ΑΠΟΨΕΙΣ ΠΑΝΩ ΣΤΗ ΦΥΣΙΟΛΟΓΙΑ ΤΗΣ ΑΠΝΟΙΑΣ
Ο Φ. Μπ. Δεν ήταν ένας τυχαίος απνεϊστας. Είχε ασχοληθεί για αρκετά χρόνια με την ελεύθερη κατάδυση και κέρδισε αρκετές διακρίσεις στο άθλημα.
Εκείνο το απόγευμα ένιωθε σε εξαιρετική φόρμα. Η τρομερή ευεξία σε συνδυασμό με την πλανεύτρα εικόνα του ήλιου που χαμήλωνε στον ορίζοντα και έβαφε τη θάλασσα με πορφυρά χρώματα τον έκανε να μη θέλει να φύγει. Θέλησε να κάνει ακόμα λίγες βουτιές. Ο σύντροφός του αποφάσισε να ανέβει στο σκάφος για να κάνει τις προετοιμασίες της επιστροφής και να ετοιμάσει ένα ζεστό ρόφημα. Ο Φ. έμεινε κοντά στην πρύμνη του σκάφους και ετοιμάστηκε να κάνει τη βουτιά του. Μια τελευταία ίσως. Ήταν η δέκατη τρίτη εκείνης της ημέρας και εμφανώς θα γινόταν σε μικρότερο βάθος από τις προηγούμενες. Το καταδυτικό του ρολόι έδειξε πως η βουτιά έγινε στα 22 μέτρα για 1 λεπτό και 45 δευτερόλεπτα. Θυμάται σ’ εκείνη τη βουτιά, μια φανταστική εικόνα της επιφάνειας, όπου καθώς αναδυόταν, οι αχτίνες του ήλιου έπεφταν αρκετά πλάγια στην ήσυχη θάλασσα στην αρχή γαλάζιες και αργότερα να γίνονται πιο ζεστές και ίσα που άρχισαν να παίρνουν το χρώμα της φωτιάς…η εικόνα έσβησε απότομα. Ο Φ. έχει ένα κενό μνήμης του τι μεσολάβησε από εκείνη τη μαγευτική εικόνα μέχρι την αίσθηση προσωπίδας οξυγόνου και την ροή του αερίου γύρω από το στόμα του λίγο αργότερα. Ήταν τυχερός καθώς ο σύντροφός του τον εντόπισε σχεδόν αμέσως αναίσθητο στην επιφάνεια. Τον ανέβασε στο σκάφος. Αρχικά δεν ανταποκρινόταν. Οι πρώτες προσπάθειες τεχνητής αναπνοής διακόπηκαν από εμετό. Μετά από 1 λεπτό καρδιοπνευμονικής αναζωογόνησης φάνηκε να αντιδρά. Του χορηγήθηκε φαρμακευτικό οξυγόνο και μεταφέρθηκε στο πλησιέστερο νοσοκομείο. Οι γιατροί είπαν πως ήταν τυχερός και ότι υπέστη σύνδρομο εισρόφησης θαλασσινού νερού. Η απώλεια των αισθήσεων αποδόθηκε σε υποξία. Έμεινε στο νοσοκομείο για 36 ώρες και αποδεσμεύτηκε. Ο Φ. ανέφερε αργότερα πως η βουτιά αυτή ήταν καθαρά μέσα στα πλαίσια των δυνατοτήτων του και ότι δεν ένιωσε την παραμικρή δυσφορία ή ενόχληση καθ’ όλη τη διάρκεια της, ή πριν από αυτήν.
Η απώλεια των αισθήσεων λόγω παρατεταμένης άπνοιας είναι μια πραγματική κατάσταση που συμβαίνει δυστυχώς αιφνίδια. Γεννιούνται διάφορα ερωτήματα που στο άρθρο αυτό αναζητούμε τις απαντήσεις.
Πόσο μπορεί να κρατήσει κάποιος την αναπνοή του χωρίς να χάσει τις αισθήσεις του;
Γιατί κάποιος μπορεί να κρατά την αναπνοή του σε σημείο που να χάνει τις αισθήσεις του και μάλιστα αυτό να γίνεται ορισμένες φορές χωρίς προειδοποίηση και χωρίς καν να νιώθει ανάγκη να πάρει αέρα;
Τι είναι η υποξία;
Είναι επικίνδυνη;
Τι μπορούμε να κάνουμε για να μειώσουμε τον κίνδυνο πνιγμού;
Υπάρχει τρόπος να προβλέψουμε την υποξία με τρόπο που να έχουμε χρόνο αντίδρασης;
Και ακόμα επιχειρούμε να απαντήσουμε διάφορα ερωτήματα όπως:
Τι συμβαίνει κατά τη διάρκεια της βουτιάς στο σώμα μας;
Ποια είναι η επίδραση της προπόνησης στις ικανότητες άπνοιάς μας; Πώς προσαρμόζεται το σώμα ενός δύτη στις καταστάσεις της άπνοιας;
Είναι διαφορετική μια βουτιά από μια στατική άπνοια που γίνεται στην πολυθρόνα του σαλονιού μας;
Γνωρίζουμε αρκετά για αυτά τα θέματα; Υπάρχει έλλειμμα γνώσης;
Το σώμα μας είναι μια πολύπλοκη και αξιοθαύμαστη μηχανή που έχει την ικανότητα να αυτοελέγχεται και να αυτορυθμίζεται. Είναι κατασκευασμένο από πολυάριθμα συστήματα ελέγχου που λειτουργούν «συνωμοτικά» για τη διατήρηση της ζωής. Κάθε δύναμη που τείνει να μετακινήσει ή να διαταράξει την εσωτερική μας ισορροπία, αντιμετωπίζεται με τις κατάλληλες αντιδράσεις εξισορρόπησης ώστε να μπορούμε να επιβιώνουμε σε ένα μεγάλο εύρος συνθηκών. Πρόκειται για την φυσιολογική τάση του ανθρώπινου οργανισμού να κρατά την εσωτερική του κατάσταση σταθερή, η οποία ονομάζεται ομοιόσταση. Κάθε ερέθισμα που τείνει να αλλοιώσει την εσωτερική ισορροπία θέτει σε λειτουργία μηχανισμούς παλίνδρομης ρύθμισης που αποσκοπούν στην ανατροπή της παρέκκλισης και αποκατάσταση της ισορροπίας. Η άπνοια και η ελεύθερη κατάδυση είναι ένα κλασσικό παράδειγμα εφαρμογής αυτής της αρχής. Με την άπνοια που ορίζεται σαν η εκούσια (θεληματική) παύση της αναπνοής η φυσιολογική ισορροπία διαταράσσεται. Το σώμα μας αναπτύσσει μηχανισμούς προσαρμογής και αντιστάθμισης των καταστάσεων που προκαλεί η άπνοια. Με τη συνεχή έκθεσή μας μάλιστα, αναπτύσσει μια προσαρμοστικότητα ώστε να μπορούμε να αντέχουμε σιγά-σιγά σε καταστάσεις που στην αρχή δεν μπορούσαμε.
ΑΝΑΠΝΟΗ
Η Κατάδυση με το κράτημα της αναπνοής σημαίνει διακοπή μιας φυσιολογικής λειτουργίας του σώματός μας. Σημαίνει διακοπή της αναπνοής, του αερισμού των πνευμόνων. Για να κατανοήσουμε καλύτερα τις μεταβολές που συμβαίνουν στο σώμα μας κατά τη διάρκεια της άπνοιας θα περιγράψουμε με συντομία τον ρόλο της αναπνοής.
Οι υδατάνθρακες τα λίπη και οι πρωτεΐνες της τροφής μπορούν όλα τους να χρησιμοποιηθούν από τα κύτταρα για τη σύνθεση μεγάλων ποσοτήτων ενεργειακών μορίων ATP με την διαδικασία των βιολογικών καύσεων. Το ATP μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως πηγή ενέργειας για πολλές άλλες κυτταρικές λειτουργίες. Είναι δηλαδή ένα ιδανικό ενεργειακό νόμισμα το οποίο μπορεί να ξοδεύεται όποτε το κύτταρο «θέλει» ή «χρειάζεται» για να παράξει θερμότητα, να κινήσει το σώμα (μυς), να κτίσει κάποια συστατικά, να σκεφτεί, να διατηρεί το αίμα σε κυκλοφορία, να κάνει μεταφορά χημικών ουσιών μέσα από τις βιολογικές μεμβράνες κλπ. Όταν το κύτταρο διαθέτει μεγάλες, ή επαρκείς ποσότητες ATP τότε αρχίζει να αποθηκεύει την παραπανίσια ενέργειά του σε άλλες χημικές μορφές που είναι η φωσφορική κρεατίνη (CP), το γλυκογόνο και τα τριγλυκερίδια στον λιπώδη ιστό.
Η ενέργεια μέσα στα κύτταρα μπορεί να παράγεται κατά την καύση των τροφών με δύο τρόπους. Με αναερόβιο τρόπο και με αερόβιο τρόπο.
Με τον αναερόβιο τρόπο γίνεται χρησιμοποίηση των θρεπτικών συστατικών χωρίς την ταυτόχρονη χρήση οξυγόνου. Το σώμα μας μπορεί να κάνει αξιόλογη αναερόβια παραγωγή ενέργειας μόνο από τους υδατάνθρακες. Στη διαδικασία αυτή η κύρια πηγή ενέργειας είναι το εναποθηκευμένο στα κύτταρα γλυκογόνο και η διάσπασή του παράγει πυροσταφυλικό και αυτό μετατρέπεται σε γαλακτικό οξύ.
Αερόβια, αντίθετα διαδικασία είναι η παραγωγή ενέργειας από τροφές με τη βοήθεια του οξυγόνου. Γενικά στο κύτταρο ευνοείται η αερόβια παραγωγή ενέργειας διότι η ενεργειακή απόδοση της είναι πολύ καλύτερη από την αναερόβια. Μία από τις λειτουργίες της αναπνοής είναι και η τροφοδοσία των κυττάρων με οξυγόνο. Η διακοπή της αναπνοής έχει κάποιες συνέπειες σε αυτό το επίπεδο. Ας το δούμε με λίγη μεγαλύτερη λεπτομέρεια:
Σε όλη τη διαδικασία παραγωγής ενέργειας το κύτταρο χρειάζεται οξυγόνο για τις αερόβιες καύσεις και παράγει διοξείδιο του άνθρακα. Η κυκλοφορία του αίματος είναι υπεύθυνη για να μεταφέρει το παραγόμενο διοξείδιο του άνθρακα πίσω στους πνεύμονες για να αποβληθεί στις κυψελίδες. Το αίμα που περνά μέσα από την πνευμονική κυκλοφορία θα εμπλουτιστεί ταυτόχρονα με οξυγόνο και θα το μεταφέρει πίσω στα κύτταρα για να χρησιμοποιηθεί. Με άλλα λόγια ο ρόλος της αναπνοής είναι η διατήρηση των επιπέδων οξυγόνου και διοξειδίου του άνθρακα μέσα στην κυκλοφορία αλλά και στους ιστούς του σώματός μας μέσα στα κανονικά όρια διακύμανσης τους. Η εκούσια παύση της αναπνοής στερεί το σώμα μας από τον μηχανισμό διατήρησης της ομοιόστασης των αναπνευστικών αερίων.
ΤΟ ΚΡΑΤΗΜΑ ΤΗΣ ΑΝΑΠΝΟΗΣ
Τη στιγμή που το άτομο μπαίνει σε κατάσταση άπνοιας στους πνεύμονές του υπάρχει μια μικρή ποσότητα οξυγόνου και μια πρόσθετη ποσότητα είναι συνδεδεμένη με την αιμοσφαιρίνη του αίματος. Οι ποσότητες αυτές με μια μέγιστη εισπνοή, αρκούν για να συντηρήσουν τη λειτουργία των μεταβολικών διαδικασιών χωρίς ενεργειακό έλλειμμα, σε ένα φυσιολογικό άτομο για 3 λεπτά περίπου. Η σταδιακή μείωση του οξυγόνου κατά τη διάρκεια της άπνοιας σπρώχνει το μεταβολισμό προς την αναερόβια πλευρά. Το εναποθηκευμένο γλυκογόνο μπορεί να διασπαστεί σε γαλακτικό οξύ υποστηρίζοντας τις μεταβολικές διεργασίες για άλλο 1 λεπτό περίπου.
