Perché gli umani possono trattenere il respiro più a lungo sott’acqua?
Trattenere il respiro sott’acqua è un’abilità che molti di noi hanno sperimentato, magari durante una giornata di relax in piscina. Sorprendentemente, sembra più facile farlo quando siamo immersi, nonostante la pressione aggiuntiva che grava sul nostro petto. Questo fenomeno è noto come riflesso del tuffo dei mammiferi. Quando i mammiferi, inclusi gli esseri umani, si immergono, avvengono una serie di cambiamenti fisiologici automatici. Questi cambiamenti sono probabilmente innescati da informazioni sensoriali trasmesse dal nervo trigemino, come la sensazione di bagnato sul viso.
Il riflesso del tuffo dei mammiferi
Meccanismi fisiologici
Quando il riflesso del tuffo viene attivato, il corpo smette automaticamente di respirare, il battito cardiaco rallenta e aumenta la resistenza vascolare periferica. Questo meccanismo permette al corpo di conservare le riserve di ossigeno per gli organi vitali, come il cervello e il cuore, deviando il sangue dai gruppi muscolari inattivi. La bradicardia, ovvero il rallentamento del battito cardiaco, contribuisce ulteriormente a preservare le riserve di ossigeno riducendo il carico di lavoro del cuore.
Record di apnea
Il record mondiale per il tempo più lungo di apnea sott’acqua è di 24 minuti e 37 secondi, stabilito dal subacqueo Budimir Šobat nel 2021. Questo risultato straordinario è stato raggiunto grazie a una preparazione meticolosa, che include l’iperventilazione con ossigeno puro prima dell’immersione. Questo processo permette di ritardare il riflesso di respirare, consentendo ai subacquei di rimanere sott’acqua per periodi prolungati.
La fisiologia della respirazione in apnea
Il ruolo dei chemorecettori
Il desiderio di respirare è principalmente controllato dai chemorecettori, che cercano di mantenere i livelli corretti di ossigeno e anidride carbonica nel sangue. Durante un’apnea, il livello di CO2 nel sangue aumenta mentre l’O2 diminuisce. L’aumento iniziale del desiderio di respirare, che si verifica circa 30 secondi dopo l’inizio dell’apnea, è principalmente dovuto all’aumento della CO2. Quando i livelli di O2 scendono sotto una certa soglia, i chemorecettori rispondono, intensificando il bisogno di respirare.
Movimenti respiratori involontari
Alla fine, il desiderio di respirare diventa così intenso che il diaframma, il muscolo respiratorio principale, si contrae involontariamente. Questo fenomeno è noto come movimento respiratorio involontario. È il punto in cui chi non è allenato solitamente cede e inizia a respirare di nuovo, di solito dopo circa tre minuti se motivato e senza l’ausilio di ossigeno.
Conclusioni
Il riflesso del tuffo è un processo complesso, ma il suo obiettivo è semplice: preservare la vita attraverso l’adattamento fisiologico all’ambiente attuale. Questo riflesso dinamico e complicato si verifica per una ragione fondamentale: salvaguardare la vita. Grazie a questo adattamento, gli esseri umani e altri mammiferi possono sopravvivere in ambienti acquatici per periodi più lunghi di quanto sarebbe altrimenti possibile.
