หลากหลาย : มนุษย์ในภาวะกลั้นหายใจใต้น้ำ

ภารกิจการช่วยเหลือเยาวชนนักฟุตบอลทีมหมูป่าออกจากถ้ำด้วยการดำน้ำออกมาจากถ้ำหลวงนั้นมีความเสี่ยงสูงยิ่ง ไม่เพียงเส้นทางคดเคี้ยวของถ้ำเท่านั้น แต่ยังเป็นความเสี่ยงจากการดำน้ำอีกด้วย

บีบีซีไทย – BBC Thai เผยแพร่ข้อมูลเกี่ยวกับเรื่องนี้ว่า สาเหตุหนึ่งที่อวกาศและใต้มหาสมุทรเป็นอาณาบริเวณที่ยากต่อการสำรวจให้ทั่วถึง นั่นก็เพราะเป็นสภาพแวดล้อมที่เสี่ยงอันตรายต่อชีวิตมนุษย์อย่างยิ่ง

แม้แต่นักดำน้ำแบบตัวเปล่าหรือฟรีไดวิ่ง (Free-diving) ระดับโลก อย่างนายนิโคลัส เมโวลี ชาวอเมริกันที่ดำได้ลึกถึง 72 เมตร โดยไม่ใช้ตีนกบและอุปกรณ์ช่วยหายใจ ยังหมดสติและเสียชีวิตลงหลังกลับขึ้นสู่ผิวน้ำ หลังดำดิ่งลงไปเป็นเวลา 3 นาที 38 วินาที

โดยทั่วไปแล้วนักดำน้ำแบบตัวเปล่ามืออาชีพ จะใช้เวลาในการดำดิ่งครั้งหนึ่งราว 3-4 นาที ร่างกายของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมจะมีปฏิกิริยาตอบสนองต่อภาวะจมน้ำโดยอัตโนมัติ (Mammalian dive reflex) ช่วยให้นักดำน้ำเหล่านี้กลั้นหายใจและอยู่ใต้น้ำได้นานยิ่งขึ้น

ปฏิกิริยาตอบสนองอัตโนมัติที่ว่านี้เกิดขึ้นได้กับคนทั่วไป แม้แต่ในเวลาที่เอาใบหน้าจุ่มลงในภาชนะใส่น้ำเย็นเท่านั้น โดยหัวใจจะเต้น ช้าลง มีการควบคุมกระแสเลือดให้เข้ามาเลี้ยงเฉพาะอวัยวะสำคัญในแกนกลางของร่างกาย ส่วนม้ามจะปล่อยเม็ดเลือดแดงที่อิ่มด้วยออกซิเจนออกมามากขึ้น

นักดำน้ำแบบตัวเปล่าที่ไม่ต้องแหวกว่ายเคลื่อนไหวร่างกายขณะอยู่ใต้น้ำ จะสามารถกลั้นหายใจอยู่ได้นานกว่าพวกที่มุ่งทำสถิติพิชิตระดับความลึก เช่น นายสติก เซเวรินเซน นักดำน้ำแบบตัวเปล่าชาวเดนมาร์ก กลั้นหายใจทำสถิติโลกได้นานถึง 22 นาที โดยนอนลอยตัวนิ่งอยู่ใต้น้ำระดับตื้น ในสระว่ายน้ำแห่งหนึ่งใจกลางกรุงลอนดอน เมื่อปี 2555

การกลั้นหายใจได้นานอย่างเหลือเชื่อของนายเซเวรินเซน เกิดจากการฝึกฝนและเตรียมความพร้อมร่างกายเป็นพิเศษ โดยก่อนจะลงมือทำสถิติโลก เขาหายใจเอาออกซิเจนบริสุทธิ์เข้าไปในร่างกายด้วยวิธีการหายใจเป็นจังหวะเร็วและลึกนานเกือบ 20 นาที ทำให้ร่างกายอิ่มตัวด้วยออกซิเจน และช่วยขจัดคาร์บอนไดออกไซด์ตกค้างออกจากปอด

เทคนิคเช่นนี้นับว่าสำคัญอย่างยิ่งต่อการกลั้นหายใจได้เป็นเวลานานโดยไม่เป็นอันตราย เนื่องจากขณะที่อยู่ใต้น้ำการสะสมของคาร์บอนไดออกไซด์ในร่างกายจะทำให้เลือดเป็นกรด กล้ามเนื้อ เกร็งตัว หัวใจเต้นแรง มึนงงสับสน และอาจถึงกับเสียชีวิตได้ในที่สุด 