Τα προϊόντα της αερόβιας καύσης που είναι το διοξείδιο του άνθρακα και της αναερόβιας διάσπασης του γλυκογόνου που είναι το γαλακτικό οξύ είναι οξέα και τείνουν να κάνουν τα βιολογικά υγρά συμπεριλαμβανομένου και τους πλάσματος του αίματος, περισσότερο όξινα. Η συνεχής παραγωγή τους θα ξεπεράσει σε κάποιο σημείο την ρυθμιστική ικανότητα του αίματος να κρατά την οξύτητά του σταθερή και θα οδηγήσει σε μια κατάσταση που ονομάζεται οξέωση. Η οξέωση έχει μεταξύ άλλων και ένα γνωστό στους περισσότερους σύμπτωμα που είναι το αίσθημα ότι τα πόδια μας καίνε μετά από μια παρατεταμένη άπνοια.
Κάτω από κανονικές συνθήκες το διοξείδιο του άνθρακα που παράγεται διαχέεται έξω από τα κύτταρα. Το αυξημένο διοξείδιο του άνθρακα αποτελεί ένα ερέθισμα που θέτει σε συναγερμό το σώμα βαρώντας καμπανάκι. Η προειδοποίηση αυτή είναι πάρα πολύ βασική για τους απνεϊστές και θα πρέπει να την λαμβάνουν υπόψη. Τι σημαίνει να την λαμβάνουν υπόψη; Σημαίνει με την πρώτη προειδοποίηση, με το πρώτο αίσθημα δυσφορίας, με την πρώτη σύσπαση στην περιοχή του θώρακα ή του διαφράγματος θα πρέπει να αρχίζουν την ανάδυση ή ακόμα καλύτερα να φτάσουν σε ένα σημείο αντίληψης τέτοιας ώστε να μπορούν να αρχίζουν την ανάδυση τους, πριν να κτυπήσει το καμπανάκι. Επίσης είναι βασικότατο να αποφεύγονται όλες εκείνες τις ενέργειες που θα προκαλούσαν καθυστέρηση στο καμπανάκι. Τέτοιες ενέργειες όπως θα δούμε και πιο κάτω είναι ο υπεραερισμός πριν την βουτιά. Αν το σώμα αγνοήσει το καμπανάκι το διοξείδιο του άνθρακα συνεχίζει να ανεβαίνει, το γαλακτικό συνεχίζει να ανεβαίνει, το οξυγόνο συνεχίζει να εξαντλείται και ρισκάρουμε απώλεια των αισθήσεων από υποξία πριν ακόμα ο προστατευτικός μηχανισμός του διοξειδίου του άνθρακα και του γαλακτικού ειδοποιήσει το σώμα .
Το διοξείδιο του άνθρακα είναι ο βασικός ρυθμιστής της ανθρώπινης αναπνοής. Πώς το διοξείδιο του άνθρακα ρυθμίζει την αναπνοή; Το διοξείδιο του άνθρακα όταν φτάσει στον εγκέφαλο μπαίνει με σχετική ευκολία σε μια περιοχή που ονομάζεται χημειοευαίσθητη περιοχή του κέντρου της αναπνοής. Το κέντρο της αναπνοής αντιδρά με μια συνεχόμενη αύξηση της έντασης της αναπνευστικής διέγερσης. Το άτομο νιώθει ότι θέλει να πάρει αέρα και το αίσθημα αυτό με την αύξηση του διοξειδίου του άνθρακα, ολοένα γίνεται και εντονότερο. Οι άνθρωποι μπορούν να κρατήσουν την αναπνοή τους με τη δύναμη της θέλησής τους για κάποιο χρονικό διάστημα ακόμα. Έχουν να παλέψουν με τους αναπνευστικούς μυς που συσπώνται αυτόματα και ακούσια, προκαλώντας μια γενικότερη σύσπαση στο θώρακα και μια συνεχή αύξηση της πίεσης μέσα στο θώρακα. Ο αέρας σπρώχνει την τραχεία και την επιγλωττίδα με ολοένα και μεγαλύτερη δύναμη. Έχουμε δηλαδή δύο δυνάμεις να αντιπαλεύουν. Από τη μία έχουμε τις αυτόματες συσπάσεις που φτάνουν στη περιοχή του θώρακα από τα βαθύτερα κέντρα του εγκεφάλου να σπρώχνουν τον αέρα προς τα έξω και από την άλλη έχουμε τα ερεθίσματα που φτάνουν επίσης στους αναπνευστικούς μυς από τον εγκεφαλικό φλοιό από τη σφαίρα της βούλησης που επιδιώκουν να κρατήσουν τον πνεύμονα σε έκταση και να αποφευχθεί η εκπνοή. Αν συνεχίσει να νικά δύναμη της θέλησης ο εγκέφαλος θα προχωρήσει στο επόμενο δυναμικό μέτρο που είναι η απώλεια του μυϊκού ελέγχου. Σε μια εκλαϊκευμένη προσέγγιση θα λέγαμε πως ο εγκέφαλος βλέποντας ότι τα πράγματα εξελίσσονται αρνητικά και οι διαταγές του αγνοούνται ή δεν έχουν αποτέλεσμα, «αποφασίζει» να μας αφαιρέσει την ικανότητα μυϊκού ελέγχου σε μια απέλπιδα προσπάθεια να αναπνεύσουμε. Αυτό ονομάζεται απώλεια του κινητικού ελέγχου (Lost of Motor Control = LMC), μια κατάσταση που περιγράφεται από τους απνεϊστές ως «σάμπα».
Καθ’ όλη τη διάρκεια του κρατήματος της αναπνοής έχουμε μια σταδιακή μείωση του οξυγόνου, σταδιακή αύξηση του διοξειδίου του άνθρακα και αύξηση της συγκεντρώσεως γαλακτικού οξέος. Στη χημεία χρησιμοποιείται η έννοια του pH που είναι ένας λογαριθμικός τρόπος μέτρησης της οξύτητας. Το φυσιολογικό pH του αρτηριακού αίματος είναι 7,4. Περισσότερο όξινο pH σημαίνει μικρότερο αριθμό pH. Η άπνοια τείνει να μειώσει το pH στο αίμα, να το κάνει δηλαδή πιο όξινο. Όταν το αρτηριακό pH μειωθεί κάτω από 7,0 το νευρικό σύστημα καταστέλλεται τόσο πολύ ώστε το άτομο στην αρχή παρουσιάζει σύγχυση και αργότερα πέφτει σε κώμα. Όταν πλέον το σώμα έχει φτάσει στην κατάσταση απώλειας των αισθήσεων, βρίσκεται σε μια ενεργειακή χρεοκοπία με τις αποθήκες οξυγόνου στο κόκκινο, τη μεγαλύτερη ποσότητα γλυκογόνου να έχει μετατραπεί σε γαλακτικό, το κυτταρικό ATP και την CP σε κατάσταση ανεπάρκειας.
Η φύση έχει προνοήσει ώστε ο άνθρωπος να μην μπορεί να αυτοκτονήσει κρατώντας την αναπνοή του. Είδαμε πως όσο και να το θέλουμε ο κατώτερος εγκέφαλος που ελέγχει την ενεργειακή κατάσταση επιβάλλεται και κλίνει τον διακόπτη στέλλοντας τον ανώτερο εγκεφαλικό φλοιό όπου εδρεύει το κέντρο της βούλησης να «πάρει άδεια ασθενείας» ή «ρεπό». Έτσι δεν έχουμε πλέον τη πολυτέλεια της επιλογής που σημαίνει ότι χάνουμε το δικαίωμα να επηρεάσουμε περαιτέρω το κράτημα της αναπνοής. Η αναπνοή είναι από αυτό το σημείο μονόδρομος και ο πνεύμονας αναγκαστικά αδειάζει ανεξάρτητα από τη θέλησή μας. Φυσικά μετά την εκπνοή ακολουθεί εισπνοή. Η αποκατάσταση της αναπνοής οδηγεί σε επάνοδο των ενεργειακών επιπέδων του κυττάρου στα φυσιολογικά επίπεδα καθώς επίσης επαναφέρει τα χημικά ερεθίσματα όπως την οξύτητα του αίματος μέσα στα φυσιολογικά όρια.
Το συμβάν μπορεί να αποτελεί ένα παροδικό γεγονός που δεν αφήνει κατάλοιπα αν συμβεί σε μια άπνοια σαλονιού. Το άτομο αν κάθεται σε μια πολυθρόνα, χάνει απλά τις αισθήσεις του κρατώντας την αναπνοή του και ξυπνά σε λίγο όταν ο κατώτερός εγκέφαλος θέσει και πάλι την αναπνοή σε λειτουργία και αποκαταστήσει το pH και τα επίπεδα αναπνευστικών αερίων μέσα στα φυσιολογικά όρια τους. Αν όμως αυτό συμβεί ενώ το άτομο είναι βυθισμένο σε νερό τα πράγματα είναι διαφορετικά. Κλασσικά το φαινόμενο της απώλειας των αισθήσεων συμβαίνει σε ένα βάθος από τα 15 μέχρι τα 4-5 μέτρα κατά την ανάδυση και οι δύτες χρησιμοποιούν χαρακτηριστικά τον όρο «ραντεβού με τα 9 μέτρα». Βλέποντας τον δύτη να ανεβαίνει προς τα πάνω παρατηρούμε φυσαλίδες αέρα να βγαίνουν από το στόμα του και τη μύτη του. Η αμέσως επόμενη αυτόματη κίνηση είναι η εισπνοή. Το νερό που δεν το βλέπουμε βέβαια, εισέρχεται στον πνεύμονα αντί για φρέσκο αέρα. Η είσοδος του νερού μπορεί ενίοτε να προκαλέσει λαρυγγόσπασμο και ξηρό πνιγμό ή να πλημμυρίσει τον πνεύμονα και να προκαλέσει πνιγμό από εισρόφηση υγρού. Υπάρχει η πιθανότητα αν το άτομο πάθει το περιστατικό σε σημείο που η πλευστότητά του να είναι αρνητική να μην βγει ποτέ στην επιφάνεια.
Το πόσο μπορεί να κρατήσει κάποιος την αναπνοή του χωρίς να χάσει τις αισθήσεις του είναι κάτι που δεν μπορεί να προβλεφθεί με κανένα απολύτως τρόπο. Δεν είμαστε σε θέση να γνωρίζουμε πόσο συχνά και πόσο κοντά έχουμε φτάσει σε απώλεια των αισθήσεων μας σε μια άπνοια. Το παράδειγμα της εισαγωγής είναι ένα πραγματικό περιστατικό και μας δείχνει ότι μπορεί να συμβεί ακόμα και σε μια βουτιά όπου ο δύτης «έχει το βάθος». Οι πιθανότητες είναι πως όσο περισσότερο χρόνο κρατάμε την αναπνοή μας τόσο πιο κοντά έχουμε φτάσει σε ένα τέτοιο περιστατικό. Αρκετές φορές απέχουμε χωρίς να το γνωρίζουμε κιόλας, μερικά μόλις δευτερόλεπτα από το blackout. Και αυτό είναι το σημείο που χρήζει ιδιαίτερης προσοχής. Η ζώνη του λυκόφωτος είναι μια ζώνη με διακύμανση από άτομο σε άτομο αλλά και στο ίδιο το άτομο από μέρα σε μέρα ή ακόμα και κατά τη διάρκεια της ίδιας μέρας. Δεν την βλέπεις ούτε την αισθάνεσαι. Το γνωρίζεις μόνο αφού έχει συμβεί. Σχεδόν ποτέ πριν, διότι προειδοποίηση δεν υπάρχει. Μένει λοιπόν ο δύτης να εκπαιδευτεί με τέτοιο τρόπο ώστε να μειώνει την κατανάλωση οξυγόνου κατά τη διάρκεια της βουτιάς στο ελάχιστο να αναγνωρίζει κάποια πρόδρομα σημεία όπως είναι για παράδειγμα οι ακούσιες συσπάσεις του θώρακα και να αποκτήσει μια τακτική ασφαλείας στις βουτιές του με πάντοτε κάποιο σύντροφο να τον παρακολουθεί καθ’ όλη την διάρκεια της βουτιάς και να βρίσκεται σε ετοιμότητα να τον βοηθήσει σε ένα απροσδόκητο περιστατικό απώλειας των αισθήσεων ή απώλειας του κινητικού ελέγχου.
