Il Blood Shift

L’acqua è un ambiente molto diverso da quello in cui siamo abituati ed adattati a vivere. Quando ci immergiamo, tuttavia, il nostro organismo comincia ad adattarsi alle nuove condizioni a cui è sottoposto, mostrandoci come la natura acquatica dell’uomo sia più evidente di quanto possiamo pensare.
I meccanismi che si mettono in moto e i fattori che li causano, sono molti e, per alcuni aspetti, ancora poco conosciuti.
Proveremo ad analizzare quali sono i principali adattamenti dell’organismo all’immersione in acqua e, successivamente, all’apnea profonda.

Foto: Alberto Balbi

ENTRIAMO IN ACQUA

L’acqua in cui ci immergiamo, sia mare o piscina, sarà di solito fresca, se non addirittura fredda. Anche l’acqua a 30°C, comparata con la nostra temperatura corporea -di circa 37°C- risulterà comunque fresca; tanto più in mare, anche se siamo coperti da una buona muta.

La prima cosa che il nostro organismo farà all’atto dell’immersione, sarà di cercare di ridurre al minimo la dispersione di calore. Ciò è possibile grazie ad una vasocostrizione periferica che, riducendo il diametro dei vasi sanguigni vicini alla superficie del corpo, riduce di conseguenza il volume di sangue che vi scorre dentro. Così facendo, viene limitato il raffreddamento del sangue stesso e di tutto l’organismo.

Altro fenomeno importante è la bradicardia riflessa, ovvero l’abbassamento del battito cardiaco, dovuta alla semplice immersione in acqua. Ciò avviene, prevalentemente, a causa del contatto dell’acqua fredda col viso che, causando una stimolazione vagale, fa sì che, repentinamente, il battito cardiaco si abbassi in modo sensibile. Questo accade anche immergendo solo la faccia in acqua fresca, e per questo tale fenomeno è noto anche col nome di “riflesso del lavandino”.

Ad accentuare questa modificazione fisiologica, si aggiunge il fatto che, quando siamo immersi in acqua, siamo virtualmente privi di peso e la forza di gravità sembra sparire; perciò il cuore dovrà faticare meno per spingere il sangue in circolo, anche se la variazione di pressione idrostatica gioca un ruolo importante, come vedremo in seguito.

Tutto questo, ribadiamo, vale sempre quando siamo semplicemente immersi in acqua. Vediamo ora di capire cosa accade quando scendiamo in apnea in profondità.

PRIMA DI SCENDERE: FISIOLOGIA E STORIA

Ricordiamo brevemente, per capire i concetti che esporremo in seguito, alcune particolarità dell’apparato respiratorio in relazione all’apnea profonda.
Per semplicità prenderemo ad esempio un “uomo-tipo”, che abbia 5 litri di capacità vitale (quella misurata con la spirometria) ed 1 litro di volume residuo e di spazio morto bronco-tracheale. Tale “uomo-tipo” avrà quindi, dopo un’inspirazione massima, 5+1=6 litri d’aria all’interno del suo corpo.

Foto: Alberto Balbi

Il volume minimo d’aria che tale uomo può avere al suo interno è di 1 litro; ciò si verifica quando egli si trova in condizioni di espirazione massima. Questo litro d’aria residuo non potrà mai uscire dal suo corpo, dato che la gabbia toracica più di quel tanto non si può comprimere e che il diaframma si trova già in posizione totalmente alzata.

I medici ed i fisiologi, fino a non molti anni fa, facevano un semplice ragionamento, che li portava ad affermare che immergersi oltre i 50 metri in apnea voleva dire andare incontro alla morte. Vediamo di capire cosa pensavano…
L’uomo-tipo fa un’inspirazione massima e si trova con 6 litri d’aria al suo interno. Poi inizia a scendere. La legge di Boyle, dice: “A temperatura costante il volume di una data quantità di gas è inversamente proporzionale alla sua pressione”. Questa legge vale sempre e, perciò, quando il nostro uomo-tipo arriva a -10 metri (pressione assoluta = 2 atmosfere), il volume d’aria al suo interno sarà dimezzato: 3 litri.
Proseguendo, quando arriva a -20 metri (3 ata) il volume d’aria sarà 2 litri. E così via.
Ma quando egli arriva a -50 metri?
A -50 metri la pressione è 6 ata ed il volume è, ovviamente, un sesto di quello iniziale: 1 litro!

