมื่อดำน้ำเหมือนกับสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม เช่น แมวน้ำ โลมา
ผลการทดลองที่ 2, 3 แสดงให้เห็นว่า เพียงกลั้นหายใจอย่างเดียวถึงหน้าจะไม่สัมผัสน้ำเลยก็ทำให้อัตราการเต้นของหัวใจลดลงเช่นกัน
ในการทดลองที่ 4 เมื่อใบหน้าสัมผัสน้ำ ชีพจรจะเต้นช้าลงเมื่อเปรียบเทียบกับการหายใจผ่านท่อ snorkel ธรรมดา
การทดลองที่ 5 จะเพิ่มการกลั้นหายใจรวมถึงให้หน้าสัมผัสน้ำด้วย ซึ่งทำให้ชีพจรเต้นช้าลงกว่าเดิมมาก
ในการทดลองที่ 6 เป็นการทดลองกลั้นหายใจในน้ำที่อุณหภูมิปกติ แต่เนื่องจากการถ่ายเทความร้อน ของน้ำมีมากกว่าอากาศ ทำให้ใบหน้ายังสามารถสัมผัสได้ถึงความเย็น ผลการทดลองที่ได้จึงเหมือนๆกับการทดลองที่ 5
การทดลองที่ 7 และ 8 ทดลองการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิที่ใบหน้า การใช้ถุงประคบร้อนและเย็นบริเวณใบหน้าให้ผลลัพธ์ที่ไม่แตกต่างกันมากนัก แต่การกลั้นหายใจในน้ำเย็นจะทำให้ชีพจรเต้นช้ากว่าการกลั้นหายใจในน้ำอุ่น
ปัจจัยอื่นๆที่ส่งผลต่อความสามารถในการ กลั้นหายใจ
นอกจากปัจจัย อุณหภูมิ ใบหน้าที่สัมผัสน้ำ การกลั้นหายใจ แล้วยังอาจมีปัจจัยอื่นๆที่เกี่ยวข้อง เช่น เรื่องของเพศ เนื่องจากผู้ชายและผู้หญิงมีอัตราการเต้นของหัวใจที่แตกต่างกัน
ปัจจัยในเรื่องของการฝึกฝน ผู้ที่ฝึกฟรีไดฟ์เป็นประจำ ร่างกายจะถูกกระตุ้นจากสภาพแวดล้อมในการดำน้ำได้มากกว่าคนทั่วไป และนอกเหนือจากนี้ ยังอาจมีปัจจัยอื่นๆอีก ที่รอการค้นพบ เพราะปัจจุบันยังมีการศึกษาค้นคว้าเพิ่มเติมอยู่เรื่อยๆ
อ้างอิงมาจาก : American Physiological Society
อ่านเพิ่มเติมได้ที่ : https://journals.physiology.org