Η ουσία του αθλητισμού είναι η βελτίωση της απόδοσης. Επομένως έτσι και στην αθλητική άπνοια αναζητάμε βελτίωση της απόδοσης. Με άλλα λόγια αναζητάμε αύξηση της άπνοιας. Μέσα από μια διαδικασία προετοιμασίας θα μάθουμε το σώμα μας να δέχεται τις εκτροπές που η άπνοια εξ ορισμού του προκαλεί, λιγότερο οδυνηρά και πάνω από όλα σταδιακά και σε συνθήκες ασφάλειας. Θα μπούμε σε μια μακρόχρονη διαδικασία προσαρμογής και θα δούμε το αναπνευστικό κέντρο να διεγείρεται λιγότερο έντονα από το διοξείδιο του άνθρακα. Η αγγειοβρίθεια των ιστών μας θα αλλάξει, η ποσότητα αιμοσφαιρίνης θα αυξηθεί και γενικά το σώμα μας θα προσπαθήσει να μας βοηθήσει να επιβιώνουμε καλύτερα στις συνθήκες της άπνοιας. Η διαδικασία αυτή απαιτεί υπομονή και σωστά βήματα και να θυμόμαστε πως ένα λάθος μπορεί να αποβεί καταστρεπτικό. Ακολούθως θα μιλήσουμε για το σύστημα ελέγχου της αναπνευστικής δραστηριότητας από τους περιφερειακούς υποδοχείς και για το ρόλο του ίδιου του οξυγόνου στον έλεγχο της αναπνοής. Θα περιγράψουμε με μεγαλύτερη λεπτομέρεια τις προσαρμογές του ανθρώπου στις συνθήκες της άπνοιας και θα αναζητήσουμε απαντήσεις για τα υπόλοιπα ερωτήματα που θέσαμε.
Η ΦΥΣΙΟΛΟΓΙΚΗ ΑΠΑΝΤΗΣΗ ΤΟΥ ΟΡΓΑΝΙΣΜΟΥ ΜΑΣ ΣΤΙΣ ΣΥΝΘΗΚΕΣ ΤΗΣ ΑΠΝΟΙΑΣ - ΑΝΑΠΤΥΞΗ ΠΡΟΣΑΡΜΟΓΗΣ ΣΤΟ CO2
Πρώτα ας μελετήσουμε το θέμα της ανταπόκρισης του κέντρου της αναπνοής στο διοξείδιο του άνθρακα. Όπως έχει αναφερθεί το διοξείδιο του άνθρακα ασκεί μια πολύ βασική διεγερτική δράση στο κέντρο της αναπνοής με αποτέλεσμα την αυτόματη αύξηση του αερισμού των πνευμόνων. Το άτομο δηλαδή αναπνέει με μεγαλύτερη συχνότητα και μεγαλύτερο βάθος αναπνοής όσο το CO2 αυξάνεται. Από την άποψη της φυσιολογίας αυτός ο μηχανισμός εξασφαλίζει την προσαρμογή της αναπνοής ανάλογα με τις ανάγκες του σώματος. Απόλυτα λογικό. Όταν το άτομο ασκείται καίει περισσότερο οξυγόνο και ταυτόχρονα παράγει περισσότερο CO2. Η παραμικρή αύξηση του CO2 είναι ένα χημικό σήμα που παίρνει ο εγκέφαλος ότι το άτομο βρίσκεται σε κατάσταση μεγάλης μεταβολικής δραστηριότητας. Η φυσιολογική απάντηση είναι να αυξάνεται ο ρυθμός της αναπνοής για να καλύψει τις επιπλέον ανάγκες σε οξυγόνο. Το άτομο για όση ώρα υπάρχει έστω και ελάχιστη ποσότητα CO2 πάνω από το σημείο διέγερσης της αναπνοής αναπνέει με πιο γρήγορο ρυθμό και πιο βαθιά.
Τα επίπεδα διοξειδίου του άνθρακα στο αρτηριακό αίμα μετρούνται σε μονάδες πίεσης. Τα φυσιολογικά όρια είναι 40 με 45 mm Hg. (1 mm Hg ισούται με το 1 / 760 μιας ατμοσφαιρικής πίεσης). Για να κατανοήσουμε τη σημασία της ρυθμιστικής ικανότητας του διοξειδίου του άνθρακα ας απαντήσουμε στην ακόλουθη ερώτηση. Πόσο έντονη είναι η επίδραση της συγκέντρωσης του CO2 στον ρυθμό αερισμού σε ένα άτομο που κάνει γυμναστική;
Η ευαισθησία του κέντρου της αναπνοής στο CO2 είναι τόσο μεγάλη ώστε και η απειροελάχιστη μεταβολή να γίνεται αντιληπτή. Αν αναλογιστεί κανείς ότι η αύξηση του CO2 που συμβαίνει μέσα στη χρονική διάρκεια μιας μόνο αναπνοής που διαρκεί 5 δευτερόλεπτα είναι αρκετή για να διεγείρει την επόμενη αναπνοή μπορεί να αντιληφθεί πόσο ευαίσθητο είναι αυτό το σύστημα στο χημικό ερέθισμα που ονομάζεται CO2. Η αύξηση του CO2 από 40 σε 45 mm Hg θα τριπλασιάσει τον αερισμό του πνεύμονα σε ένα άτομο που κάνει γυμναστική χωρίς να κρατάει βεβαίως την αναπνοή του. Φανταστείτε τώρα ότι το άτομο ασκείται και παράλληλα κρατά την αναπνοή του. Το διοξείδιο του άνθρακα βρίσκεται σε συνεχή παραγωγή και η πύλη αποβολής του είναι μπλοκαρισμένη. Δέστε το επόμενο σενάριο:
Αν υποθέσουμε ότι έχουμε την ικανότητα να κάνουμε ένα πείραμα όπου θα κρατάμε σε συνεχόμενη βάση το CO2 σε ένα άνθρωπο σε σταθερή συγκέντρωση ελάχιστα πάνω από το φυσιολογικό, τι θα παρατηρούσαμε; Η κατάσταση διέγερσης της αναπνοής θα φτάσει στο μεγαλύτερο βαθμό της μέσα στο πρώτο λεπτό του πειράματός μας. Το άτομο θα αναπνέει γρηγορότερα και πιο βαθιά. Στη συνέχεια όμως ο ρυθμός αναπνοής θα αρχίσει να μειώνεται. Στις επόμενες 1 με 2 ημέρες θα ελαττώνεται βαθμιαία για να φτάσει περίπου στο 1/5 της αρχικής έντασης διέγερσης στο τέλος της περιόδου αυτής. Όταν δηλαδή το άτομο εκτεθεί σε ψηλή συγκέντρωση CO2 η επίδραση στην αναπνοή τού είναι πολύ ισχυρή στην αρχή. Όταν όμως εκτίθεται συνεχόμενα ή έστω πολύ συχνά όπως συμβαίνει και με την προπόνηση της άπνοιας σε κατάσταση μεγάλης συγκέντρωσης CO2 το κέντρο της αναπνοής του διεγείρεται ολοένα και λιγότερο. Αυτό το φαινόμενο βρίσκει εφαρμογή στους απνεϊστές που με την καθημερινή προπόνηση στο νερό και τις ασκήσεις άπνοιας έξω από αυτό αναπτύσσουν αυτή την ελάττωση της ευαισθησίας στο CO2. Πρόκειται για ένα μηχανισμό ανάπτυξης προσαρμογής που συμβαίνει σε όλα ανεξαίρετα τα άτομα. Με άλλα λόγια ο βαθμός διέγερσης της χημειοευαίσθητης περιοχής του κέντρου της αναπνοής μειώνεται σταδιακά με τη συνεχή έκθεσή μας σε καταστάσεις που αυξάνουν το διοξείδιο του άνθρακα.
Είναι πάρα πολύ σημαντικό να κατανοήσουμε τη σημασία του CO2 για τη ρύθμιση της αναπνοής. Το CO2 είναι ο βασικός αγγελιαφόρος που ειδοποιεί τον εγκέφαλό μας ότι το σώμα χρειάζεται να αναπνεύσει. Η καθημερινή προπόνηση στην άπνοια έχει σαν αποτέλεσμα αυτό το χρήσιμο καμπανάκι να βαράει, όπως εξηγήσαμε και πιο πάνω, σε ολοένα και ψηλότερες συγκεντρώσεις CO2. Το σώμα μας υφίσταται δηλαδή μια διαδικασία προσαρμογής και αυξάνει τον πήχη διέγερσης του αναπνευστικού κέντρου. Το πρακτικό αποτέλεσμα είναι πως ο δύτης μπορεί να παρατείνει την φάση της άπνοιας κατά την οποία δεν νιώθει κανένα σύμπτωμα διέγερσης του κέντρου της αναπνοής του. Το φαινόμενο αυτό μεταφέρει τον δύτη ολοένα και πλησιέστερα στην ζώνη του λυκόφωτος, εκεί δηλαδή όπου επίκειται απώλεια των αισθήσεων ή απώλεια του μυϊκού ελέγχου λόγω ενεργειακού ελλείμματος και υποξίας. Πράγματι ορισμένες φορές, όπως συμβαίνει και με το παράδειγμα της εισαγωγής μας, ενώ το άτομο νιώθει καταπληκτικά ωραία, μπορεί στην ουσία να είναι σε απόσταση «αναπνοής» από την καταστολή του κεντρικού νευρικού συστήματός του. Παρόλη την αύξηση του CO2 το κέντρο της αναπνοής του δεν διεγείρεται. Το άτομο ενδέχεται να συνεχίσει να εξαντλεί το οξυγόνο μέχρι να εισέλθει στην περιοχή της υποξίας. Η ταυτόχρονη μείωση των επιπέδων οξυγόνου με την ενεργειακή χρεοκοπία που περιγράψαμε και πιο πάνω και την μείωση του pH του αίματος σε επικίνδυνα επίπεδα μπορεί να επιφέρει απώλεια του μυϊκού ελέγχου ή απώλεια των αισθήσεων (ο κατώτερος εγκέφαλος αναλαμβάνει να ρυθμίσει το σύστημα). Όπως έχουμε αναφέρει το συμβάν αποσκοπεί στην αναγκαστική επάνοδο της αναπνοής. Όταν ο δύτης περιβάλλεται από το υγρό στοιχείο μπορεί αυτό να αποβεί ακόμα και μοιραίο. Επαναλαμβάνουμε την σημασία που έχει η εκπαίδευση με στόχο την μείωση της κατανάλωσης οξυγόνου μέσα από διαδικασίες χαλάρωσης και σωστής τεχνικής που θα αφαιρέσει όλες τις παραπανίσιες κινήσεις που καίνε οξυγόνο. Το σώμα μας όμως εξελικτικά μέσα από συνεχή τριβή και επιμονή θα αναπτύξει και άλλους μηχανισμούς προστασίας που εξηγούμε παρακάτω. Οι μηχανισμοί αυτοί επέρχονται πολύ πιο αργά από την προσαρμογή στο διοξείδιο του άνθρακα και αυτό είναι κάτι που πρέπει να έχει στο μυαλό του ο κάθε αθλητής και ο κάθε προπονητής.
ΠΟΣΟΤΙΚΗ ΕΠΙΔΡΑΣΗ ΤΩΝ ΕΠΙΠΕΔΩΝ ΟΞΥΓΟΝΟΥ (O2) ΣΤΗΝ ΑΝΑΠΝΟΗ
Έχουμε παρουσιάσει τη σημασία του CO2 στη ρύθμιση της αναπνοής. Παίζει κάποιο ρόλο και το οξυγόνο σε αυτή τη ρύθμιση; Και αν ναι ποιο ρόλο ακριβώς;
Το οξυγόνο στο αρτηριακό αίμα βρίσκεται σε συγκέντρωση 100 mm Hg. Υπό φυσιολογικές συνθήκες η χαμηλή συγκέντρωση οξυγόνου στο αίμα δεν προκαλεί σημαντική αύξηση του αερισμού των πνευμόνων. Ακόμα και μείωση του οξυγόνου στο 60% των φυσιολογικών επιπέδων δεν προκαλεί σχεδόν καμία επίδραση. Σε αντίθεση με το CO2 που η αύξησή του κατά 50% προκαλεί δεκαπλασιασμό του αερισμού των πνευμόνων η μείωση του O2 έχει μάλλον μικρή επίδραση στη ρύθμιση της αναπνοής.