L’uomo-tipo si trova, praticamente, in condizioni simili a quelle di espirazione massima: la gabbia toracica non si può più comprimere, perché è elastica solo fino a quel punto, ed il diaframma è già alzato al massimo. Non è più possibile una ulteriore diminuzione di volume dell’aria nei polmoni.

Morale: se si prosegue nella discesa, la pressione dell’acqua, non più equilibrata dalla riduzione di volume polmonare, schiaccerà l’uomo-tipo.

Il medico francese Cabarrou, uno dei massimi esperti dell’epoca, rispondeva così a chi gli chiedeva se l’uomo potesse superare i 50 metri in apnea: “…après il s’écrasse….”, cioè: “…dopo si rompe….”

Quando Enzo Majorca staccò il cartellino a -51 metri, tutto il mondo scientifico capì che in questo ragionamento c’era qualcosa che non tornava. O meglio, c’era qualcosa che ancora non si sapeva. L’uomo aveva superato la scienza.

COME E’ POSSIBILE

Scendendo in profondità, oltre alle modificazioni fisiologiche descritte inizialmente, si hanno altri fenomeni, causati dall’aumento di pressione esterna.
Senza entrare troppo del dettaglio, basta dire che, aumentando la pressione esterna, aumenta anche la pressione interna del nostro corpo, che deve per forza rimanere in equilibrio con l’esterno. Questo fa sì che il cuore faccia più fatica a spingere il sangue nella circolazione periferica (grande circolo), rispetto a quella intra-toracica (piccolo circolo).

Se ricordiamo adesso tutti i fenomeni che avvengono durante l’immersione in acqua e durante un’immersione profonda in apnea, ci possiamo rendere conto che tutto porta ad un’unica conseguenza: il volume di sangue nel grande circolo diminuisce. La bradicardia e la vasocostrizione periferica, insieme alla pressione che aumenta, contribuiscono sinergicamente.
Se il volume di sangue nel grande circolo diminuisce, per forza deve aumentare il volume di sangue nel piccolo circolo. Da qualche parte il sangue deve pur andare…

Foto: Alberto Balbi

E se aumenta il volume di sangue nel piccolo circolo, vuol dire che aumenta il diametro di tutte le arterie, le vene ed i capillari del circolo polmonare. Anche il cuore, per gli stessi motivi, si troverà a lavorare un po’ più “gonfio” del normale. Facciamo notare che ciò avviene anche mentre siamo solo in superficie; naturalmente più si scende e più il fenomeno si accentua, ma, anche con la testa fuori dall’acqua, queste modificazioni sono misurabili.

Ecco allora la soluzione del nostro dilemma:
è vero che a -50 metri l’aria all’interno dell’uomo-tipo è 1 litro, ma non è vero che le condizioni sono pari a quelle di un’espirazione massima. Infatti, nel suo torace sarà presente una notevole quantità di sangue in più del normale, perciò l’aria può continuare a diminuire ulteriormente di volume, senza che la gabbia toracica ed il diaframma raggiungano condizioni limite.

Nei libri spesso si legge che “il sangue prende il posto dell’aria”, e questo è vero, a patto di avere chiaro che l’aria è sempre negli alveoli polmonari ed il sangue è sempre nei vasi sanguigni. Non sarebbe affatto bello se il sangue uscisse dai capillari o dalle vene, per andare negli alveoli al posto dell’aria!!!
Oltre ai fenomeni descritti, probabilmente possiamo aggiungere anche che quando si è molto profondi, l’aria all’interno dei polmoni è, se pur in maniera molto piccola, in leggera, leggerissima, depressione; ciò favorisce, ancora una volta, il richiamo di sangue nel piccolo circolo.

Il richiamo di sangue dal grande al piccolo circolo prende il nome, alquanto esplicativo, di SCIVOLAMENTO EMATICO (scivolamento del sangue) o, per dirla come gli inglesi, BLOOD SHIFT.

MA A NOI COSA CI INTERESSA?

