Czy bezdechowcy to bezmózgi ?
Dodane przez nitas dnia 11 marca 2009
W medycynie przyjmuje się, że czasie od 3 do 5 minut od zatrzymania krążenia w mózgu zaczynają zachodzić nieodwracalne zmiany z powodu niedotlenienia. Najczęściej mówi się o 4 minutach, po których komórki kory mózgowej zaczynają umierać. Ten fakt niejednokrotnie jest przyczyną nieporozumień, bo osoby postronne, ale czasem również nurkowie sprzętowi, po których można by spodziewać się lepszej orientacji w temacie, interpretują go całkowicie błędnie. Wielu z nich myśli, że mózg zaczyna ginąć po 4 minutach od wstrzymania oddechu, i stąd traktują freediverów (wstrzymujących oddech na 5 i więcej minut) jak potencjalnych debili z komórkami mózgowymi wypalonymi od permanentnego niedotlenienia. Niestety taki punkt widzenia potrafią prezentować nawet niektórzy lekarze! Może zresztą nie powinniśmy się temu tak bardzo dziwić – przecież również tak zwany zdrowy rozsądek podpowiada nam, że bezdech, jako zupełnie nienaturalny dla człowieka, po prostu musi prowadzić do niedotlenienia i przynosić fatalne skutki. Tymczasem jest to pogląd z gruntu fałszywy. Warto więc uświadomić sobie, że rzeczywistość jest zupełnie inna od tych potocznych wyobrażeń.
Zacznijmy od zatrzymania krążenia. Jest to de facto stan śmierci klinicznej, oznaczający natychmiastowe, jak nożem uciął, wstrzymanie dostaw tlenu do tkanek, w tym do komórek centralnego układu nerwowego, a w szczególności mózgowych. Te ostatnie z kolei, w odróżnieniu od innych komórek naszego organizmu, nie są w stanie funkcjonować beztlenowo, stąd pozbawione O2 po wspomnianych około 4 minutach, zaczynają obumierać (a jest to niestety, proces nieodwracalny). Tak więc stan zatrzymania krążenia jest niewątpliwie równoznaczny z natychmiastowym niedotlenienim centralnego układu nerwowego i, o ile trwa zbyt długo (ponad wspomniane ca. 4 minuty), prowadzi do nieodwracalnych zmian w mózgu.
Tymczasem w nurkowaniach bezdechowych do zatrzymania krążenia prawie nigdy nie dochodzi. Natomiast sam bezdech to tylko brak wymiany gazowej z otoczeniem, a nie brak dostaw tlenu do mózgu. Nasz organizm dysponuje całkiem pokaźnym zapasem tego życiodajnego gazu, który w trakcie bezdechu jest, dzięki krążeniu krwi systematycznie, choć w miarę upływu czasu w coraz mniejszych ilościach, dostarczany do tkanek, również mózgowych. Ten zapas to ponad litr czystego O2 zgromadzonego w płucach, niecały litr w hemoglobinie krwi oraz niewielkie ilości w mioglobinie i rozpuszczone w osoczu krwi. W sumie lekko licząc mamy go ponad 2 litry. Dzięki zapasowi O2 znajdującemu się w płucach krew docierająca do pęcherzyków płucnych zostaje w nich ponownie natlenowana. To sprawia, że u wytrenowanego freedivera przez pierwsze około 3 minuty (a czasem i dłużej) statyki nasycenie tlenem krwi tętniczej praktycznie się nie zmienia i jest bliskie 100% (patrz czerwona krzywa na załączonym wykresie).
Nasycenie krwi O2 (czerwona krzywa), tętno (czarna krzywa) i częstość skurczów przepony (zółta krzywa) w trwającej 6:30 statyce wykonywanej przez Szweda Sebastiana Näslunda
Oznacza to, że w tym czasie zaopatrywanie mózgu w tlen pozostaje na poziomie niezmienionym w stosunku do stanu „normalnego” (tj. stanu kiedy oddychamy), a o żadnym niedotlenieniu w ogóle nie może być mowy!
Ktoś dociekliwy spoza „branży” mógłby zadać w tym miejscu pytane, jak to możliwe by ten stan utrzymywał się tak długo? My freediverzy oczywiście wiemy, że oprócz treningu odpowiedzialny za to jest nurkowy odruch ssaków, który w warunkach bezdechu minimalizuje zużycie tlenu oraz zapewnia jego optymalną, z punktu widzenia przeżycia, dystrybucję w organizmie.
