“Quale è la respirazione ottimale prima di una prestazione in apnea?”
È la domanda ricorrente che ogni neofita apneista pone al proprio istruttore per cercare di capire come prepararsi alla prestazione nel modo migliore, come “riempire al meglio” i polmoni e come provare a prolungare la propria apnea mantenendo comunque un buon livello di rilassamento.
Ed è la domanda che molti apneisti (più o meno esperti) e pescatori in apnea dovrebbero porsi per cercare di capire come affrontare al meglio un tuffo in profondità ed eventualmente migliorare e rendere più sicure le proprie prestazioni.
Attenzione: tutte le discipline subacquee e\o apneistiche durante le quali è previsto l’atto di trattenere il respiro devono essere svolte in presenza di un istruttore e\o di un compagno qualificato. Questo post ha scopo puramente informativo. Mai in Mare da soli.
Sicuramente tutte le tecniche di respirazione che vengono proposte durante i corsi di Apnea sono molto importanti ed aiutano l’apneista nella gestione ottimale dei volumi polmonari, nella consapevolezza e sensibilità respiratoria, nella mobilizzazione del diaframma, nella elasticizzazione dei muscoli accessori della respirazione….e molto altro. Certamente attraverso il controllo del respiro possiamo ridurre il battito cardiaco, possiamo regolare la pressione sanguigna, possiamo agire sul livello di acidità (pH) del sangue, possiamo ridurre l’attività cerebrale a calmare il sistema nervoso e certamente possiamo aumentare l’ossigeno che immagazziniamo nei polmoni.
“respirazione addominale-nadi sodhana-kapalabati-repirazione frazionata-bastrika-tempi di espirazione molto più lunghi dei tempi di inspirazione”
In ogni fase della vostra carriera apneistica vi troverete (spero) a sperimentare nuove tecniche respiratorie e nuove tipologie di allenamento respiratorio che potranno essere più o meno efficaci e che potranno darvi la possibilità di aumentare le vostre capacità polmonari, aumentare il vostro livello di elasticità e stretching polmonare e magari darvi la possibilità di immagazzinare più aria e quindi ossigeno nei polmoni.
Certo, tutto è possibile e con una buona pratica molti obiettivi diventano raggiungibli.
Ma è anche vero che aumentare la quantità di ossigeno presente nei polmoni non necessariamente vuol dire essere grado di avere più ossigeno disponibile nel corpo e nei muscoli. Ed avere più ossigeno disponibile nel corpo non è la stessa cosa che avere più ossigeno disponibile nel cervello. In realtà un aspetto molto importante che spesso non viene trattato in modo approfondito quando si parla di “corretta respirazione” è legato al fatto che la maggior parte degli esercizi respiratori che vengono proposti e la maggiore parte delle tecniche respiratorie che vengono adottate prima di una apnea (profonda e non) vanno a modificare il normale ritmo respiratorio (quindi aumentano i volumi aerei scambiati) e solitamente inducono una riduzione della concentrazione o pressione parziale di Anidride Carbonica (PpCO2) presente normalmente nel sangue piuttosto che un aumento della concentrazione o pressione parziale di Ossigeno disponibile (PpO2). In pratica, molto spesso mentre ci prepariamo per un tuffo o una prestazione in apnea noi stiamo facendo delle iperventilazioni che possono essere più o meno volontarie e che possono avere diversi effetti sulla nostra apnea e sulla capacità del nostro corpo di acquisire ossigeno in maniera ottimale.
Iperventilazione e suoi effetti
Iperventilare letteralmente vuol dire ventilare più del normale. L’attività respiratoria viene definita “iperventilazione” quando i volumi di aria che passano attraverso i polmoni sono superiori ai 5 litri al minuto (parametro definito dall’Organizzazione Mondiale della Sanità). Quindi Iperventilazione significa semplicemente respirare più del necessario in relazione al metabolismo ed alle circostanze. Una respirazione che sarebbe adeguata e giusta se si stesse svolgendo una faticosa attività fisica, risulta eccessiva se si è seduti in poltrona o in macchina.