Quando scendiamo in apnea non dobbiamo certo fare i conti di quanto sangue si sposta e neanche ci interessa come e perché ciò avviene.
E’ però interessante ed importante evitare di crearci problemi relativi al Blood shift.
E’ bene essere chiari e schietti: ci sono alcune cose che, per quanto sembrino banali, possono costarci molto care.

COSA NON FARE

Discese in apnea in espirazione massima = pericolosissimo!!!

Se facciamo un’espirazione massima e poi iniziamo a scendere, per quanto poco profondi andiamo, non possiamo più contare sulla variazione di volume della gabbia toracica. Se il nostro uomo-tipo partisse in espirazione massima, con 1 litro d’aria nei polmoni e, ammesso che ci riesca, arrivasse a -10 metri, si troverebbe con 0,5 litri d’aria nei polmoni e con 0,5 litri di sangue che devono per forza, in pochissimo tempo, spostarsi nel piccolo circolo, per poi andare via appena riemersi. Mezzo litro di sangue da spostare in così poco tempo è troppo. Il cuore, sovraccaricato di lavoro per pompare tutto questo sangue che si deve spostare, potrebbe decidere di “far sciopero” e di fermarsi.

Prendere contatto in profondità con un erogatore = Pericolosissimo!!!

Questa cosa potrebbe capitare. Siamo a fare apnea, più o meno profonda, e mentre siamo sott’acqua, un nostro amico “bombolaro” ci offre il suo erogatore per darci aria. Ma noi, in apnea profonda, abbiamo molto sangue accumulato nel piccolo circolo e, se prendiamo aria, espandiamo improvvisamente i polmoni, senza dare tempo al sangue di ritornare in circolo. Il cuore potrebbe, anche in questo caso, sentirsi sovraccaricato di lavoro e “fare sciopero”.

Foto: A. Balbi

Nei protocolli di sicurezza ed assistenza ai record di immersione in apnea non è MAI previsto di dare aria all’apneista in profondità. MAI, proprio per questo motivo.
Addirittura, nei record No Limits, in cui si risale tirati da un pallone e si raggiungono velocità di risalita elevatissime, tutti gli atleti abbandonano il pallone molto prima di raggiungere la superficie (alcuni addirittura a -50 metri), per poi completare la risalita più lentamente e dare modo al sangue di ritornare gradualmente in circolo.

QUALCHE IDEA ANCORA DA DIMOSTRARE

Ora entriamo nel campo delle teorie ancora tutte da verificare. Quanto esporrò fa parte di studi che sono in corso e di idee personali. Prendete queste righe come spunto di riflessione e non come verità accertate.
A causa del blood shift, alcuni apneisti hanno avuto piccoli problemi. Alcuni in profondità, altri in prossimità della superficie.

Spremitura diaframmatica

Con questo termine, a mio avviso piuttosto infelice, alcuni medici indicano la particolare sensazione che apneisti di buon livello hanno avuto, in particolari circostanze ed a profondità elevate. E’ la sensazione di strizzamento, di spremitura, che si ha quando si arriva per la prima volta a quote mai toccate prima. A seguito di questa “spremitura” sono stati riscontrati alcuni casi di “escreato ematico”, proveniente dai polmoni. Accade, cioè, che alcuni capillari degli alveoli si rompano generando una piccola, seppur dannosa, emorragia. Questo sangue si mescola con catarro e con liquido proveniente dai polmoni e, una volta in superficie, provoca notevole fastidio. Se il fenomeno è stato intenso, si può generare addirittura ciò che alcuni classificano come edema polmonare [ndr: si noti che solo alcuni parlano di edema, mentre altra parte della comunità scientifica contesta alla radice questo assunto, in quanto non esiste edema polmonare a risoluzione spontanea ed in quanto l’esperienza clinica ha dimostrato l’efficacia di trattamenti cortisonici, assolutamente inefficaci, se non dannosi, nel trattamento dell’edema polmonare cardiogeno].

La mia personale opinione è che ciò accada quando si arriva a determinate quote e non si è del tutto rilassati. La mancanza di rilassamento dei muscoli addominali, intercostali e diaframma, può far sì che l’aria nei polmoni si trovi in leggera depressione rispetto all’esterno. Se questa depressione raggiunge valori sufficienti, si può verificare la rottura di alcuni capillari degli alveoli. E’ un meccanismo simile al colpo di ventosa delle maschera, che genera la rottura di capillari nell’occhio. Il richiamo di liquidi a livello polmonare potrebbe essere causato proprio da questa leggera depressione.