การที่คนเราจะกลั้นหายใจใต้น้ำได้เป็นเวลานานเท่าใดนั้น ขึ้นอยู่กับว่าทนทานภาวะที่ร่างกายมีออกซิเจนต่ำที่สุดได้เท่าใด และทนรับปริมาณคาร์บอนไดออกไซด์ที่เกิดขึ้นได้มากที่สุดในระดับไหนด้วย

โอกาสอยู่รอดในภาวะออกซิเจนต่ำและคาร์บอนไดออกไซด์สูงกำหนดด้วยอัตราการเผาผลาญเพื่อสร้างพลังงานให้ร่างกายเป็นสำคัญ นักดำน้ำที่ต้องแหวกว่ายออกแรงจะเกิดการเผาผลาญสูงจนใช้ออกซิเจนหมดไปอย่างรวดเร็ว ทั้งผลิตคาร์บอนไดออกไซด์ออกมามากกว่าคนที่กลั้นหายใจอยู่ใต้น้ำนิ่งๆ

เมื่อปี 2529 หนูน้อยมิเชลล์ ฟังก์ เด็กอเมริกัน วัยหัดเดินเตาะแตะ ตกลงไปในลำธารที่เย็นเยียบจนกลายเป็นน้ำแข็งไปส่วนใหญ่ รอดชีวิตมาได้แม้จะจมน้ำอยู่เป็นเวลานานถึง 66 นาที ซึ่งผู้เชี่ยวชาญสันนิษฐานว่าเป็นเพราะอุณหภูมิที่ต่ำถึงขีดสุดลดระดับการเผาผลาญในร่างกายของเธอจนเกือบเป็นศูนย์

นักดำน้ำหลายคนมีเคล็ดลับในการรักษาระดับออกซิเจนและลดอัตราการเผาผลาญลง โดยพยายามทำใจให้สบายและผ่อนคลาย ขณะอยู่ใต้น้ำ เทคนิคนี้คล้ายกับการทำสมาธิ ส่งผลให้หัวใจเต้นช้าลงและนักดำน้ำสงบจิตใจจนไม่เกิดความคิดฟุ้งซ่านสับสน

อย่างไรก็ตาม วิธีนี้ช่วยนักดำน้ำให้กลั้นหายใจได้นานเพียงระดับหนึ่ง ซึ่งไม่อาจเทียบได้กับสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมบางชนิดเช่นวาฬและแมวน้ำที่มีวิวัฒนาการของร่างกายจนดำน้ำได้นานราว 1 ชั่วโมง วาฬมีโปรตีนไมโอโกลบิน (Myoglobin) ที่ช่วยจับออกซิเจนอยู่ในกล้ามเนื้อปริมาณมาก ทำให้เนื้อวาฬมีสีแดงคล้ำตามสีของไมโอโกลบินจนดูเหมือนกับสีดำ

สำหรับคนเราที่ร่างกายไม่มีข้อได้เปรียบเช่นนั้น ก็อาจใช้เทคโนโลยีเข้าช่วย เช่นการสูดหายใจเอาของเหลวกลุ่มเพอร์ฟลูออโรคาร์บอน (Perfluorocarbons – PFCs) เข้าในปอด ช่วยเพิ่มออกซิเจนในกระแสเลือดและทำให้ดำน้ำได้นานขึ้น เนื่องจากของเหลวที่สูดเข้าไปนั้นกักเก็บออกซิเจนได้มากกว่าก๊าซที่ใช้หายใจใต้น้ำโดยทั่วไป

มีการทดลองแช่สุนัขและแมวลงในสาร PFCs และพบว่าพวกมันปรับตัวหายใจในของเหลวได้นานหลายวัน สารนี้ไม่มีส่วนผสมของไนโตรเจน จึงอาจนำมาปรับใช้ในกรณีฉุกเฉินเมื่อนักดำน้ำต้องขึ้นสู่ผิวน้ำอย่างรวดเร็ว ซึ่งการหายใจในของเหลวจะช่วยหลีกเลี่ยงภาวะเมาไนโตรเจนที่เป็นอันตรายถึงชีวิตได้

บทความก่อนหน้านี้รู้ไปโม้ด : ซีลแห่งกองทัพเรือไทย (ตอนจบ)
บทความถัดไปแวดวงไอที : เผยซัมซุง “กาแล็กซีเอ็กซ์” พับได้สองในสาม