屏氣潛水80分鐘(2008-12-25 05:16:23) 

                          屏氣潛水80分鐘

                             ·方舟子·

    不久前德國潛水員席耶塔斯創(chuàng)造了一項(xiàng)吉尼斯世界紀(jì)錄：在水下屏氣17
分鐘19秒。這個(gè)驚人的紀(jì)錄是靠“作弊”取得的：潛水前吸了30分鐘的純氧。
如果不事先吸氧，他的記錄是10分12秒。這仍然很驚人，一般人在水下屏氣
很難超過5分鐘。

    但是這個(gè)世界紀(jì)錄和海豹、鯨、海豚這些海洋哺乳動(dòng)物相比，又不值一
提了。在這方面，海豹的表現(xiàn)尤其出色，例如，生活在南極洲的威德爾海豹
能一口氣潛水大約80分鐘。它們是怎么做到這一點(diǎn)的呢？

    海洋哺乳動(dòng)物無法像魚那樣利用溶解在水中的氧，同樣靠肺呼吸空氣，
在潛水時(shí)也必須憋氣。你也許馬上會(huì)想到，是不是因?yàn)楹１姆伪容^大，能
夠憋住更多的空氣？那位德國潛水員能創(chuàng)造世界紀(jì)錄，據(jù)說就是因?yàn)樗姆?br>要比同樣體格的人大了約20%。但是海豹的肺與身體的比例并不比其他哺乳
動(dòng)物大。海豹不是靠肺活量大取勝的，那么靠什么呢？

    肺部吸入的氧氣進(jìn)入血液后，和紅細(xì)胞中的血紅蛋白結(jié)合，然后隨著血
液循環(huán)輸送給全身的細(xì)胞利用。血液中血紅蛋白越多，能夠結(jié)合的氧氣也就
越多，就越能忍受缺氧的環(huán)境。海豹血液中是不是有更多的血紅蛋白呢？是
的。海豹的血容量相對(duì)來說比較大，有更多的紅細(xì)胞，也就意味著更多的血
紅蛋白。而且，更關(guān)鍵的是，在開始潛水時(shí)，海豹的脾臟會(huì)往血液中注入更
多的紅細(xì)胞。人的脾臟的主要功能是過濾血液和產(chǎn)生淋巴細(xì)胞，對(duì)人的生存
其實(shí)不是很重要，有的人因傷因病切除脾臟后還可以好好地活下去。但是某
些哺乳動(dòng)物（包括海豹、馬、狗）的脾臟還有儲(chǔ)存紅細(xì)胞的功能。海豹有一
個(gè)大得出奇的脾臟，里面儲(chǔ)存了占全身三分之二的紅細(xì)胞。在海豹潛水的瞬
間，腎上腺素會(huì)刺激脾臟收縮，釋放儲(chǔ)存的紅細(xì)胞到血液中，讓血液中血紅
蛋白的量增加了60％。血液中紅細(xì)胞過多也有副作用，會(huì)造成淤血，所以海
豹潛水完畢浮到水面后，血液中腎上腺素的量減少，脾臟舒張，又把多余的
紅細(xì)胞收回去了。

    大量的血紅蛋白攜帶的氧氣能讓海豹在水下待上大約15分鐘。剩下的65
分鐘怎么辦呢？在海豹的肌肉中含有大量的肌紅蛋白，它們的構(gòu)造和血紅蛋
白類似，能和血液中的氧結(jié)合，把氧儲(chǔ)存起來。一旦血液中的氧濃度很低時(shí)，
肌紅蛋白中的氧就被釋放出去供肌肉細(xì)胞使用。肌紅蛋白儲(chǔ)存的氧，能讓海
豹在水下多待大約10分鐘。

    但是還有55分鐘需要對(duì)付。在這么長的時(shí)間內(nèi)海豹的肌肉沒有氧氣可以
利用，它所需的能量從哪里來呢？所有的動(dòng)物都能在無氧的條件下產(chǎn)生能量，
這個(gè)過程被稱為“無氧呼吸”。我們?nèi)祟愐灿羞@個(gè)能力，比如在激烈運(yùn)動(dòng)時(shí)，
肌肉的氧氣供應(yīng)不足，也要靠無氧呼吸來提供能量。但是無氧呼吸產(chǎn)生能量
的效率比有氧呼吸低，而且會(huì)產(chǎn)生一種有害的副產(chǎn)物——乳酸（這就是為什
么激烈運(yùn)動(dòng)后肌肉會(huì)酸痛）。乳酸會(huì)降低血液的酸堿度，讓它變酸性。體內(nèi)
大多數(shù)的酶對(duì)酸堿度的改變非常敏感，到一定程度就失去活性，會(huì)是致命
的。

    海豹為何能忍耐如此長時(shí)間的100％無氧呼吸卻又不得酸血癥呢？它們
是通過巧妙地改變血液在身體的分布來達(dá)到的。在海豹潛水時(shí)，血液主要流
向大腦、心臟、脾臟、眼睛、腎上腺、胎盤（如果懷孕的話）這些此時(shí)至關(guān)
重要的器官，而流向肌肉的血液大為減少，這樣，肌肉產(chǎn)生的乳酸就留在肌
肉內(nèi)，而不會(huì)隨著血液流到全身危害其他器官。海豹浮出水面后，再逐漸增
加流向肌肉的血液，乳酸將被氧氣轉(zhuǎn)化成有益無害的丙酮酸。

    海豹潛水可不是在游泳池里玩憋氣游戲，而是要潛到海底覓食，潛水深
度有時(shí)能達(dá)到700米。潛水員穿上潛水服能潛到600米。當(dāng)潛水員下潛水底時(shí)，
身體所受的壓力隨之增加，呼吸到體內(nèi)溶解于體液中的空氣的量也隨之增加
了。其中的氮?dú)馐菦]法被人體利用的。當(dāng)潛水員返回水面時(shí)，氣壓一下子下
降，就像打開一瓶汽水、被壓在水中的二氧化碳往外冒泡一樣，體液中的氮
氣也會(huì)冒泡，干擾血液循環(huán)，對(duì)身體造成損傷，得了減壓癥。要避免出現(xiàn)這
種情況，潛水員需要進(jìn)入高壓艙增壓迫使氮?dú)饣氐窖褐?，然后再?jīng)歷長時(shí)
間的減壓，讓氮?dú)饩徛仉x開身體。

    海豹為何不會(huì)得減壓癥呢？仔細(xì)觀察一下海豹在潛水之前的準(zhǔn)備動(dòng)作。
你也許以為它會(huì)像我們潛水前一樣深吸一口氣。恰恰相反，它是大呼一口
氣，把肺內(nèi)的氣體排掉，就能減少潛水時(shí)溶解到體液中的氮?dú)獾牧?。此外?br>海豹在潛水時(shí)肺會(huì)由于加在胸部的壓力而塌扁，肺里剩余的空氣被擠到支
氣管和氣管，從那里是進(jìn)不了血液的。海豹就這樣用一個(gè)簡單的辦法巧妙地
解決了一個(gè)復(fù)雜的問題，避免了減壓癥。潛水前少吸一口氣會(huì)少攝入一些
氧氣，不過，一次深吸氣的氧氣不過能供身體使用2分鐘，這對(duì)潛水80分鐘
來說微不足道，完全值得為了避免減壓癥而犧牲掉。

2008.12.7.