Για ποιο λόγο δεν είναι απαραίτητη, κάτω από φυσιολογικές συνθήκες η ρύθμιση της αναπνοής με το οξυγόνο; Τι είναι αυτό το παράξενο; Τι περίεργο αλήθεια, να είναι τόσο μικρός ο ρόλος του οξυγόνου στη ρύθμιση της αναπνοής από τη στιγμή μάλιστα που ένας από τους κύριους ρόλους της αναπνοής είναι η εξασφάλιση επάρκειας οξυγόνου. Ο λόγος είναι ο εξής: Το οξυγόνο είναι τόσο πολύτιμο ώστε ο οργανισμός μας διατηρεί μόνιμα μεγαλύτερο απόθεμα από εκείνο που χρειάζεται. Δεν μπορεί επομένως ένα αέριο που βρίσκεται πάντοτε πάνω από τα αναγκαία όρια να καθορίζει τον ρυθμό της αναπνοής διότι αν ήταν έτσι τα πράγματα τότε η επόμενη αναπνοή από τη στιγμή αυτή θα γινόταν μετά από τρία λεπτά και στη συνέχεια με κάθε αναπνοή θα βρισκόμασταν επί μονίμου βάσεων κοντά ή μέσα στα πλαίσια της ανεπάρκειας οξυγόνου. Πρόκειται για μια σοφή «προσέγγιση» ή «πρόνοια» της φύσης ή του ίδιου Του Δημιουργού.
Κανονικά το αναπνευστικό σύστημα λοιπόν, συντηρεί συγκεντρώσεις οξυγόνου μεγαλύτερες από εκείνες που απαιτούνται για πλήρη κορεσμό της αιμοσφαιρίνης. Αυτό συμβαίνει ανεξάρτητα από το αν το άτομο ασκείται ή βρίσκεται σε ηρεμία. Ακόμα και αν ο αερισμός των πνευμόνων μειωθεί στο μισό ο κορεσμός της αιμοσφαιρίνης θα παραμένει μέσα στα όρια του 90% ή περισσότερο, του πλήρους κορεσμού. Η κατάσταση όπου το άτομο έχει 90% κορεσμένη αιμοσφαιρίνη δεν δημιουργεί κανένα σύμπτωμα αλλά ούτε και δυσχεραίνει την μεταφορά και διάθεση του οξυγόνου στους ιστούς. Οι μεταβολές λοιπόν του αερισμού δεν επιφέρουν καμία σημαντική επίδραση στα επίπεδα οξυγόνου ή καλύτερα στα επίπεδα κορεσμού της αιμοσφαιρίνης. Έτσι το σώμα δεν θα ήταν σοφό από την πλευρά της φυσικής βιωσιμότητας να μπορούσε να βασιστεί στα επίπεδα οξυγόνου για τη ρύθμιση της αναπνοής. Φανταστείτε να χρειαζόταν να μειωθούν οι αποθήκες του οξυγόνου τόσο πολύ ώστε το σώμα να θέτει σε λειτουργία την αναπνοή. Θα αναπνέαμε πολύ πιο αργά και θα βρισκόμασταν ίσως σε ένα συνεχές έλλειμμα οξυγόνου αφού δεν θα είχαμε εφεδρείες. Αντίθετα όπως έχει περιγραφεί και πιο πάνω η σοφία της κατασκευής του ανθρώπινου σώματος έχει προνοήσει ώστε η αναπνοή να ρυθμίζεται από ένα άλλο παράγοντα που είναι το CO2. Πράγματι οι παραμικρές εκτροπές από το ρυθμό της φυσιολογικής αναπνοής επιφέρουν τεράστιες αλλαγές στα επίπεδα του CO2. Είναι λοιπόν ιδιαίτερα σημαντικό να κατανοήσουμε ότι κάτω από φυσιολογικές συνθήκες ο κύριος ρυθμιστής της αναπνοής είναι το CO2 και όχι το οξυγόνο.
Τι συμβαίνει στην κατάσταση του κρατήματος της αναπνοής;
Στις διάφορες μεταβολές των συγκεντρώσεων των αναπνευστικών αερίων και του pH αντιδρούν και κάποιοι υποδοχείς που βρίσκονται έξω από το αναπνευστικό κέντρο οι οποίοι ονομάζονται χημειοϋποδοχείς. Οι χημειοϋποδοχείς βρίσκονται στα καρωτιδικά σωμάτια και στα αορτικά σωμάτια. Είναι δηλαδή αισθητήρες μεταβολών που βρίσκονται μέσα σε μεγάλες αρτηρίες και μετρούν το αρτηριακό οξυγόνο. Η δουλειά τους είναι να μεταβιβάζουν μηνύματα κατ’ ευθείαν στο κέντρο της αναπνοής σε καταστάσεις όπου το πολύτιμο αυτό αέριο, το οξυγόνο δηλαδή είναι λίγο. Η ευαισθησία των χημειοϋποδοχέων στο οξυγόνο είναι ιδιαίτερα έντονη στις μεταβολές του αρτηριακού αίματος από 60 mm Hg μέχρι 30 mm Hg, δηλαδή στις πιέσεις οξυγόνου μέσα στα όρια των οποίων ο κορεσμός της αιμοσφαιρίνης με οξυγόνο ελαττώνεται γρήγορα και πέφτει κάτω από το 90% με απότομο ρυθμό. Στην άπνοια ο ρυθμιστικός ρόλος του CO2 είναι «υποβαθμισμένος» καθώς όπως έχουμε αναλύσει υπάρχει στη μέση η προσαρμογή του κέντρου της αναπνοής στο CO2. Επομένως το σώμα του δύτη που παρουσιάζει το φαινόμενο της προσαρμογής αρκετά έντονο, δεν μπορεί να βασίσει τη ρύθμιση της αναπνοής του, αποκλειστικά πάνω στο CO2. Πολύ απλά σε απουσία του ερεθίσματός από το CO2 αναλαμβάνουν ρυθμιστικό ρόλο οι χημειοϋποδοχείς. Η διέγερση των χημειοϋποδοχέων σε κατάσταση χαμηλής συγκέντρωσης οξυγόνου μπορεί να αυξήσει τον αερισμό του πνεύμονα μέχρι και 7 φορές. Αρκετά ενδιαφέρον για τη φυσιολογία της άπνοιας!
ΠΟΙΟΤΙΚΕΣ ΚΑΙ ΠΟΣΟΤΙΚΕΣ ΜΕΤΑΒΟΛΕΣ ΤΟΥ ΣΩΜΑΤΟΣ ΣΤΟ ΚΡΑΤΗΜΑ ΤΗΣ ΑΝΑΠΝΟΗΣ ΒΟΗΘΟΥΝ ΣΤΗΝ ΠΑΡΑΤΑΣΗ ΤΗΣ ΑΣΥΜΠΤΩΜΑΤΙΚΗΣ ΑΠΝΟΙΑΣ
Είδαμε πως κατά τη διάρκεια της άπνοιας στο σώμα μας συσσωρεύεται διοξείδιο του άνθρακα ενώ το οξυγόνο σταδιακά μειώνεται. Έχουμε επίσης αναφερθεί στο μηχανισμό προσαρμογής του κέντρου της αναπνοής στο διοξείδιο του άνθρακα. Στην άπνοια επιδιώκουμε την αύξηση του χρόνου μας χωρίς ωστόσο να είμαστε κοντά στα όριά μας, χωρίς να εμφανίζουμε δηλαδή οποιαδήποτε συμπτώματα έλλειψης οξυγόνου, ή ενεργειακής χρεοκοπίας. Το βασικό ερώτημα λοιπόν είναι μέχρι πόσο μπορούμε να κρατάμε την αναπνοή μας χωρίς να μπούμε στην γκρίζα ζώνη, χωρίς να χάσουμε τις αισθήσεις μας;; Δυστυχώς δεν υπάρχει ευθεία απάντηση αλλά ούτε υπάρχει και κάποιος αξιόπιστος τρόπος πρόβλεψης. Δύο είναι οι βασικοί λόγοι αυτής της αδυναμίας εύκολης απάντησης. Πρώτος λόγος είναι πως δεν μπορούμε να ξέρουμε με ποιο ρυθμό ένας δύτης καίει το οξυγόνο και τα αποθέματα της κυτταρικής ενέργειάς του κατά τη διάρκεια της βουτιάς. Αν μπορούσε πάντως να περιορίσει την κατανάλωση ή με άλλα λόγια τον ρυθμό μεταβολισμού κατά τη διάρκεια της βουτιάς, τότε η άπνοιά του θα μπορούσε να παραταθεί χωρίς να χάσει τις αισθήσεις του. Ένας από τους βασικούς στόχους άλλωστε της προπονητικής τέχνης είναι και η σταδιακή προσαρμογή του ατόμου στην άπνοια και η διατήρηση του ρυθμού εξέλιξης μέσα στα πλαίσια της ατομικής ικανότητας του κάθε απνεϊστα. Δεύτερος λόγος είναι πως το σώμα προβαίνει σε βραχυπρόθεσμες αλλά και μακροπρόθεσμες μεταβολές που υποβοηθούν την αιμάτωση των ζωτικών οργάνων και τη μεταφορά οξυγόνου σ’ αυτά σε συνθήκες άπνοιας. Ο κάθε δύτης έχει τη δική του ιδιοσυγκρασία πάνω σε αυτές τις μεταβολές και τον δικό του ρυθμό εξέλιξης. Η πορεία ανάπτυξης προσαρμογών δεν είναι κάτι που πρέπει να μετατρέπεται σε διαγωνισμό ταχύτητας ή συνεχή σύγκριση με τους άλλους δύτες. Το κάθε άτομο δηλαδή αντιδρά διαφορετικά και επομένως το κάθε άτομο έχει διαφορετικά όρια και απαιτεί διαφορετικούς ρυθμούς εξέλιξης. Επομένως ο στόχος της προπόνησης στην άπνοια δεν θα πρέπει να είναι απλώς η αύξησή της. Συνάμα θα πρέπει να παραμείνουμε έξω από τη ζώνη του λυκόφωτος. Να εκπαιδεύσουμε τον οργανισμό μας ώστε σταδιακά να καίει λιγότερο οξυγόνο και άρα να παράγει και λιγότερο διοξείδιο του άνθρακα και επίσης να περνά με σχετικά καλή ανοχή τις οριακές συγκεντρώσεις οξυγόνου. Αυτό απαιτεί μια καλή κατανόηση των σχετικών μηχανισμών αντιστάθμισης και πάνω από όλα συνεχή δουλειά, πολλή υπομονή και διαρκή παρακολούθηση από έμπειρο εκπαιδευτή.
Το σώμα μας διαθέτει μηχανισμούς που ενεργοποιούνται είτε αμέσως κατά τη διάρκεια της ίδιας της βουτιάς, είτε με την συνεχόμενη εξάσκηση και παρατεταμένη έκθεσή μας στις ακραίες αυτές συνθήκες μέρα με την ημέρα ολοένα και περισσότερο. Αυτές οι μεταβολές συμβαίνουν με στόχο την αύξηση της μεταφορικής ικανότητας του οξυγόνου στο σώμα, ή την αύξηση στην απορρόφησή του από τον πνεύμονα, ή στην μείωση της κατανάλωσής του. Ένας απνεϊστας πρέπει να έχει μεταξύ άλλων γνωρισμάτων και πολύ αναπτυγμένο το στοιχείο της υπομονής και αυτό είναι κάτι που επαναλαμβάνεται και τονίζεται διαρκώς, καθώς η υπέρβαση των συμβατικών ορίων και η αύξηση των χρόνων της άπνοιας πέρα από τα συνήθη επίπεδα αν είναι να γίνει με το σωστό τρόπο προϋποθέτει αλλαγές τέτοιες στο σώμα που χρειάζεται αρκετός χρόνος για να επέλθουν. Πρόκειται για μια διαδικασία όπου φτιάχνουμε ένα νέο σώμα ένα νέο καλούπι και η υπομονή πρέπει να είναι εφάμιλλη εκείνης του βιβλικού Ιώβ. Η καθημερινή δουλειά επομένως είναι απαραίτητη προκειμένου να αυξήσουμε τους χρόνους της άπνοιάς μας και να μειώσουμε τον κίνδυνο εμφάνισης συμπτωμάτων υποξίας. Η ανάπτυξη συνείδησης αθλητή και ενός νέου τρόπου ζωής σε ότι αφορά όλους τους τομείς της από τη διατροφή μέχρι και την ανακατανομή του χρόνου μας είναι εκ των ουκ άνευ για την προπονητική.
