筆者：獸醫教練
文章大綱
誒你可以潛那麼深，如果在下面沒氣了怎麼辦？
你是不是總是聽到有人說「ㄟ你可以潛那麼深，如果在下面沒氣了怎麼辦？」又或是你的教練總是跟你說戒護最少要在十米有一個。到底為什麼BO總是發生在快到水面呢？閉氣時的血氧變化一值都是自潛員關注的重點之一，但總不可能在你下到100米的時候還有人來跟你說「來食指給我喔，我夾個血氧。」，所以大深度下的血氧怎麼變化，一值都是推測。不過位於瑞典中典大學(Mid Sweden University)的Eric Mulder等人於2021發表了一篇論文，終於給了我們眼見為憑的答案。
他們測試了一種新的血氧機(原型機)，這種血氧機有兩個探頭接在太陽穴的位置，就可以紀錄自潛員下潛到回來的血氧及心跳。於是他們找了四個競技自潛員，並請他們做淺水及大深度的恆重下潛(CWT)，順帶一提，這五個人PB平均是91±10m。
四位自潛員下的深度淺水平均為19±3m，而大深度為73±12m，潛水時間為82±36s(淺水)及150±27s(大深度)。好理加在，四個自潛員跟血氧機從深海帶回了寶貴的數據。
這四位自潛員大深度後的血氧平均為55%，淺水潛水的血氧為80%(其中一位自潛員血氧在淺水潛水後為48%，在大深度潛水後為44%，但其他三個自潛員在淺水潛水時血氧幾乎沒有下降)。心跳平均在淺水潛水後為42bpm，在大深度潛水後為42bpm，大概都是比水面上的心跳下降46%，而本次記錄到最低的心跳是28bpm。
講起來很難懂，別擔心我們直接看圖(藍線是深度，紅線是血氧，灰線是心跳)，舉其中一個自潛員為例：
以血氧濃度來說
在淺水的時候幾乎沒有下降，但在大深度的時候只有在接近水面時開始下降，並在回到水面上後恢復。而大家可以看到很有趣的現象，血氧其實一值都是維持在高值，就算你在最深處也都維持，只有在上升到最後階段的時候會開始下降。在最後缺氧的原因大概是因為潛水時間比較長，另外一個原因是在最後的幾米，壓力變化劇烈(波以爾定律)，此時肺臟的氧分壓會低於血中的氧分壓，氧氣就會從血液中跑回肺臟，導致組織無法利用氧氣(Lanphier and Rahn, 1963)，這就是為什麼總是在最後階段BO的原因，所以你各位阿，不管你的潛伴下的多深，你至少要在10-20米等他上來喔。
如果以心跳來說
心跳下降的幅度在淺水及深水都差不多，但在深水的時後會有比較多的變化。不管是深或淺，都會啟動哺乳類潛水反射(MDR)(註一)讓心跳下降，但在大深度時，心跳就會因為肌肉徵招的多寡、身體不同的狀態而有不同的表現，而每個自潛員心跳的表現也大同小異，所以本篇研究把心跳的變化分成四個階段：
第一階段
潛水員準備時心跳會開始上升(可能與packing有關)，當開始下潛時心跳會迅速的下降到平常的水平之下。
第二階段
在free fall時心跳會更加下降，直到轉身時都會維持在差不多的數值，此時低心律是因為幾乎沒有肌肉在工作，所以身體會降低心律來節省更多的氧氣，有點像是手機的省電模式。
第三階段
轉身後上升抵抗負浮力，用力踢蛙鞋時，身體關閉節電模式，心跳會開始上升，值得一提的是雖然跟第一階段一樣在踢蛙鞋，不過心律卻是比第一階段來得低，可能是因為MDR還在持續作用，但身體不得不提供更多的氧氣給腿的肌肉，只好大家各退一步才不會吵架。
第四階段
當正浮力越來越大時，肌肉不需要大量使用，能量消耗減少時，心跳就會開始趨緩並下降。那如果把血氧的線也對上去，會發現快到水面的時候，血氧會劇烈下降，而且到出水後後15s都持續在下降，直到恢復呼吸一陣子之後(15s之後)血氧才會開始上升，此時的心跳還是會比平常心跳來的低，但可以發現心跳是在往上的趨勢。這邊的數據可以解釋成，出水恢復呼吸時，還在低氧的時候心跳會開始加速，幫助血液運送氧氣組織(代償)，此時血氧也會開始慢慢回升(文獻裡的15s後)，心跳也持續上升超過原本休息時的心跳水平。
總而言之，在淺水潛水時，血氧幾乎不會改變，而心跳還是會受MDR影響。在大深度時，血氧在下降時都是持平的，值到上升到最後階段，才會因為壓力劇烈變化而缺氧。而心跳在大深度潛水時，會有類似的變化，大概會分為四階段，變化的過程都會受到肌肉徵招、身體狀況、MDR啟動狀況及個體差異有關。藉由這個新式的血氧機，可以幫助自由潛水員了解在大深度潛水時的身體狀態變化，也可以了解並降低BO風險。台灣晶片大國，是希望很快我們也會有類似的東西可以使用拉。
題外話，文獻中有提到其實在某些深潛的海豹也可以看到類似free fall的動作，藉由負浮力滑動來減少游動消耗的氧(Williams et al., 2000)。本研究心跳下降的幅度平均是46%，類似北海獅(Steller sea lion)，另外灰海豹(gray seal)心跳下降的幅度可以達到90%。
Ref:
原文doi：10.3389/fphys.2021.651128
Lanphier, E.H., and Rahn, H.(1963).Alveolargasexchange duringbreath-hold diving. J. Appl. Physiol. 18, 471–477. doi: 10.1152/jappl.1963.18.3.471
Williams, T. M.,Davis, R.W.,Fuiman,L. A., Francis, J., Le Boeuf,B.J., Horning, M., et al. (2000). Sink or swim: strategies for cost-e’cient diving by marine mammals. Science 288, 133–136. doi: 10.1126/science.288.5463.133
