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 )造了一項吉尼斯世界紀錄：在水下屏氣17
分鐘19秒。這個(gè)驚人的紀錄是靠“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(guò)5分鐘。
但是這個(gè)世界紀錄和海豹、鯨、海豚這些海洋哺乳動(dòng)物相比，又不值一
提了。在這方面，海豹的表現尤其出色，例如，生活在南極洲的威德?tīng)柡１?br>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(wú)法像魚(yú)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，是不是因為海豹的肺比較大，能
夠憋住更多的空氣？那位德國潛水員能創(chuàng )造世界紀錄，據說(shuō)就是因為他的肺
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，和紅細胞中的血紅蛋白結合，然后隨著(zhù)血
液循環(huán)輸送給全身的細胞利用。血液中血紅蛋白越多，能夠結合的氧氣也就
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。海豹的血容量相對來(lái)說(shuō)比較大，有更多的紅細胞，也就意味著(zhù)更多的血
紅蛋白。而且，更關(guān)鍵的是，在開(kāi)始潛水時(shí)，海豹的脾臟會(huì )往血液中注入更
多的紅細胞。人的脾臟的主要功能是過(guò)濾血液和產(chǎn)生淋巴細胞，對人的生存
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）的脾臟還有儲存紅細胞的功能。海豹有一
個(gè)大得出奇的脾臟，里面儲存了占全身三分之二的紅細胞。在海豹潛水的瞬
間，腎上腺素會(huì )刺激脾臟收縮，釋放儲存的紅細胞到血液中，讓血液中血紅
蛋白的量增加了60％。血液中紅細胞過(guò)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，它們的構造和血紅蛋
白類(lèi)似，能和血液中的氧結合，把氧儲存起來(lái)。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胞使用。肌紅蛋白儲存的氧，能讓海
豹在水下多待大約10分鐘。
但是還有55分鐘需要對付。在這么長(cháng)的時(shí)間內海豹的肌肉沒(méi)有氧氣可以
利用，它所需的能量從哪里來(lái)呢？所有的動(dòng)物都能在無(wú)氧的條件下產(chǎn)生能量，
這個(gè)過(guò)程被稱(chēng)為“無(wú)氧呼吸”。我們人類(lèi)也有這個(gè)能力，比如在激烈運動(dòng)時(shí)，
肌肉的氧氣供應不足，也要靠無(wú)氧呼吸來(lái)提供能量。但是無(wú)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
大多數的酶對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(cháng)時(shí)間的100％無(wú)氧呼吸卻又不得酸血癥呢？它們
是通過(guò)巧妙地改變血液在身體的分布來(lái)達到的。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(pán)（如果懷孕的話(huà)）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，而不會(huì )隨著(zhù)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，乳酸將被氧氣轉化成有益無(wú)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)能達到700米。潛水員穿上潛水服能潛到600米。當潛水員下潛水底時(shí)，
身體所受的壓力隨之增加，呼吸到體內溶解于體液中的空氣的量也隨之增加
了。其中的氮氣是沒(méi)法被人體利用的。當潛水員返回水面時(shí)，氣壓一下子下
降，就像打開(kāi)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)，對身體造成損傷，得了減壓癥。要避免出現這
種情況，潛水員需要進(jìn)入高壓艙增壓迫使氮氣回到血液中，然后再經(jīng)歷長(cháng)時(shí)
間的減壓，讓氮氣緩慢地離開(kāi)身體。
海豹為何不會(huì )得減壓癥呢？仔細觀(guān)察一下海豹在潛水之前的準備動(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，把肺內的氣體排掉，就能減少潛水時(shí)溶解到體液中的氮氣的量。此外，
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(jiǎn)單的辦法巧妙地
解決了一個(gè)復雜的問(wèn)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(guò)，一次深吸氣的氧氣不過(guò)能供身體使用2分鐘，這對潛水80分鐘
來(lái)說(shuō)微不足道，完全值得為了避免減壓癥而犧牲掉。
2008.12.7.