ΑΠΝΟΙΑ ΚΑΙ ΣΠΛΗΝΑΣ
Ο σπλήνας είναι όργανο αποθήκευσης ερυθρών αιμοσφαιρίων. Έχει μελετηθεί κατά πόσο σε μία κατάδυση με άπνοια παίζει οποιοδήποτε ρόλο. Η σύσπασή του σπλήνα είχε παρατηρηθεί σε άλλα θηλάστηκα εκτός από τον άνθρωπο προηγουμένως και έτσι μελετήθηκε αν υπάρχει τέτοιος μηχανισμός και στον άνθρωπο. Μια τέτοια σύσπαση αποτελεί μέρος ενός γενικότερου αντανακλαστικού που ονομάζεται αντανακλαστικό της κατάδυσης (diving reflex). Τι είναι η σύσπαση του σπλήνα και που αποσκοπεί. Η σύσπαση οδηγεί σε απελευθέρωση περισσότερων ερυθρών αιμοσφαιρίων στην κυκλοφορία κατά τη διάρκεια της κατάδυσης και αποσκοπεί στο να αυξήσει την μεταφορική ικανότητα του αίματος για το οξυγόνο. Πράγματι η σύσπαση του σπλήνα έχει τεκμηριωθεί ότι συμβαίνει και στον άνθρωπο. Έχουν καταγραφεί αυξήσεις στον αιματοκρίτη κατά 6,5 % και στην αιμοσφαιρίνη (που βρίσκεται μέσα στα ερυθρά αιμοσφαίρια και μεταφέρει το οξυγόνο) κατά 3,5 % στη διάρκεια μιας και μόνο κατάδυσης. Ο αιματοκρίτης είναι η εκατοστιαία κατ’ όγκο αναλογία των ερυθρών αιμοσφαιρίων στο αίμα. Η αιμοσφαιρίνη είναι μια χρωστική χημική ουσία που βρίσκεται μέσα στα ερυθρά αιμοσφαίρια και είναι μεταφορικό μόριο οξυγόνου μέσα στην κυκλοφορία.
ΥΠΟΞΙΑ ΚΑΙ ΕΡΥΘΡΟΠΟΙΗΣΗ
Κάθε κατάσταση μέσα στο ανθρώπινο σώμα που ελαττώνει την ποσότητα του οξυγόνου που μεταφέρεται στους ιστούς αυξάνει την ταχύτητα παραγωγής ερυθρών αιμοσφαιρίων. Η υποξία δεν είναι απλά ένας από τους παράγοντες που καθορίζουν τον ρυθμό παραγωγής ερυθρών αιμοσφαιρίων. Είναι το βασικότερο ερέθισμα.
Πώς γίνεται αυτό; Η διαδικασία ξεκινά με ανίχνευση της υποξίας από τους νεφρούς. Οι νεφροί σε κατάσταση χαμηλής συγκέντρωσης οξυγόνου παράγουν ένα ένζυμο. Το ένζυμο αυτό διασπά μια συγκεκριμένη πρωτεΐνη που κυκλοφορεί στο αίμα αποσπώντας από το μόριό της την ερυθροποιητίνη. Η ερυθροποιητίνη είναι μια ορμόνη που στη συνέχεια δρα στον μυελό των οστών που είναι το όργανο παραγωγής ερυθρών αιμοσφαιρίων. Η ερυθροποιητίνη παραμένει στην κυκλοφορία και δρα για μία μέρα περίπου. Απαραίτητο στοιχείο για την αύξηση της παραγωγής ερυθρών αιμοσφαιρίων είναι και η επάρκεια σε βιταμίνες Β12 και φυλλικό οξύ (folic acid).
ΑΡΓΗ ΑΥΞΗΣΗ ΤΗΣ ΑΓΓΕΙΟΒΡΙΘΕΙΑΣ ΤΩΝ ΙΣΤΩΝ
Από ιστολογικές μελέτες που έγιναν παλαιότερα σε ζώα έχει βρεθεί ότι η συνεχιζόμενη έκθεση τους σε χαμηλές συγκεντρώσεις οξυγόνου αυξάνει την αγγειοβρίθεια των ιστών. Αυτό φαίνεται να ισχύει και για τον άνθρωπο. Δηλαδή με τη συνέχιση της προπόνησης στην άπνοια μετά από μήνες παρατηρείται αύξηση του αριθμού και του μεγέθους των τριχοειδών αγγείων με ταυτόχρονη αύξηση του συνολικού όγκου αίματος. Αυτό σημαίνει ότι το αίμα έρχεται σε πολύ στενότερη επαφή με τα κύτταρα των ιστών από όση συμβαίνει φυσιολογικά. Η ύπαρξη περισσότερου αίματος και μεγαλύτερης ουσιαστικά αιμάτωσης των ιστών διευκολύνει τη μεταφορά οξυγόνου προς αυτούς. Αν και δεν είναι δυνατό να καθοριστεί ποσοτικά το εύρος της σημασίας αυτού του φαινομένου στην προσαρμογή του άτόμου σε συνθήκες υποξίας θα μπορούσαμε να υποθέσουμε το εξής. Θα ήταν αναμενόμενο πως τα άτομα που έχουν αυξημένη αγγειοβρίθεια και μεγαλύτερη αναλογία αίματος / ιστών έχουν και αυξημένο αποθηκευμένο οξυγόνο το οποίο είναι ευκολότερα διαθέσιμο και άρα διατρέχουν χαμηλότερο κίνδυνο ανεπάρκειας οξυγόνου σε επίπεδο ιστών σε μια κατάσταση παρατεταμένης άπνοιας. Το βασικότερο που πρέπει να θυμάται ένας απνεϊστας είναι πως αυτό δεν επιτελείται από τη μια μέρα στην άλλη αλλά απαιτεί πολλούς μήνες συνεχόμενης εξάσκησης.
ΜΕΙΩΣΗ ΤΗΣ ΚΑΤΑΝΑΛΩΣΗΣ ΟΞΥΓΟΝΟΥ - ΑΙΜΟΔΥΝΑΜΙΚΕΣ ΑΛΛΑΓΕΣ ΣΤΗΝ ΑΠΝΟΙΑ
Κατά τη διάρκεια της άπνοιας το σώμα προβαίνει σε βασικές αιμοδυναμικές αλλαγές που έχουν σαν αποτέλεσμα την διαφύλαξη του οξυγόνου, δηλαδή την εξοικονόμησή του.
ΤΟΠΙΚΟΣ ΕΛΕΓΧΟΣ ΤΗΣ ΑΙΜΑΤΙΚΗΣ ΡΟΗΣ
Μία σειρά από παράγοντες καθορίζουν το πόσο αίμα θα περάσει μέσα από ένα ιστό. Γενικά η αιματική ροή σε ένα ιστό είναι ανάλογη της μεταβολικής του δραστηριότητας αλλά σε ορισμένους ιστούς εξυπηρετεί και άλλες λειτουργίες όπως για παράδειγμα στο δέρμα εξυπηρετεί ανταλλαγή θερμότητας με το περιβάλλον ενώ στα νεφρά εξυπηρετεί στη μεταφορά άχρηστων ουσιών του μεταβολισμού για αποβολή τους μέσω των ούρων. Στον εγκέφαλο η αιματική ροή προορίζεται σε μεγάλο βαθμό στο να καθορίζει την περιεκτικότητα των εγκεφαλικών υγρών σε διοξείδιο του άνθρακα και κατιόντα υδρογόνου που παίζουν πολύ μεγάλο ρόλο στο επίπεδο της εγκεφαλικής δραστηριότητας. Η υποξία δηλαδή η μείωση της παροχής οξυγόνου σε ένα ιστό οδηγεί σε αύξηση της αιματικής ροής μέσα από αυτό τον ιστό. Εικάζεται πως ο ιστός που έχει αυξημένη μεταβολική δραστηριότητα ή μειωμένη παροχή οξυγόνου, εκλύει αγγειοδιασταλτικές ουσίες ή εναλλακτικά αυτή καθ’ εαυτή η έλλειψη οξυγόνου και θρεπτικών ουσιών σε μια ιστική περιοχή προκαλεί χαλάρωση του μυϊκού χιτώνα των αιμοφόρων αγγείων της περιοχής αυτής. Το αποτέλεσμα όποιος και αν είναι ο μηχανισμός που το προκαλεί είναι η αγγειοδιαστολή και επομένως η αύξησης της αιματικής ροής.
ΤΙ ΣΥΜΒΑΙΝΕΙ ΣΤΗΝ ΚΥΚΟΦΟΡΙΑ ΚΑΤΑ ΤΗΝ ΔΙΑΡΚΕΙΑ ΤΗΣ ΑΠΝΟΙΑΣ
Πάνω από ένα αιώνα προηγουμένως ο Γάλλος φυσιολόγος Paul Bert περιέγραψε για πρώτη φορά την μείωση του καρδιακού ρυθμού σε πάπιες που ψάρευαν με κατάδυση. Το φαινόμενο αυτό στη συνέχεια διαπιστώθηκε πως υπάρχει σε όλα τα ομοιόθερμα ζώα συμπεριλαμβανομένου και του ανθρώπου. Ονομάζεται αντανακλαστικό της κατάδυσης και συνήθως η βραδυκαρδία συνοδεύεται από συστολή των αγγείων της περιφέρειας.
Υπάρχουν διάφοροι μηχανισμοί που μπορεί να προκαλέσουν αυτό το ανακλαστικό αλλά ο πιο σημαντικός φαίνεται να είναι ο συνδυασμός του αυξημένου όγκου στον πνεύμονα που συμβαίνει με το κράτημα της αναπνοής και της διέγερσης των νευρικών απολήξεων του τριδύμου νεύρου στο πρόσωπο από το κρύο νερό. Σε πειράματα που έχουν γίνει η βραδυκαρδία παρατηρήθηκε και σε μονομερή εμβάπτιση του προσώπου μέσα σε κρύο νερό, χωρίς κατάδυση. Η ένταση του φαινομένου είναι μεγαλύτερη σε πιο κρύο νερό.
Το αντανακλαστικό της κατάδυσης έχει κάποιες συνέπειες στην ικανότητα του ανθρώπου να κρατάει την αναπνοή του σε μια ελεύθερη κατάδυση.
Α. Αυξημένη αρτηριακή πίεση. Το αίμα συγκεντρώνεται σε μεγαλύτερη ποσότητα στα αγγεία του θώρακα. Η ποσότητα αίματος που επιστρέφει στην καρδιά με κάθε παλμό είναι μεγαλύτερη. Οι περιφερικές αντιστάσεις είναι μεγαλύτερες καθώς τα αγγεία της περιφέρειας συστέλλονται με αποτέλεσμα η αρτηριακή πίεση να αυξάνεται σε μια κατάδυση. Αυτό κάνει τον άνθρωπο να διαφέρει από ένα οποιοδήποτε άλλο θηλαστικό που κάνει καταδύσεις στο οποίο η αρτηριακή πίεση παρουσιάζει μείωση. Ο άνθρωπος με μεγαλύτερο όγκο παλμού και αυξημένες αντιστάσεις παρουσιάζει αύξηση της αρτηριακής πίεσης.
Β. Η αυξημένη διάταση του μυοκαρδίου λόγω της αύξησης της ποσότητας αίματος στο θώρακα, έχει παρατηρηθεί πως μπορεί να προκαλέσει δυσρρυθμίες με έκτακτες συστολές, ιδιαίτερα στο τέλος των καταδύσεων. Το κρύο νερό φαίνεται να αυξάνει αυτή την πιθανότητα.
Γ. Το καρδιακό έργο μειώνεται με αποτέλεσμα να εξοικονομείται οξυγόνο. Στην αρχή της κατάδυσης ο καρδιακός ρυθμός μπορεί να μειωθεί στο 60 – 70% του κανονικού ρυθμού, αλλά έχουν καταγραφεί και ακραίες καταστάσεις όπου δύτες παρουσιάζουν μόνο 10 – 15 σφυγμούς το λεπτό.
Γενικά το αντανακλαστικό της κατάδυσης έχει σαν αποτέλεσμα τον περιορισμό της αιματικής ροής στους μυς και επανακατανομή της κυκλοφορίας προς όφελος του εγκεφάλου. Επίσης μειώνει το καρδιακό έργο και συνεπώς λειτουργεί σαν ένας φυσιολογικός τρόπος συντήρησης του οξυγόνου. Όμως ο άνθρωπος μειονεκτεί φυσιολογικά από ένα άλλο θηλαστικό στο ότι δεν μπορεί να μειώσει τον μεταβολισμό του όσο μπορεί να το κάνει ένα ζώο.
