屏气潜水80分钟

屏气潜水80分钟

·方舟子·

不久前德国潜水员席耶塔斯创造了一项吉尼斯世界纪录：在水下屏气17
分钟19秒。这个惊人的纪录是靠“作弊”取得的：潜水前吸了30分钟的纯氧。
如果不事先吸氧，他的记录是10分12秒。这仍然很惊人，一般人在水下屏气
很难超过5分钟。

但是这个世界纪录和海豹、鲸、海豚这些海洋哺乳动物相比，又不值一
提了。在这方面，海豹的表现尤其出色，例如，生活在南极洲的威德尔海豹
能一口气潜水大约80分钟。它们是怎么做到这一点的呢？

海洋哺乳动物无法像鱼那样利用溶解在水中的氧，同样靠肺呼吸空气，
在潜水时也必须憋气。你也许马上会想到，是不是因为海豹的肺比较大，能
够憋住更多的空气？那位德国潜水员能创造世界纪录，据说就是因为他的肺
要比同样体格的人大了约20%。但是海豹的肺与身体的比例并不比其他哺乳
动物大。海豹不是靠肺活量大取胜的，那么靠什么呢？

肺部吸入的氧气进入血液后，和红细胞中的血红蛋白结合，然后随着血
液循环输送给全身的细胞利用。血液中血红蛋白越多，能够结合的氧气也就
越多，就越能忍受缺氧的环境。海豹血液中是不是有更多的血红蛋白呢？是
的。海豹的血容量相对来说比较大，有更多的红细胞，也就意味着更多的血
红蛋白。而且，更关键的是，在开始潜水时，海豹的脾脏会往血液中注入更
多的红细胞。人的脾脏的主要功能是过滤血液和产生淋巴细胞，对人的生存
其实不是很重要，有的人因伤因病切除脾脏后还可以好好地活下去。但是某
些哺乳动物（包括海豹、马、狗）的脾脏还有储存红细胞的功能。海豹有一
个大得出奇的脾脏，里面储存了占全身三分之二的红细胞。在海豹潜水的瞬
间，肾上腺素会刺激脾脏收缩，释放储存的红细胞到血液中，让血液中血红
蛋白的量增加了60％。血液中红细胞过多也有副作用，会造成淤血，所以海
豹潜水完毕浮到水面后，血液中肾上腺素的量减少，脾脏舒张，又把多余的
红细胞收回去了。

大量的血红蛋白携带的氧气能让海豹在水下待上大约15分钟。剩下的65
分钟怎么办呢？在海豹的肌肉中含有大量的肌红蛋白，它们的构造和血红蛋
白类似，能和血液中的氧结合，把氧储存起来。一旦血液中的氧浓度很低时，
肌红蛋白中的氧就被释放出去供肌肉细胞使用。肌红蛋白储存的氧，能让海
豹在水下多待大约10分钟。

但是还有55分钟需要对付。在这么长的时间内海豹的肌肉没有氧气可以
利用，它所需的能量从哪里来呢？所有的动物都能在无氧的条件下产生能量，
这个过程被称为“无氧呼吸”。我们人类也有这个能力，比如在激烈运动时，
肌肉的氧气供应不足，也要靠无氧呼吸来提供能量。但是无氧呼吸产生能量
的效率比有氧呼吸低，而且会产生一种有害的副产物——乳酸（这就是为什
么激烈运动后肌肉会酸痛）。乳酸会降低血液的酸碱度，让它变酸性。体内
大多数的酶对酸碱度的改变非常敏感，到一定程度就失去活性，会是致命
的。

海豹为何能忍耐如此长时间的100％无氧呼吸却又不得酸血症呢？它们
是通过巧妙地改变血液在身体的分布来达到的。在海豹潜水时，血液主要流
向大脑、心脏、脾脏、眼睛、肾上腺、胎盘（如果怀孕的话）这些此时至关
重要的器官，而流向肌肉的血液大为减少，这样，肌肉产生的乳酸就留在肌
肉内，而不会随着血液流到全身危害其他器官。海豹浮出水面后，再逐渐增
加流向肌肉的血液，乳酸将被氧气转化成有益无害的丙酮酸。

海豹潜水可不是在游泳池里玩憋气游戏，而是要潜到海底觅食，潜水深
度有时能达到700米。潜水员穿上潜水服能潜到600米。当潜水员下潜水底时，
身体所受的压力随之增加，呼吸到体内溶解于体液中的空气的量也随之增加
了。其中的氮气是没法被人体利用的。当潜水员返回水面时，气压一下子下
降，就像打开一瓶汽水、被压在水中的二氧化碳往外冒泡一样，体液中的氮
气也会冒泡，干扰血液循环，对身体造成损伤，得了减压症。要避免出现这
种情况，潜水员需要进入高压舱增压迫使氮气回到血液中，然后再经历长时
间的减压，让氮气缓慢地离开身体。

海豹为何不会得减压症呢？仔细观察一下海豹在潜水之前的准备动作。
你也许以为它会像我们潜水前一样深吸一口气。恰恰相反，它是大呼一口
气，把肺内的气体排掉，就能减少潜水时溶解到体液中的氮气的量。此外，
海豹在潜水时肺会由于加在胸部的压力而塌扁，肺里剩余的空气被挤到支
气管和气管，从那里是进不了血液的。海豹就这样用一个简单的办法巧妙地
解决了一个复杂的问题，避免了减压症。潜水前少吸一口气会少摄入一些
氧气，不过，一次深吸气的氧气不过能供身体使用2分钟，这对潜水80分钟
来说微不足道，完全值得为了避免减压症而牺牲掉。