W miarę dalszego upływu czasu, z powodu wyczerpywania się zapasów O2 i spadku jego ciśnienia parcjalnego w pęcherzykach płucnych, odpływająca z nich krew będzie coraz słabiej utlenowana. Widać to na wykresie, gdzie po około 3 minutach nasycenie krwi tlenem zaczyna wreszcie powoli, ale systematycznie spadać. Jednak nawet to nie oznacza, że od razu mózg zaczyna otrzymywać mniej tlenu. Krew w tym okresie jest wprawdzie coraz słabiej nim nasycona, ale za to dopływa jej do mózgu więcej. Mózgowy przepływ krwi rośnie bowiem ze względu na wywołane dwutlenkiem węgla rozszerzenie mózgowych naczyń krwionośnych. Mamy więc jakby uboższą mieszankę, ale za to dostarczamy jej więcej. Ponadto efekt Bohra* sprawia, że hemoglobina chętniej oddaje tlen do tkanek. Per saldo ilość tlenu oddawanego do komórek mózgowych prawdopodobnie wciąż utrzymuje się na poziomie zbliżonym do stanu normalnego, a jeśli spada to niewątpliwie znacznie wolniej niż widoczne na wykresie nasycenie tlenem krwi tętniczej.
Oczywiście ta komfortowa sytuacja nie będzie trwała w nieskończoność. Zapasy tlenu w pewnym momencie skurczą się tak, że jego dostawy do mózgu zaczną wyraźnie spadać. Kiedy osiągną pewien krytycznie niski poziom dochodzi do balckoutu. Jednak nawet to nie oznacza, że od razu komórkom mózgowym zaczyna dziać się krzywda. Wierzymy bowiem, że utrata przytomności jest działaniem obronnym, chroniącym mózg przed uszkodzeniem. Jego celem jest powstrzymanie od pracy (a więc i konsumpcji tlenu) wszystkich mięśni (poza sercowym) i w ten sposób zaoszczędzenie tlenu właśnie dla mózgu. Znając przezorność natury można się spodziewać, że to działanie obronne zostaje podjęte na tyle wcześnie by jeszcze przez jakiś krótki okres czasu mózg był w miarę bezpieczny. Potwierdzeniem, że ta nadzieja nie jest płonna jest fakt istnienia owych słynnych 4 minut, które muszą upłynąć (od ustania pracy serca!) zanim mózg zacznie umierać.
Tymczasem w stanie blackoutu serce freedivera w dalszym ciągu bije (do zatrzymania serca nie dochodzi praktycznie nigdy), a więc mózg jest, wprawdzie słabo, ale jednak zaopatrywany w tlen. Taka sytuacja jest znacznie korzystniejsza niż stan kompletnego niedotlenienia z jakim mamy do czynienia w przypadku zatrzymania krążenia. Pamiętajmy też, że przy prawidłowej asekuracji, wyciągnięcie delikwenta na powierzchnię i przywrócenie akcji oddechowej, zajmuje od kilku-kilkunastu sekund w przypadku dyscyplin basenowych, do kilkudziesięciu przy nurkowaniach głębokich. A więc nawet gdyby w tym czasie doszło do rzadkiego, wręcz unikalnego przypadku zatrzymania pracy serca, to jest to dużo mniej niż 4 minuty (choć oczywiście w sytuacji zatrzymania krążenia wyciągnięcie delikwenta na powierzchnię nie oznacza od razu wznowienia pracy serca, jest to więc przypadek dużo poważniejszy). Naturalnie sprawy mają się zupełnie inaczej jeśli asekuracja zawodzi lub w ogóle jej nie ma. Ale jest to temat na zupełnie inną historię.
Pewnym empirycznym potwierdzeniem faktu, że utrata przytomności z niedotlenienia i to nawet wielokrotnie powtarzana nie musi prowadzić do jakichkolwiek uszkodzeń mózgu jest przykład pilotów wojskowych. Zarówno w czasie rzeczywistych lotów jak i treningów na tzw. wirówce są oni poddawani przeciążeniom, które często prowadzą do krótkotrwałych, 10-15 sekundowych stanów utraty przytomności. Wedle aktualnego stanu wiedzy na ten temat (a jest to temat, któremu z oczywistych powodów poświęcono bardzo dużo uwagi, jest więc on dokładnie zbadany), nie prowadzi to do niekorzystnych zmian neurologicznych. W literaturze opisany jest też przypadek czterech pilotów, którzy w latach czterdziestych ubiegłego stulecia byli poddawani bardzo intensywnym eksperymentom przeciążeniowym na wirówce, w czasie których wielokrotnie tracili przytomność. Po około 40 latach w roku 1988 trzech z nich zostało poddanych bardzo kompleksowym badaniom neurologicznym, które nie wykazały żadnych odstępstw od normy.