Ένα αρκετά ενδιαφέρον στοιχείο για τους απνεϊστές που έχει προκύψει από τη μελέτη των φαινομένων αυτών είναι πως το αντανακλαστικό της κατάδυσης μπορεί να λειτουργήσει σαν μηχανισμός προσαρμογής με την παρατεταμένη εξάσκηση. Ενώ δηλαδή στην αρχή οι επιδράσεις του αντανακλαστικού δεν είναι έντονες μετά από ένα διάστημα προπόνησης εμφανίζεται ολοένα και εντονότερα και μπορεί να λειτουργήσει σαν ένας τρόπος συντήρησης της ενέργειας. Έχουν γίνει αρκετές μελέτες που έχουν δείξει πως η μείωση του καρδιακού ρυθμού και η περιφερική αγγειοσυστολή είναι εντονότερη σε πολύ εκπαιδευμένους αθλητές από ότι σε αρχάριους. Όσο ο αριθμός των βουτιών μεγαλώνει με τη συνεχιζόμενη προπόνηση, τόσο ο καρδιακός ρυθμός μπορεί να μειώνεται.
Συμπερασματικά η καθημερινή προπόνηση μπορεί να επιφέρει μεταβολές τέτοιες που στην αρχή της εκπαίδευσής μας φαντάζουν πολύ μακρινές.
Η ΜΗΧΑΝΙΚΗ ΤΗΣ ΒΑΘΕΙΑΣ ΒΟΥΤΙΑΣ
Ας θεωρήσουμε το ανθρώπινο σώμα σαν ένα σύστημα υδραυλικής αντλίας (καρδιά) και σωληνώσεων κυκλοφορούντος υγρού (αίμα και λέμφος), με ασυμπίεστους χώρους (κυτταρικοί και μεσοκυττάριοι χώροι) αλλά και συμπιέσιμους χώρους (αεροφόροι χώροι στον πνεύμονα, ιγμόρεια, μέσο αυτί, γαστρεντερικός σωλήνας) . Αυτό το σύστημα κάτω από την επίδραση της αυξημένης υδροστατικής πίεσης επιδέχεται δραματικές αλλαγές. Ένα από τα αντικείμενα συζήτησης είναι και το θεωρητικό μέγιστο βάθος στο οποίο μπορεί να κατεβεί ένας δύτης. Ας το δούμε στη λεπτομέρειά του:
Μέχρι πρότινος εθεωρείτο πως το μέγιστο βάθος στο οποίο μπορεί να φτάσει ένας άνθρωπος με μια ανάσα βρίσκεται περίπου στα 30 με 50 μέτρα (4 με 6 ατμόσφαιρες υδροστατικής πίεσης). Η υπόθεση αυτή βασιζόταν πάνω στο νόμο του Boyle ο οποίος ορίζει πως σε ένα αεροφόρο χώρο υπό σταθερή θερμοκρασία και μάζα αερίου (όπου δεν υπάρχει δηλαδή ανταλλαγή αερίου με το περιβάλλον, όπως συμβαίνει δηλαδή με την κατάσταση άπνοιας), η σχέση του όγκου είναι αντιστρόφως ανάλογη της πίεσης στο χώρο αυτό. Με την κάθοδο ο πνεύμονας συμπιέζεται διαρκώς και έτσι για παράδειγμα αν ο δύτης κατεβεί από την επιφάνεια σε βάθος 10 μέτρων τότε η περιβαλλοντική πίεση αυξάνεται από 1 ατμόσφαιρα σε 2 ατμόσφαιρες, δηλαδή διπλασιάζεται. Αντίστοιχα ο όγκος στον πνεύμονά του μειώνεται στο μισό του αρχικού, έτσι ώστε το γινόμενο πίεση Χ όγκο να παραμένει πάντοτε σταθερό.
Έχει προταθεί η υπόθεση πως η μείωση του όγκου στον πνεύμονα κάτω από τα όρια του υπολειπόμενου όγκου ενδέχεται να οδηγήσει σε συμπίεση του πνεύμονα και συνεπώς να αποβεί βλαπτική για τον δύτη. Ο υπολειπόμενος όγκος (RV) είναι ο όγκος αέρα που εξακολουθεί να μένει μέσα στους πνεύμονες μετά την εντονότερη δυνατή εκπνοή και ισούται σε ένα μέσο άνθρωπο με 1,2 L περίπου. Ο λόγος της ολικής πνευμονικής χωρητικότητας προς τον υπολειπόμενο όγκο δίνει την πίεση στο μέγιστο δυνατό βάθος κατάδυσης. Η ολική πνευμονική χωρητικότητα (TLC) είναι ο μέγιστος όγκος ως τον οποίο μπορούν να εκπτυχθούν οι πνεύμονες μετά από τη μέγιστη εισπνευστική προσπάθεια και ισούται με περίπου 6 λίτρα σε ένα μέσο υγιή άνθρωπο. Αν πάρουμε αυτό το παράδειγμα και κάνουμε την διαίρεση έχουμε:
TLC / RV = 6 / 1,2 = 5 atm
Στα 40 μέτρα βάθος έχουμε πίεση 5 atm. Το θεωρητικό μέγιστο βάθος κατάδυσης με μια ανάσα είναι επομένως τα 40 μέτρα σύμφωνα με το πιο πάνω παράδειγμα.
Οι ολικοί πνευμονικοί όγκοι και χωρητικότητες είναι περίπου 20-25% χαμηλότεροι στις γυναίκες από ότι στους άνδρες. Είναι επίσης φανερό πως οι όγκοι αυτοί είναι μεγαλύτεροι σε μεγαλόσωμα και αθλούμενα άτομα παρά σε μικρόσωμα και ασθενικά άτομα. Μέχρι το 1970 τα περισσότερα ρεκόρ κατάδυσης ήταν συμβατά με την έννοια που περιγράψαμε πιο πάνω και οι λίγοι αθλητές οι οποίοι ξεπερνούσαν το όριο αυτό είχαν καταγραφή εξαιρετικά μεγάλων πνευμονικών χωρητικοτήτων. Ο Bob Croft για παράδειγμα ένας πρώην δύτης του αμερικανικού ναυτικού κατάφερε να φτάσει τα 73 μέτρα.
Όπως γνωρίζουμε τα σημερινά ρεκόρ έχουν ξεφύγει κατά πολύ από τα ρεκόρ του Croft που έκανε στα τέλη της δεκαετίας του 60. Σήμερα υπάρχουν αρκετοί αθλητές που έχουν ξεπεράσει τα 170 μέτρα και μάλιστα ο Αυστριακός Nitsch κατάφερε να ξεπεράσει το φράγμα των 200 μέτρων με κατάδυση no-limits στα 214 μέτρα στις Σπέτσες το καλοκαίρι του 2007. Το συμπέρασμα είναι πως οι πρότερες προσεγγίσεις από την πλευρά της φυσιολογίας αν και απλές αποδείχθηκαν ανεπαρκείς να εξηγήσουν τα φαινόμενα αυτά. Επομένως θα πρέπει να αναζητήσουμε και να συνυπολογίσουμε και άλλους παράγοντες που παίζουν ρόλο στα φυσιολογικά όρια ενός αθλητή ελεύθερης κατάδυσης. Αυτοί οι παράγοντες σύμφωνα με τις σημερινές αντιλήψεις είναι τρεις.
Το φαινόμενο της αιματικής πνευμονικής υπερφόρτισης.
Η τεχνική του packing και
Η εκπαίδευση για ανάπτυξη της ελαστικότητας του θωρακικού κλωβού και του διαφράγματος.
Πιο κάτω αναλύουμε κάθε ένα από αυτούς τους παράγοντες.
ΤΟ ΦΑΙΝΟΜΕΝΟ ΤΗΣ ΑΙΜΑΤΙΚΗΣ ΠΝΕΥΜΟΝΙΚΗΣ ΥΠΕΡΦΟΡΤΙΣΗΣ
Η φυσιολογική αυτή προσαρμογή περιγράφηκε από το 1968 από τους Schaefer και συνεργάτες. Σύμφωνα με αυτό το φαινόμενο το αίμα ανακατανέμεται από τα άκρα προς την περιοχή των ενδοπνευμονικών αγγείων επιτρέποντας έτσι την περαιτέρω μείωση του υπολειπόμενου όγκου γεγονός που ενισχύεται ακόμα περισσότερο με την συμπίεση των κυψελίδων από την υδροστατική πίεση όσο αυξάνεται το βάθος.
Ας εξετάσουμε το φαινόμενο αυτό στην πιο απλή του μορφή. Θεωρούμαι ένα δύτη που βρίσκεται βυθισμένος μέχρι το λαιμό. Ο αέρα που περιβάλλει το κεφάλι έξω από το νερό έχει πίεση 1 ατμόσφαιρας. Ο αέρας που βρίσκεται μέσα στις κυψελίδες είναι επίσης κοντά στη 1 ατμόσφαιρα. Η πίεση γύρω από το θώρακα που είναι εμβαπτισμένος στο νερό είναι κάπως μεγαλύτερη. Δημιουργείται επομένως μια κλίση πιέσεων μέσα στον πνεύμονα και έξω από τον πνεύμονα με την εξωτερική πίεση να είναι κάπως πιο μεγάλη (αρνητική πίεση στον πνεύμονα). Αυτή η κατάσταση ευνοεί την φλεβική επάνοδο δηλαδή την επιστροφή του αίματος προς τον θώρακα μέσα από την κάτω κοίλη φλέβα και τελικά αύξηση της ποσότητας αίματος στο θώρακα. Η ποσότητα αίματος που επιστρέφει στο θώρακα από αυτή την απλή εμβάπτιση έχει μετρηθεί να είναι γύρω στα 700 ml. Εκτός από αυτή την παρατήρηση η ομάδα του Feretti έχει καταγράψει με ραδιολογικές μετρήσεις σημαντική μείωση του όγκου του πνεύμονα, ανύψωση του διαφράγματος και διόγκωση των πνευμονικών αγγείων.
Σήμερα υποθέτουμε ότι η αιματική πνευμονική υπερφόρτιση σε βαθιές βουτιές φτάνει το 1 με 1,5 L με το πάνω όριο να είναι στην ουσία άγνωστο.
Σύμφωνα με την προηγούμενη θεωρεία περί υπολειπόμενου όγκου (TLC / RV) αυτή η αύξηση στον συνολικό όγκο αίματος μέσα στο θώρακα μπορεί να εξηγήσει καταδύσεις κάτω από τα 100 μέτρα. Ο διάσημος κουβανός απνεϊστας Pipin Ferreira είχε αποδεδειγμένα ολική πνευμονική χωρητικότητα στα 9,6 L και υπολειπόμενο όγκο 2,2 L. Σύμφωνα με το λόγο TLC / RV δεν θα μπορούσε να ξεπεράσει τα 34 μέτρα. Αν όμως συνυπολογίσουμε μια ανακατανομή αίματος της τάξης του 1,5 L τότε ο υπολειπόμενος όγκος του μπορεί να μειωθεί στα 0,7 L. Το νέο μέγιστο θεωρητικό βάθος με αυτό το δεδομένο είναι τα 9,6 / 0,7 = 13,7 ατμόσφαιρές. Δηλαδή τα 127 μέτρα.
Δεν θεωρείται ότι υπάρχει άνω όριο στην ποσότητα αίματος που μπορεί να ανακατανέμεται, εκτός από τον μοναδικό περιορισμό της ανθεκτικότητας των πνευμονικών τριχοειδών στην μηχανική καταπόνηση λόγω υπερβολικής διάτασης. Η αντίσταση των τριχοειδών περιγράφεται σαν σχετικά ψηλή οπότε οι πιθανότητες είναι ότι στις περισσότερες περιπτώσεις δεν συμβαίνει καμία καταστροφή στον πνεύμονα και αποφεύγεται η κυψελιδική αιμορραγία. Παρόλ’ αυτά έχουν αναφερθεί περιπτώσεις αιμορραγίας και αιμόπτυσης σε αθλητές κατά την διάρκεια της προπόνησης αλλά και σε αγώνες. Αυτό το φαινόμενο δεν σημαίνει κατ’ ανάγκη ρήξη των πνευμονικών τριχοειδών αλλά μάλλον φαίνεται να εξηγείται με αύξηση της ενδοαγγειακής πίεσης στα αγγεία αυτά που είναι αποτέλεσμα της μετατόπισης αίματος λόγω εμβάπτισης ή καταβύθισης. Η αυξημένη πίεση μέσα στα αγγεία προκαλεί μεταφορά υγρών από το εσωτερικό των αγγείων στον περιαγγειακό διάμεσο χώρο.