“Una serie di studi ricavati da esami con la tecnica della spirometria effettuati negli ultimi 80 anni, hanno dimostrato che in questo arco di tempi i volumi di aria respirati dall’uomo sono pressoché raddoppiati. Il risultato è che il 90 % della popolazione respira molto più di quello che viene considerato salutare dalla stessa O.M.S.” [1]
Ma torniamo a noi. Come molti sanno nella pratica dell’apnea l’iperventilazione induce delle variazioni fisiologiche importanti:
Aumento del battito cardiaco e della pressione arteriosa: La respirazione ed il ritmo cardiaco sono strettamente dipendenti e quindi un aumento del ritmo respiratorio porta ad un aumento del battito cardiaco. Avere un battito accelerato prima di una apnea è decisamente una condizione di partenza non ideale ed in contrasto con una delle modificazioni fisiologiche naturalmente indotte dal riflesso di immersione, la bradicardia. Inoltre porta ad un maggiore dispendio energetico e soprattutto alla perdita della condizione di rilassamento.
Tensioni muscolari:La respirazione frequente e forzata richiede l’utilizzo rapido e reattivo di tutti i muscoli coinvolti nell’atto respiratorio, in particolare il diaframma ed i muscoli accessori della respirazione ovvero addominali, muscoli intercostali, muscoli del dorso, muscoli scapolari, etc, che saranno coinvolti in un lavoro intenso. Quindi di nuovo maggiore dispendio energetico e soprattutto perdita della condizione di rilassamento.
Ma l’effetto più importante indotto dalla iperventilazione è la decarbonizzazione del sangue ovvero la riduzione della pressione parziale di anidride carbonica presente nel sangue. Il centro del respiro che analizza costantemente le pressioni parziali dei gas presenti nel sangue (Ossigeno ed Anidride Carbonica) rileverà una bassa concentrazione iniziale di CO2 e quindi durante l’apnea prolungata , nonostante l’ossigeno continui a diminuire fino al raggiungimento dei livelli minimi (break-point ossigeno), non provvederà ad attivare al momento giusto le contrazioni muscolari e\o diaframmatiche e cioè i campanelli di allarme che dovrebbero portare all’interruzione più o meno immediata dell’apnea.
Alcuni apneisti esperti ed atleti di caratura internazionale prima della prestazione (soprattutto apnea statica) iperventilano volontariamente: la decarbonizzazione infatti induce una fase di “apnea confortevole” più lunga in quanto la pressione parziale di anidride carbonica impiega più tempo a raggiungere il livello di soglia che innesca le contrazioni muscolari.
Nell’apneista “normale” e nel pescatore in apnea il rischio derivante da una ventilazione prolungata (o iperventilazione involontaria\inconsapevole) è una decarbonizzazione del sangue che potrebbe portare ad un ritardo eccessivo del momento di innesco delle contrazioni: se questo accade allora il break-point dell’ossigeno può manifestarsi molto presto rispetto all’insorgere delle prime contrazioni o addirittura prima che queste abbiano inizio (dipendentemente dal livello di iperventilazione effettuata) e si arriva ad una condizione di perdita di conoscenza o black-out dell’apneista senza alcun segnale di allarme o con segnali arrivati oramai troppo tardi.
Iperventilazione Volontaria\Consapevole: come detto molti atleti (del passato ma anche molti atleti moderni) prima delle prestazioni in apnea (soprattutto statica, ma anche apnea profonda) effettuano delle iperventilazioni o ventilazioni forzate volontarie per cercare di prolungare i tempi di apnea prima dell’insorgere delle inequivocabili contrazioni muscolari che sanciscono l’avvicinarsi del punto limite. Pratica rischiosa che solo atleti esperti si possono permettere di fare.
Iperventilazione Involontaria\Indotta : le ventilazioni lente e controllate che vengono proposte durante gli esercizi di respirazione ed in tutti i manuali e corsi di apnea e che prevedono tempi di espirazione molto più lunghi dei tempi di inspirazione (almeno il doppio di norma), rappresentano comunque delle ventilazioni forzate che vanno ad alterare la normale tendenza respiratoria e conseguentemente i livelli di anidride carbonica presenti nel sangue. Il pescatore in apnea che si ventila attraverso lo snorkel per molti minuti o l’apneista che si ventila sul cavo prima del tuffo solitamente effettuano delle ventilazioni lente e controllate ma che inducono comunque una decarbonizzazione più o meno importante del sangue.