Ze względu na podobieństwo przyczyn utraty przytomności w przypadku pilotów i nurków bezdechowych powyższe fakty sugerują, że okazjonalne blackouty w wyniku wstrzymywania oddechu też nie muszą powodować negatywnych skutków zarówno krótko- jak i długookresowych. Oczywiście można się spierać, że mechanizm utraty przytomności z powodu niedokrwienia wywołanego przeciążeniem na wirówce jest nieco inny niż w wyniku wstrzymania oddechu, ale są to jednak przypadki pod wieloma względami pokrewne. W obu mózg wyłącza się, bo nie dostaje wystarczającej ilości tlenu czy to z powodu małej ilości krwi (dobrze nasyconej tlenem) u pilotów, czy ze względu na zbyt małe nasycenie tlenem krwi (docierającej w normalnych ilościach) u nurków.
Z ww. powodów można chyba zaryzykować tezę, że ryzyko uszkodzeń komórek mózgowych jest we freedivingu bardzo niewielkie. Do takiego wniosku skłaniają przedstawione powyżej fakty, jak również … to, że brak jest jakichkolwiek odnotowanych przypadków, które by temu wnioskowi przeczyły. Co więcej są nawet badania, które wniosek ten potwierdzają. Przeprowadzono je w 2002 roku na grupie 21 uprawiających freediving od wielu lat nurków biorących udział w Hawaii Pacific Cup. Nurkowie ci mieli w historii odnotowane kilkukrotne przypadki NNE (negative neurological event = blackout lub samba) można więc zaliczyć ich do grupy ryzyka. Mimo to przeprowadzone na nich rozbudowane testy neurologiczne nie wykazały żadnych odstępstw od normy.
Na koniec warto przywołać jeszcze jedno. Wszyscy wiemy, że ludzie nie są jedynymi ssakami uprawiającymi bezdechy. Przez całe swoje życie robią to walenie, foki, słonie morskie, wydry itd. nie mówiąc już o pingwinach i innych nurkujących ptakach. Nikt zdrowy na umyśle nie twierdzi, że im „uprawianie freedivingu” w czymkolwiek szkodzi. Jest to fakt bezsporny, a wskazuje on na to, że w przypadku ludzi może być podobnie. Oczywiście ci wspomniani przedstawiciele świata zwierzęcego mają, w stosunku do człowieka, nieporównywalnie bardziej rozwinięte adaptacje do funkcjonowania na bezdechu. Ale też długość, głębokość i częstotliwość ich nurkowań jest nieporównanie większa niż w przypadku ludzi. Każdy więc, czy zwierz czy człek, nurkuje tak jak może, jeden głębiej i dłużej, drugi płycej i krócej, tak jak pozwala mu na to jego organizm. I jeśli tylko nie przekracza się granic jego możliwości nic złego dziać się nie powinno.
Oczywiście powyższe rozważania są w dużym stopniu spekulacją. Żeby mieć pewność, że regularne uprawianie bezdechu, a w szczególności przypadki blackoutów, nie prowadzą do żadnych powikłań neurologicznych należałoby przeprowadzić zakrojone na szeroką skalę badania, którymi objęta powinna być duża liczba freediverów. Dla zbadania skutków długookresowych takie badania powinny być powtórzone na tej samej grupie osób po kilkunastu, a może kilkudziesięciu latach. Takich badań jak na razie nikt nie prowadzi, ale miejmy nadzieję, że będzie to miało miejsce w przyszłości, a teza o braku szkodliwych skutków wstrzymywania oddechu, zostanie (pozytywnie :) zweryfikowana.
*Efekt Bohra - odkryty i opisany w 1904 r. przez Christiana Bohra, ojca słynnego fizyka Nielsa Bohra. Polega na tym, że wysoki poziom jonów wodorowych (związany z wysokim stężeniem CO2) obniża powinowactwo tlenowe hemoglobiny czyli jej zdolność do wiązania tlenu. Dzięki temu efektowi w tkankach intensywnie pracujących (które zużywają dużo tlenu i produkują duże ilości CO2) krew uwalnia więcej tlenu niż w tkankach pozostających w spoczynku. W konsekwencji dystrybucja tlenu w organizmie jest bardziej efektywna. Dla freedivera efekt Bohra oznacza, że przy wysokim stężeniu CO2 z jakim mamy do czynienia po długim wstrzymaniu oddechu, krew oddaje do tkanek większe ilości tlenu. W szczególności mózg jest dzięki temu lepiej zaopatrywany w tlen.
Wszystkim zainteresowanym polecam doskonały artykuł Marcina Baranowskiego na ten sam temat:
„Don’t worry be happy” czy „Killing me softly?"
Tomek "Nitas" Nitka