Μια άλλη πιθανή εξήγηση του φαινομένου είναι η αναφορά που γίνεται σε αυξανόμενου ρυθμού και έντασης διαφραγματικές συσπάσεις κατά το τέλος της κατάδυσης, που ονομάζεται και φάση struggle. Στην αρχή της άπνοιας ο δύτης είναι εντελώς χαλαρός και δεν νιώθει την ανάγκη για αναπνοή. Αυτή η φάση ονομάζεται ή «εύκολη φάση» και η γλωττίδα είναι κλειστή σε σταθερή ενδοθωρακική πίεση. Το τέλος της φάσης αυτής ονομάζεται σημείο κατάσπασης (breaking point) και η έλευσή του επηρεάζεται από φυσιολογικούς παράγοντες όπως είναι η αρτηριακή πίεση του CO2 (PaCO2) που διεγείρει την χημειοευαίσθητη περιοχή του αναπνευστικού κέντρου. Πέρα από αυτό το σημείο διέγερσης του αναπνευστικού κέντρου η γλωττίδα παραμένει κλειστή αλλά επιτελούνται συσπάσεις αυξανόμενης έντασης και συχνότητας από τους εισπνευστικούς μυς και το διάφραγμα. Ανάλογα με την φυσιολογική αντίσταση του δύτη σε αυτά τα δυσάρεστα ερεθίσματα κατά την struggle φάση, η σύσπαση των μυών προκαλεί μια αρνητική ενδοθωρακική πίεση σε μια συνεχή προσπάθεια για εισπνοή που καταπνίγεται από τη βούληση και την αντίσταση του δύτη. Η μειωμένη πίεση που δημιουργείται με τις κινήσεις αυτές του θώρακα πιθανόν να συμβάλλει στην κυψελιδική αιμορραγία λόγω βλάβης στα πνευμονικά τριχοειδή. Η περίπτωση της αιμορραγίας και αιμόπτυσης δεν έχει όμως πάντοτε κυψελιδική προέλευση αλλά μπορεί να προέρχεται από το τραχειοβρογχικό δέντρο ή ακόμα και από τα ιγμόρεια. Στη φάση της καθόδου η τραχεία συμπιέζεται εντελώς στην κλειστή θέση και τα τριχοειδή στον βλεννογόνο διογκώνονται. Ενίοτε η κατάσταση αυτή μπορεί να οδηγήσει σε υπερδιάτασης των αγγείων και ρήξη τους με συνεπαγόμενη αιμορραγία. Επομένως σε περιπτώσεις όπου τα συμπτώματα είναι ήπια το βαροτραύμα στα ιγμόρεια είναι η πιο πιθανή αιτιολογία της αιμορραγίας και αιμόπτυσης.
Σε σχετικά μεγάλα βάθη είναι πιθανό να έχουμε όντως ρήξη των τριχοειδών με διαφυγή αίματος μέσα στον κυψελιδικό ασκό ή πλήρωση των κυψελίδων με υγρό μέσω του μηχανισμού του πνευμονικού οιδήματος λόγω της ιδιαίτερα αυξημένης υδροστατικής πίεσης. Οι καταστάσεις αυτές είναι σοβαρές και συχνά μειώνουν την ικανότητα του πνεύμονα για αποδοτική ανταλλαγή αερίων και πάντοτε θέτουν το δύτη σε αναγκαστική αποχή από το άθλημα για αρκετό καιρό.
ΤΕΧΝΙΚΗ LUNG PACKING (ΤΟ ΠΑΚΕΤΑΡΙΣΜΑ)
Σε μια προσπάθεια περαιτέρω αύξησης των ορίων βάθους αρκετοί αθλητές έχουν αναπτύξει την τεχνική του πακεταρίσματος Lung Packing Technique (που αναφέρεται και σαν buccal packing). Η τεχνική αυτή επιτρέπει στους δύτες να αυξάνουν τον όγκο στον πνεύμονα τους αρκετά πάνω από την ολική πνευμονική χωρητικότητα (TLC). Η τεχνική αυτή συνίσταται σε γέμισμα της στοματικής κοιλότητας με αέρα μετά την πλήρη εισπνοή με την γλωττίδα σε κλειστή θέση. Ακολούθως ο αέρας από τη στοματική κοιλότητα συμπιέζεται χρησιμοποιώντας τη δύναμη των στοματικών και φαρυγγικών μυών και ακολούθως η γλωττίδα ανοίγει οπότε ο αέρας σπρώχνεται μέσα στον πνεύμονα. Αυτή η κίνηση μοιάζει με αντλία συμπίεσης αέρα μέσα στους πνεύμονες και επαναλαμβάνεται αρκετές φορές. Η τεχνική αυτή ανακαλύφθηκε από τους υποβρύχιους κυνηγούς της μεσογείου και εισήχθηκε στην αθλητική άπνοια από τον Bob Croft. Η τεχνική αυτή σύμφωνα με αδημοσίευτα στοιχεία αλλά και από βιβλιογραφικές αναφορές μπορεί να αυξήσει την ολική πνευμονική χωρητικότητα κατά 30% με 50% προσθέτοντας δηλαδή άλλα 1,5 με 3 λίτρα αέρα στον πνεύμονα. Αν δούμε το προηγούμενο παράδειγμα του Pipin και αυξήσουμε την TLC κατά 2 λίτρα με τον RV στα 0,7 λίτρα και κάνοντας τον υπολογισμό για το μέγιστο θεωρητικό βάθος τότε ανεβαίνουμε στα 156 μέτρα. Σημειώνουμε όμως ότι ούτε για την αιματική πνευμονική υπερφόρτιση ούτε για την υπερδιόγκωση του πνεύμονα έχουν καθοριστεί τα πάνω όρια.
Η αύξηση του όγκου του πνεύμονα πάνω από την φυσιολογική TLC εμπεριέχει ωστόσο κάποιους κινδύνους. Οι κίνδυνοι είναι βασικά δύο.
Πρώτο, είναι τεκμηριωμένο πώς λόγω της ελαστικότητας του θωρακικού τοιχώματος με τους αναπνευστικούς μυς σε χαλάρωση η πίεση μέσα στον θώρακα αυξάνεται πολύ με αποτέλεσμα να παρεμποδίζεται η φλεβική επάνοδος, δηλαδή ενδέχεται να μην γίνεται κανονική επιστροφή αίματος προς την καρδιά. Στη συνέχεια η καρδιά δεν στέλλει αρκετό αίμα οπότε ο δύτης πιθανόν να χάσει τις αισθήσεις του στα πρώτα στάδια της κατάδυσης. Υπάρχουν αναφορές απώλειας των αισθήσεων ακόμα και σε στατική άπνοια μέσα σε λίγα δευτερόλεπτα. Επίσης έχει καταγραφεί μια σημαντική μείωση της καρδιακής παροχής και αρτηριακής πίεσης στα πρώτα στάδια της άπνοιας ιδιαίτερα όταν προηγείται η τεχνική του Lung Packing.
Δεύτερο, η υπερδιόγκωση του πνεύμονα εμπεριέχει τον δυνητικό κίνδυνο της ρήξης των πνευμονικών κυψελίδων κατά τη ταχεία φάση της ανάδυσης. Αυτή η υπόθεση γίνεται κατ’ αναλογία με την αυτόνομη κατάδυση όπου δύτες με εντελώς γεμάτο πνεύμονα πιθανόν να υποστούν τραυματισμό λόγω υπερδιάτασης του πνεύμονα με 1 μόνο μέτρο ανάδυση. Γενικά η τεχνική του Lung Packing per se, δεν φαίνεται να αποτελεί άμεσο κίνδυνο στην ελεύθερη κατάδυση για βαροτραύμα στον πνεύμονα. Μέχρι σήμερα παρόλο που αρκετοί αθλητές χρησιμοποιούν την τεχνική αυτή δεν έχει υπάρξει αναφορά για πνευμονικό βαροτραύμα που να συνδέεται άμεσα με χρήση της τεχνικής αυτής. Σε μία περίπτωση όπου το πρόβλημα έχει αναφερθεί στη βιβλιογραφία πιθανότατα η αιτία ήταν ένας συνδυασμός επανακατανομής των διογκούμενων αερίων μέσα στον πνεύμονα με ένα μηχανισμό παγίδευσης αερίου σε κάποιες περιοχές του.
ΕΚΠΑΙΔΕΥΣΗ ΓΙΑ ΑΥΞΗΣΗ ΤΗΣ ΕΛΑΣΤΙΚΟΤΗΤΑΣ ΤΟΥ ΘΩΡΑΚΙΚΟΥ ΤΟΙΧΩΜΑΤΟΣ
Είναι τεκμηριωμένο ότι οι κορυφαίοι αθλητές άπνοιας κάνουν διάφορες ασκήσεις που αποσκοπούν στην αύξηση της ελαστικότητας του διαφράγματός τους και του θώρακά τους γενικότερα. Οι ασκήσεις αυτές έχουν σαν αποτέλεσμα να επιτυγχάνονται καλύτεροι λόγοι TLC / RV καθώς αυτός ο λόγος εξακολουθεί να καθορίζει τα θεωρητικά όρια βάθους. Επομένως η βέλτιστη ελαστικότητα του θωρακικού τοιχώματος σε συνδυασμό με την ικανότητα να μειώνεται ο υπολειπόμενος όγκος στο ελάχιστο δυνατό με πολύ βαθιά εκπνοή, είναι πολύ βασικοί παράγοντες που συμβάλλουν στην επίτευξη αυτών των εντυπωσιακών ρεκόρ που συνεχίζουν να καταγράφονται. Οι ασκήσεις αυτές είναι αντικείμενο της προπονητικής της ελεύθερης κατάδυσης.
ΜΕΤΑΒΟΛΕΣ ΤΩΝ ΜΕΡΙΚΩΝ ΠΙΕΣΕΩΝ ΤΩΝ ΑΕΡΙΩΝ ΚΑΤΑ ΤΗΝ ΒΟΥΤΙΑ
Η μεταβολή στις μερικές πιέσεις των αερίων (οξυγόνο και διοξείδιο του άνθρακα κατά την διάρκεια μιας βουτιάς είναι αρκετά διαφορετικές από εκείνες που συμβαίνουν στην στατική άπνοια στην επιφάνεια. Η διαφορά έγκειται στην συμπίεση των πνευμόνων με την κάθοδο και την αποσυμπίεσή τους με την άνοδο. Τα επιστημονικά δεδομένα είναι ελάχιστα και μόνο πολύ πρόσφατα έχουν κάνει την παρουσία τους στον χώρο της βιβλιογραφίας.
Τυπικά σε ένα εκπαιδευμένο δύτη που δεν κάνει υπεραερισμό οι αρχικές τιμές οξυγόνου και διοξειδίου του άνθρακα στο αρτηριακό αίμα δεν είναι διαφορετικές από εκείνες στον γενικότερο πληθυσμό. Η αρτηριακή πίεση των αερίων είναι αντίστοιχα κοντά στις τιμές των PaO2 = 100 mm Hg και PaCO2 = 35 mm Hg. Κατά τη διάρκεια της καθόδου αυτές οι μερικές πιέσεις όλων των αερίων στον πνεύμονα αυξάνονται. Σύμφωνα με το νόμο του Dalton η μερική πίεση ενός αερίου ισούται με το κλάσμα του αερίου αυτού σε ένα αέριο μίγμα επί την ολική πίεση στον αεροφόρο χώρο. Έτσι κατά την κάθοδο η PaO2 αυξάνεται για να φτάσει στα 5 μέτρα τα 130 mm Hg και στα 20 μέτρα τα 250 mm Hg. Η υποξία κατά τη φάση της καθόδου είναι εντελώς απίθανη διότι το οξυγόνο μεταφέρεται στην κυκλοφορία λόγω της διαφοράς πιέσεων στον πνεύμονα και του αρτηριακού αίματος. Η PaCO2 αυξάνεται επίσης και θεωρητικά σε βάθος 8 μέτρων αντιστρέφεται η φυσιολογική του πορεία και απορροφάται από τον πνεύμονα προς την κυκλοφορία. Τελευταίες μελέτες έχουν όμως αποδείξει πως η απλή χρήση των μαθηματικών εξισώσεων του νόμου του Boyle και ο υπολογισμός της συγκέντρωσης των αερίων και ιδιαίτερα του διοξειδίου του άνθρακα στο αίμα, με βάση τις μεταβολές που συμβαίνουν στον πνεύμονα, είναι ανεπαρκής και αποτυγχάνει να δώσει απαντήσεις στις πραγματικές μετρήσεις.
Οι λόγοι που συμβαίνει αυτό είναι διάφοροι.
Πρώτον το CO2 είναι ένα εξαιρετικά ευδιάλυτο αέριο στα βιολογικά υγρά και το αίμα έχει μεγάλη ικανότητα απορρόφησής του. Εκεί μετατρέπεται σε διττανθρακικά ανιόντα και ιόντα πρωτονιομένο ύδωρ.
