چرا انسانها میتوانند در زیر آب، نفس خود را بیشتر نگه دارند؟
آیا تا به حال متوجه شدهاید که وقتی در آب فرو میروید، میتوانید نفس خود را برای مدت طولانیتری نسبت به حالت عادی نگه دارید؟ شاید به نظر عجیب بیاید، چون فشار آب روی قفسه سینه شما افزایش مییابد، اما این موضوع با پدیدهای به نام رفلکس غواصی پستانداران (Mammalian Dive Reflex) ارتباط دارد که در بسیاری از پستانداران از جمله انسانها فعال میشود. این رفلکس زمانی که صورت با آب تماس پیدا میکند، توسط عصب سهقلو (Trigeminal Nerve) تحریک شده و به طور خودکار فرایندهایی در بدن آغاز میشود که به بقای بیشتر کمک میکند.
چگونه رفلکس غواصی کار میکند؟
زمانی که رفلکس غواصی فعال میشود، بدن بهطور خودکار تنفس را متوقف میکند، ضربان قلب کندتر میشود و مقاومت عروقی در محیط بدن افزایش مییابد. این تغییرات به بدن کمک میکنند تا اکسیژن ذخیره شده را به ارگانهای حیاتی مثل مغز و قلب برساند و خون از عضلات غیر فعال دور شود. کاهش ضربان قلب یا برادیکاردی (Bradycardia) نیز به صرفهجویی در مصرف اکسیژن کمک میکند. این پدیده باعث کاهش کارکرد قلب و بهینهسازی مصرف اکسیژن میشود.
رکوردهای نگه داشتن نفس در زیر آب
رکورد جهانی نگه داشتن نفس در زیر آب بیش از ۲۴ دقیقه است. بودیمیر شوبات (Budimir Šobat)، غواص حرفهای، در سال ۲۰۲۱ این رکورد را با ۲۴ دقیقه و ۳۷ ثانیه ثبت کرد. با این حال، باید در نظر داشت که غواصان برای رسیدن به این مدت زمان طولانی ابتدا باید اکسیژن خالص را استنشاق کنند تا سطوح دیاکسید کربن (CO2) را به حداقل برسانند و بدن بتواند مدت بیشتری بدون نیاز به تنفس مقاومت کند.
این رکوردها بدون استفاده از اکسیژن اضافی نیز بسیار شگفتانگیز هستند؛ برای مثال رکورد جهانی نگه داشتن نفس بدون اکسیژن کمکی، ۱۱ دقیقه و ۳۵ ثانیه است.
واکنش بدن به نگه داشتن نفس
گیرندههای شیمیایی (Chemoreceptors) در بدن، مسئول تنظیم سطح اکسیژن و دیاکسید کربن هستند. زمانی که نفس خود را نگه میدارید، سطح CO2 در خون افزایش و سطح O2 کاهش مییابد. افزایش سطح CO2 باعث میشود تمایل به تنفس افزایش یابد. بعد از گذشت زمانی حدود ۳۰ ثانیه، این افزایش CO2، گیرندههای شیمیایی را تحریک میکند و در نتیجه نیاز به تنفس بیشتر میشود.
وقتی سطح اکسیژن به آستانهای میرسد، تمایل به تنفس به شدت افزایش پیدا میکند. اگرچه غواصان آموزشدیده میتوانند با کنترل این واکنشها برای مدت طولانیتری نفس خود را نگه دارند، افرادی که بدون تمرین میخواهند این کار را انجام دهند، معمولاً بعد از حدود سه دقیقه مجبور به تنفس مجدد میشوند.
استفاده از اکسیژن خالص برای نگه داشتن نفس بیشتر
غواصان با استفاده از اکسیژن خالص میتوانند رفلکسهای تنفسی خود را به تعویق بیندازند و مدت زمان بیشتری بدون تنفس زیر آب باقی بمانند. این تکنیک به آنها امکان میدهد که تا ۲۰ دقیقه یا بیشتر نفس خود را نگه دارند. در واقع این روش، تمایل به تنفس را به تاخیر میاندازد و بدن را قادر میسازد مدت بیشتری از اکسیژن ذخیره شده استفاده کند.
پژوهشهای علمی نشان دادهاند که این رفلکسهای پیچیده و بهظاهر ساده، هدف اصلیشان حفظ حیات از طریق تطبیق بدن با محیط است. رفلکس غواصی پستانداران یک سازگاری فیزیولوژیک است که به بقای بهتر موجودات در محیطهای خاص کمک میکند.
مطالب مرتبط