E tra poco vedremo l’importanza del mantenere dei valori di concentrazione o pressione parziale di CO2 “elevati”.
Come respiriamo?
L’obiettivo della respirazione è di ossigenare il sangue e ripulirlo dall’eccesso di CO2 derivante dalle attività cellulari del nostro corpo. Noi in realtà non abbiamo nessun bisogno reale della CO2 che è un prodotto di scarto del nostro metabolismo ma comunque la respirazione è controllata principalmente dai livelli di CO2 che vengono monitorati nel sangue dal centro del respiro: i livelli di CO2 sono responsabili all’80% della meccanica respiratoria. Poi ci sono altri fattori importanti che contribuiscono alla variazione del ritmo respiratorio quali ovviamente il livello di ossigeno e molto spesso lo stato emotivo\emozionale della persona.
Come detto in precedenza, attraverso la respirazione possiamo massimizzare i livelli di Ossigeno presenti nei polmoni (i polmoni contengono circa il 50% dell’ossigeno disponibile durante l’apnea) MA ciò non implica assolutamente il verificarsi della condizione per cui il corpo (muscoli e tessuti) o il cervello possano avere più ossigeno disponibile. Infatti diamo alcune informazioni importanti sull’Ossigeno:
- La concentrazione o pressione parziale di ossigeno nel sangue, una volta raggiunto il suo limite, non può essere aumentata.
- L’Ossigeno nel sangue è trasportato dall’emoglobina* che lo raccoglie negli alveoli, e attraverso il flusso arterioso lo trasporta nei tessuti e nelle cellule di tutto il corpo.
- La concentrazione di ossigeno nell’atmosfera a livello del mare è di circa il 21%. Quando espiriamo l’aria che esce dai polmoni contiene ancora circa il 14% di ossigeno. Quindi ne utilizziamo circa un terzo di quello che inspiriamo.
- In condizioni normali e con la normale respirazione, la concentrazione di Ossigeno nel sangue è del 2%. Negli alveoli del 13%. Una volta raggiunta questa saturazione, l’emoglobina non è in grado di raccogliere altro ossigeno, e quindi respirare più profondamente o iperventilare a questo scopo è assolutamente inutile.
*L’emoglobina è una metalloproteina contenuta nei globuli rossi e deputata al trasporto di ossigeno nel sangue. Ogni globulo rosso ha circa 250 milioni di molecole di emoglobina. La funzione principale dell’emoglobina è il trasporto dei gas (O2 e CO2) ed ha la proprietà di aumentare la capacità del sangue di trasportare ossigeno da 65 a 70 volte. L’ossigeno, infatti, è solo moderatamente solubile in acqua: le quantità disciolte nel sangue (meno del 2% del totale si trova nel plasma) non sono sufficienti a soddisfare le richieste metaboliche dei tessuti. E’ quindi evidente la necessità di avere un mezzo di trasporto dedicato: l’emoglobina appunto. Più del 98% dell’ossigeno presente nel sangue è legato all’emoglobina che preleva ossigeno nei polmoni, lo rilascia alle cellule che ne hanno bisogno, preleva da esse l’anidride carbonica e la rilascia nel polmoni dove il ciclo ricomincia. Durante il passaggio del sangue nei capillari alveolari polmonari, l’emoglobina cede la CO2 e lega a sé l’ossigeno, che successivamente cede ai tessuti periferici.[2]
La cessione dell’ossigeno ai tessuti ed alle cellule avviene poiché i legami dell’ossigeno con l’emoglobina sono labili e sensibili a molti fattori ed uno dei più importanti è, assieme al pH del sangue, la concentrazione di Anidride Carbonica CO2 disciolta nel sangue.
Importanza dell’Anidride Carbonica nella respirazione interna: effetto Bohr
La necessità dell’ anidride carbonica CO2 per il passaggio dell’ossigeno O2 dal sangue ai tessuti non è una teoria di qualche stravagante scienziato: si tratta di una circostanza già scoperta all’inizio del 1900 e comunemente ammessa e conosciuta da tutti gli esperti del settore sotto il nome di “effetto Verigo -Bohr”.
