스쿠버 다이빙 이론 - 다이빙 생리학

사진: Unsplash 의 Levi Arnold

지난 포스팅에서는 스쿠버 다이빙시 알아야 할 물리 법칙들에 대하여 알아보았습니다. 이번 포스팅은 다이빙 생리학에 대해 알아보도록 하겠습니다. 다이빙 생리학을 이해하는 것은 스쿠버 다이빙을 안전하게 수행하기 위하여 매우 중요합니다. 압력 변화에 따른 감압병이나 다이빙 계획 시 개인 신체 상태에 따른 맞춤형 다이빙 계획을 세울 수 있으며 응급 상황시 대처 능력을 향상할 수 있기 때문에 다이빙 활동에 있어 다이빙 생리학은 필수적입니다.

 

스쿠버 다이빙은 심장과 호흡, 혈액 순환 등의 생리학적 변화를 일으킬 수 있습니다. 스쿠버 다이빙 중에는 더 많은 에너지를 필요로 하기 때문에 근육에 많은 산소를 공급하고, 빠른 호흡을 통하여 이산화탄소를 배출하기 위하여 심장 박동이 증가하고, 숨쉬는 빈도가 빨라지는 등의 변화가 생깁니다.

 

압력 변화와 그에 따른 신체 영향

스쿠버 다이빙 중 가장 처음 몸으로 느끼는 것은 압력의 변화입니다. 높은 곳을 올라가게 되면 귀가 먹먹해지는 느낌을 한 번쯤 받아보셨을겁니다. 물속에서도 수심이 깊어질수록 압력이 높아지기 때문에 우리의 몸도 이에 적응하기 위한 활동을 해야 합니다. 앞서 물리학에서 알아봤던 헨리의 법칙이 생리학에도 적용됩니다.

• 질소 마취(Nitrogen Narcosis) : 헨리의 법칙은 기체의 용해도는 부분압력에 비례한다는 법칙입니다. 헨리의 법칙에 따르면 "온도가 일정할 경우, 액체의 종류와 양에 녹아든 기체의 양은 액체와 기체의 부분압력에 비례한다" 입니다. 해수면 상에서 질소는 호흡을 함에 따라 혈액 순환에 들어오게 되고, 그동안 이미 존재하던 질소 분자들이 빠져나가게 됩니다. 이때 나가고 들어오는 분자의 숫자는 서로 같으며 이러한 상태를 균형 상태라고 합니다. 수중에서 압력이 증가하게 되면 질소가 혈액과 조직에 더 많이 녹아들어 가게 됩니다. 주로 압력이 높아지는 30미터 이상의 수심에서 발생하며, 높은 압력에서 질소가 중추 신경계에 영향을 미쳐 인지 능력 저하, 반응 속도 감소, 감정 변화 등의 증상을 일으킬 수 있습니다. 
• 감압병(Decompression Sickness) : 감압병 또한 질소로 인해 올 수 있는 다이빙 질병입니다. 일반적으로 다이버가 빠르게 상승할 때 발생하며, 질소가 체내 조직에 녹아있다가 빠르게 기포를 형성하면서 문제를 일으킵니다. 다이버가 깊은 수심에서 오랫동안 아디빙을 하게되면 질소가 체내 조직에 녹아들게 됩니다. 이때 빠르게 상승하게 되면 질소가 기체로 변하며 기포를 형성하게 되는데 이 기포들이 혈관과 조직에 통증, 신경 손상, 호흡 곤란 등의 증상을 초래하게 됩니다. 감압병을 예방하기 위해서는 천천히 상승하며, 일정 수심에서 잠시 멈추어(안전정지) 질소가 체외로 배출되도록 합니다. 또한 다이빙 전에 감압병을 예방하기 위한 다이빙 계획을 세워 이를 준수하며 다이빙을 하는 것이 중요합니다. 또한 자주 다이빙을 하는 다이버라면 고농도 산소를 체내에 주입하여 기포를 감소시키는 고압 산소 치료를 받는 것이 좋습니다. 혹시라도 감압병이 발생하였다면 빠르게 가까운 병원을 방문하여 고압실에 들어가 재압을 하는 것입니다. 이로써 기포의 크리글 줄여주고 조직 안으로 기체가 돌아가게 해야 합니다. 이후에는 천천히 감압되어 자연스럽게 폐를 통하여 질소가 제거되게 됩니다. 그렇기 때문에 다이빙 계획을 세울 때 다이빙 계획 지역에서 가장 가까운 고압치료실(챔버)이 있는 병원을 미리 알아두어야 합니다.
• 산소 중독(Oxygen Toxicity) : 주로 40m 이상의 깊은 수심에서 발생합니다. 산소의 부분 압력이 높아져서 중추 신경계에 심각한 영향을 줄 수 있습니다. 산소 중독은 두가지 유형으로 나눌 수 있는데 중추 신경계 산소중독(CNS Oxygen Toxicity)과 폐산소중독(Pulmonary Oxygen Toxicity)입니다. 중추 신경계 산소중독은 심한 경우 발작을 일으킬 수 있으며, 폐산소중독은 장시간 고압 산소에 노출되었을 때 발생하며, 폐 손상을 초래할 수 있습니다.

 

인체에 가해지는 압력에 따라 올 수 있는 질병들에 대해 알아보았습니다. 다이빙과 관련된 질병들을 예방하기 위해서는 가장 먼저 안전한 다이빙 계획을 세우는 것부터 시작됩니다. 다음 포스팅에서는 이러한 질병을 예방하기 위하여 안전하게 다이빙을 계획하는 방법에 대해 알아보고자 합니다.