Sovradistensione in risalita da un’apnea profonda

Il fenomeno del blood shift perdura anche dopo l’emersione. Questo è stato verificato anche in recentissime ricerche, che anno dimostrato come si possa continuare ad avere una ipertensione polmonare anche dopo alcune ore dalla fine delle apnee profonde. In pratica ci vuole molto tempo, molto più di quello che si pensava fino ad ora, affinché l’apparato circolatorio e respiratorio ritornino in condizioni normali.
Specialmente se si risale velocemente, si può avvertire la sensazione di sovradistensione polmonare; questo perché l’aria sta ritornando al volume iniziale (inspirazione massima) ma nel piccolo circolo c’è ancora del sangue in più. Questo fa sì che non ci sia abbastanza spazio per aria e sangue all’interno della gabbia toracica.

Alcuni medici iperbarici, per questo motivo, consigliano di risalire “a glottide aperta” per far sì che l’eventuale aria in eccesso possa uscire senza creare sovradistensioni.
Questi inconvenienti si sono moltiplicati specialmente negli ultimi tempi, con l’aumentare delle profondità toccate dagli apneisti e con l’avvento della monopinna per immersioni in apnea, che ha fatto crescere notevolmente le velocità di discesa e risalita.

Foto: Alberto Balbi

BLOOD SHIFT E PIPI’

Niente nel nostro organismo avviene per caso; siamo una macchina molto efficiente, quasi perfetta. Vediamo una piccola curiosità, anche se in realtà è una cosa piuttosto importante.
Quando siamo immersi in acqua, lo stimolo ad urinare aumenta notevolmente. Forse non ci avete fatto caso, ma più si scende profondi in apnea e più lo stimolo si fa frequente. E non è solo uno stimolo, è proprio la produzione di urina che aumenta molto.
“E che c’azzecca?”, potrebbe chiedersi qualcuno. Abbiamo chiaro il fenomeno del blood shift; in immersione abbiamo molto più sangue del normale al livello polmonare. Quindi aumenta la pressione del sangue nel piccolo circolo. Questo aumento di pressione non piace molto al nostro organismo; non c’è abituato e sa che se si raggiungono livelli elevati si possono avere problemi, allora cerca di risolvere questa situazione.
Problema: pressione troppo alta del sangue nel piccolo circolo. Soluzione possibile: mandare via il sangue dal piccolo circolo. Non si può fare. La fisica ce lo impedisce. Il sangue tende a rimanere nel piccolo circolo, e fa fatica ad andare in periferia.
Soluzione alternativa: diminuire il volume del sangue. Proprio il volume di tutto il sangue. Quando un palloncino è troppo gonfio e sta per scoppiare, dobbiamo levarci da dentro un po’ d’aria. Ma il nostro organismo sa che nel sangue ci sono un sacco di cose che gli servono: globuli rossi, globuli bianchi, piastrine, ecc., e non può privarsene.
La soluzione, quindi, è di eliminare dal sangue semplicemente l’acqua. Il sangue diventa più denso, è vero, ma diminuisce di volume totale.
Questa è una prima soluzione che serve per tamponare la situazione. Viene secreto un ormone, che si chiama Peptide Natriuretico, e che serve proprio per far eliminare l’acqua dal sangue, che viene poi smaltita attraverso i reni.

Proprio perché generata da un meccanismo diverso rispetto all’urina “tradizionale”, la composizione di questo tipo di “urina dell’apneista” sarà diversa. Questa è praticamente “acqua minerale”, con una buona percentuale di sodio ed una piccola percentuale di potassio e magnesio. Il colore è totalmente chiaro e trasparente, ed è praticamente inodore.
Verificate…..

CONCLUDENDO

L’apnea è ancora uno sport giovane e ci sono aspetti ancora da chiarire o forse addirittura da scoprire. Come queste teorie, che sono oggetto di studio, proprio in questi giorni. Forse tra qualche tempo potremmo avere informazioni più precise e dettagliate.

Affascinante, vero?

Tags: apnea, blood shift

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