CO2 + 2H2O à HCO3 - + H3O +
Η διαλυτότητα του CO2 ακυρώνει τις επιπτώσεις που θα είχε λογικά η συμπίεση του πνεύμονα με την κάθοδο και δεν παρατηρούνται καθόλου αυξήσεις της PaCO2 στη φάση αυτή.
Δεύτερο το φαινόμενο της αιματικής πνευμονικής υπερφόρτισης αυξάνει την ποσότητα αίματος που είναι διαθέσιμη για απορρόφηση αυτού του αερίου από τις κυψελίδες των πνευμόνων και έτσι αυξάνει περισσότερο τη διαλυτότητά του.
Κατά τη φάση της ανάδυσης συμβαίνει το φαινόμενο Haldane. Κατά την ανάδυση η αρτηριακή πίεση του οξυγόνου μειώνεται δραματικά και μαζί με αυτήν και το ποσοστό κορεσμού της αιμοσφαιρίνης. Αυτή η κατάσταση αυξάνει περισσότερο την διαλυτότητα του CO2 στο αίμα. Έτσι ούτε στη φάση της ανάδυσης παρατηρείται αξιοσημείωτη αύξηση της συγκέντρωσης του CO2 στο αρτηριακό αίμα.
Σε μια μελέτη που έγινε με συνεχή καταγραφή του PaCO2 σε μια βουτιά στα 20 μέτρα για 75 δευτερόλεπτα η θεωρητική τιμή του PaCO2 όπως υπολογίστηκε από τον νόμο του Boyle ήταν πάνω από 100 mm Hg. Στην πραγματικότητα οι επιστήμονες κατέγραψαν PaCO2 που δεν ξεπερνούσε τα 50 mm Hg. Τα ευρήματα αυτά επιβεβαιώθηκαν και σε μελέτες που έγιναν στους επαγγελματίες Κορεάτες απνεϊστές, σε άλλα θηλαστικά εκτός από τον άνθρωπο και τέλος σε πραγματικές καταδύσεις στα 20 μέτρα διάρκειας 4-5 λεπτών όπου η PaCO2 δεν ξεπερνούσε τα 45 mm Hg. Στην τελευταία μελέτη οι αθλητές έκαναν ελαφρύ υπεραερισμό και άρχισαν την βουτιά σε συγκεντρώσεις γύρω στα 30 mm Hg.
Κατά τη φάση της ανόδου οι πνεύμονες αποσυμπιέζονται και η μερικές πιέσεις των αερίων μέσα στις κυψελίδες μειώνονται συνεχώς. Σε κάποιο σημείο η φυσιολογική ροή του διοξειδίου του άνθρακα αντιστρέφεται και πάλι και αποβάλλεται στις κυψελίδες από το αίμα. Επίσης η απορρόφηση οξυγόνου σταματά καθώς δεν υπάρχει αρκετή πίεση οξυγόνου μέσα στις κυψελίδες. Η ροή του οξυγόνου μπορεί μάλιστα να αντιστραφεί επιστρέφοντας από το αίμα των πνευμονικών τριχοειδών στις κυψελίδες με κίνδυνο υποξίας ιδιαίτερα μετά από μεγάλη διάρκεια παραμονής στο βυθό. Η απώλεια μυϊκού ελέγχου ή / και απώλεια των αισθήσεων σύμφωνα με τις βιβλιογραφικές αναφορές συμβαίνουν σε αυτή τη φάση, δηλαδή είτε κατά την ανάδυση είτε αμέσως μετά από αυτή.
Σύμφωνα με τις παρατηρήσεις ενός άλλου ερευνητή του Feretti, οι κορυφαίοι απνεϊστές έχουν καλύτερη ανοχή σε χαμηλές συγκεντρώσεις οξυγόνου και αντέχουν μικρότερο ποσοστό κορεσμού αιμοσφαιρίνης από τον γενικότερο πληθυσμό. Επίσης δεν αντιδρούν τόσο εύκολα στο CO2 γεγονός που επιβεβαιώθηκε και σε αθλητές υποβρύχιου hockey ή σε κορεάτες απνεϊστές και στους Γιαπωνέζους Ama Divers.
ΥΠΕΡΒΟΛΙΚΟΣ ΥΠΕΡΑΕΡΙΣΜΟΣ
Η μερική πίεση του CO2 στον πνεύμονα είναι αντιστρόφως ανάλογη του ρυθμού αερισμού. Έτσι κάθε αλλαγή της αναπνοής που αυξάνει την κατά λεπτό ποσότητα αέρα που ανταλλάζεται στον πνεύμονα έχει σαν αποτέλεσμα την μείωση της πίεσης του αερίου αυτού στον πνεύμονα και κατ’ επέκταση την μείωση της PaCO2. Το αποτέλεσμα είναι να παραταθεί ο χρόνος που απαιτείται για να φτάσουν τα επίπεδα της PaCO2 τα 55 me 60 mm Hg που διεγείρει το κέντρο της αναπνοής στον εγκέφαλο. Απουσία ερεθίσματος από το CO2 η αναπνοή διεγείρεται και από τις χαμηλές συγκεντρώσεις Ο2. Όταν η PaO2 μειωθεί στα 50 με 60 mm Hg περίπου τότε έχουμε διέγερση της αναπνοής από το οξυγόνο. Έτσι η εισπνοή καθαρού οξυγόνου πριν από την άπνοια αυξάνει την χρονική περίοδο που το άτομο μπορεί να κρατήσει την αναπνοή του. Από μελέτες του Klocke το 1959 έχει βρεθεί ότι εντελώς ανεκπαίδευτα άτομα μπορούν να κρατήσουν την αναπνοή τους για 8,5 λεπτά με εισπνοή καθαρού οξυγόνου και μετά από υπεραερισμό μέχρι και 14 λεπτά. Στην βουτιά με εισπνοή καθαρού οξυγόνου ο μηχανισμός είναι παρόμοιος. Πρέπει να σημειωθεί ότι με αυτή την τακτική το μόνο ερέθισμα που παραμένει για την διέγερση της αναπνοής είναι το CO2. Έτσι ο συνδυασμός υπεραερισμού με εισπνοή καθαρού οξυγόνου αυξάνει τον κίνδυνο υποξίας κατά την ανάδυση καθώς όλα τα ερεθίσματα της αναπνοής καθυστερούν χαρακτηριστικά. Σημειώνουμε επίσης ότι σε κορυφαίους αθλητές έχει ληφθεί αρτηριακό αίμα στο οποίο βρέθηκαν πιέσεις οξυγόνου πάρα πολύ χαμηλές μετά από τη διεξαγωγή βουτιάς 4 - 5 λεπτών. Οι μετρήσεις ήταν της τάξης των PaO2 25 με 30 mm Hg. Αυτό μας υποδηλώνει πως δεν είναι δυνατό να καθορίσουμε μια συγκεκριμένη τιμή PaO2 που θεωρείται το κατώφλι της ασφάλειας.
Ο υπεραερισμός είναι περισσότερο επικίνδυνος όταν η βουτιά παρατείνεται και όταν εμπεριέχει κάπως αυξημένο βαθμό μυϊκής δραστηριότητας η οποία εξαντλεί το οξυγόνο γρηγορότερα. Σύμφωνα με αναφορά των Claus-Martin στο περιοδικό Clinics in Chest Medicine το 2005 η πλειονότητα των θανατηφόρων ατυχημάτων στην άπνοια καταγράφηκε σε διαγωνισμούς ή βουτιές που επιχειρείται κάποιο ρεκόρ. Η παρακολούθηση των αθλητών σε αυτού του είδους τους διαγωνισμούς είναι καίριας σημασίας.
ΤΟ ΑΖΩΤΟ
Κατά ανάλογο τρόπο με τα άλλα αέρια έτσι και η μερική πίεση του αζώτου στον πνεύμονα αυξάνεται κατά την κάθοδο και μειώνεται κατά άνοδο. Σύμφωνα με το νόμο του Henry η ποσότητα ενός αερίου που διαλύεται σε ένα υγρό είναι ανάλογη της πίεσής του αερίου αυτού. Η αύξηση της πίεσης του Ν2 στις κυψελίδες αυξάνει και την PaN2. Οι συνέπειες είναι δύο.
Νάρκωση από άζωτο. Δύτες με επιδόσεις πάνω από 50 μέτρα συχνά αναφέρουν συμπτώματα μέθης που αποδίδονται στην αύξηση της ποσότητας του αζώτου στο αίμα και κατ’ επέκταση στο κεντρικό νευρικό σύστημα.
Σχηματισμός φυσαλίδων αζώτου κατά την ανάδυση. Σύμφωνα με την θεωρεία της αποσυμπίεσης η απορρόφηση αζώτου επιτελείται πολύ ταχύτερα από την αποβολή του. Έτσι σε περιπτώσεις επαναλαμβανόμενων καταδύσεων το άζωτο δεν προλαβαίνει να αποβληθεί και αθροίζεται στο αίμα. Περιπτώσεις νόσου έχουν καταγραφεί από πολύ παλιά από τον Paulev το 1965 σε επαναλαμβανόμενες καταδύσεις σε βάθη 15 με 20 μέτρα. Το περιστατικό βελτιώθηκε δραματικά μετά από θεραπεία σε θάλαμο επανασυμπίεσης γεγονός που υποδηλώνει ότι κατά πάσα πιθανότητα η αιτία του προβλήματος ήταν ο σχηματισμός φυσαλίδων. Επίσης η νόσος taravana που περιγράφεται σε αλιείς μαργαριταριών στην περιοχή της Πολυνησίας δεν είναι τίποτε άλλο παρά μια μορφή νόσου αποσυμπίεσης που οφείλεται σε φυσαλίδες αζώτου. Το σύνδρομο περιλαμβάνει ναυτία, ίλιγγο και διανοητική σύγχυση. Επίσης ορισμένοι δύτες παραλύουν μερικώς ή ολικώς και ακόμα θάνατοι έχουν αναφερθεί.
Εκείνο που καθορίζει τις περισσότερες φορές την πιθανότητα εμφάνισης νόσου είναι η αναλογία χρόνου επανόδου στην επιφάνεια και χρόνου-βάθους βουτιάς. Αν και οι αναφορές υποδηλώνουν την ύπαρξη νόσου στην ελεύθερη κατάδυση οι ελάχιστες μελέτες που έγιναν για ανίχνευση φυσαλίδων στο αίμα δυτών με ηχοβολισμό Doppler δεν κατάφεραν να ανιχνεύσουν οτιδήποτε. Σε μία μοναδική βουτιά η πιθανότητα νόσου περιορίζεται. Παρόλ’ αυτά σε βουτιές που γίνονται για κατάρριψη ρεκόρ ιδιαίτερα στην κατηγορία no limits οι δύτες κάνουν στάση αποσυμπίεσης για περίπου 30 δευτερόλεπτα πριν αναδυθούν. Η νόσος αποσυμπίεσης στην ελεύθερη κατάδυση κατά γενική ομολογία πρέπει να λαμβάνεται υπόψη.
Τα θηλαστικά όπως οι φώκιες και οι φάλαινες και που βουτάνε σε τεράστια βάθη (3000 μέτρα) δεν υφίστανται κίνδυνο νόσου διότι έχουν μια εντελώς διαφορετική φυσιολογία από εκείνη του ανθρώπου. Οι διαφορές έγκεινται στο ότι μπορούν να συμπιέζουν εντελώς τον πνεύμονά τους οπότε η απορρόφηση αζώτου σταματά από ένα σημείο και κάτω. Επίσης η κυκλοφορία του αίματος σταματά σε όλα σχεδόν τα όργανα εκτός από τα επινεφρίδια και τον εγκέφαλο. Ο σπλήνας επίσης εκλύει τεράστιες ποσότητες ερυθρών αιμοσφαιρίων τα οποία αποτελούν σημεία συγκέντρωσης και αποθήκευσης του αζώτου.
ΕΠΙΛΟΓΟΣ
Σήμερα ο άνθρωπος έχει καταπλήξει με τις κρυμμένες ικανότητες του και τις καταπληκτικές αντοχές του στο να επιβιώνει σε συνθήκες τέτοιες που πριν 15 – 20 χρόνια θα φάνταζαν ένα απομακρυσμένο σενάριο που ανήκει στην σφαίρα του φανταστικού. Πολλά έχουμε να μάθουμε ακόμη και ένα τεράστιο πεδίο έρευνας ξανοίγεται. Οι επιστήμονες έχουν τεθεί ενώπιοι ενωπίω των γεγονότων και καλούνται να μπουν με εντατικότερους ρυθμούς στην αναζήτηση απαντήσεων στα πολλά ερωτήματα που παραμένουν αναπάντητα.