“L’Anidride Carbonica se presente in concentrazione sufficiente nel sangue favorisce il rilascio dell’ossigeno alle cellule da parte dell’emoglobina”
Semplificando al massimo il concetto e senza addentrarci troppo in concetti di biochimica anche abbastanza complessi (per i più curiosi trovate qui tutti i dettagli), l’effetto Verigo-Bohr ci dice che “maggiore è la pressione parziale di CO2 e maggiore sarà la pressione parziale di O2 necessaria affinché l’emoglobina venga saturata ossia, maggiore sarà la quantità di CO2 presente nel sangue, meno O2 resterà legato all’emoglobina.”
L’effetto Verigo-Bohr ha conseguenze sia sull’assunzione di O2 a livello polmonare, che sulla sua cessione a livello tissutale e celebrale: ove c’è più Anidride Carbonica l’emoglobina rilascia più facilmente Ossigeno e si carica di Anidride Carbonica. Quindi in parole povere e focalizzando l’attenzione al caso dell’apneista:
- se l’anidride carbonica CO2 presente e disciolta nel sangue sotto forma di acido carbonico è mantenuta a valori elevati (ovvero i valori normali che si avrebbero senza effettuare iperventilazioni), allora l’ossigeno rimane meno legato all’emoglobina e quindi sarà ceduto più facilmente e reso disponibile alle cellule, ai tessuti ed ai muscoli;
- maggiori saranno il livello di acidità del sangue (pH basso) e la temperatura corporea, maggiore sarà la facilità con cui l’emoglobina cederà ossigeno: ad esempio nel corso di attività fisiche che aumentano la temperatura corporea ed attivano il metabolismo anaerobico (lavori anaerobici lattacidi come una risalita dal fondo per esempio) si produce acido lattico che rende il nostro sangue più acido, abbassandone il pH e favorendo quindi la cessione di ossigeno dall’emoglobina ai tessuti muscolari che ne hanno bisogno.
Concentriamoci ora sul ruolo dell’ anidride carbonica CO2: da questo grafico detto “curva di dissociazione dell’emoglobina” possiamo vedere che a parità di pressione parziale di Ossigeno presente e disciolta nel sangue, maggiore è la pressione parziale di anidride carbonica nel sangue e minore sarà la percentuale di saturazione dell’emoglobina, cioè maggiore sarà la facilità con cui l’emoglobina cederà ossigeno ai tessuti.
L’atmosfera contiene una concentrazione di ossigeno pari al 21% ed alle nostre cellule ne basta una pari al 13%. L’anidride carbonica nell’aria atmosferica è presente in una quantità dello 0,03/0,04% circa, mentre il livello salutare di concentrazione di Anidride Carbonica negli alveoli e nel sangue dovrebbe essere del 6,5% affinchè le nostre cellule possano ricevere il giusto quantitativo di ossigeno per vivere. E proprio il 6\8% è la concentrazione di anidride carbonica che emettiamo con una espirazione: la CO2 che espiriamo non è contenuta nell’aria che inspiriamo ma è prodotta all’interno dell’organismo e quindi nonostante sia un prodotto di scarto del metabolismo comunque condiziona in modo importante la capacità del nostro corpo di assumere e metabolizzare l’ossigeno! Una concentrazione organica inferiore al 3% di Anidride Carbonica non permette la respirazione cellulare e quindi la vita.
Ok, tutto molto Interessante. Ma alla fine della fiera, come sarebbe opportuno respirare prima di un’apnea?
Se dovessi prendere come riferimento un campione moderno dell’apnea prenderei sicuramente come esempio William Trubridge il quale più volte mi ha spiegato come respirare prima di un’apnea profonda: la respirazione ideale nella fase preparatoria ad un tuffo in apnea dovrebbe prevedere delle respirazioni a volume corrente che attivano volumi di 500\600 ml di aria e che mantengono i livelli di concentrazione di anidride carbonica CO2 nel sangue a valori “normali”, permettendo quindi una respirazione cellulare (soprattutto al livello celebrale) ottimale e data appunto dal mantenere valori di anidride carbonica sufficientemente alti da permettere all’emoglobina di cedere “più facilmente” l’ossigeno alle cellule che ne hanno bisogno.
“Nella fase preparatoria ad un’apnea dovremmo respirare come se stessimo leggendo un libro comodamente rilassati sul divano. Solo gli ultimi due\tre atti respiratori dovrebbero essere profondi e avere il duplice obiettivo di darci (1) la sensazione di riempimento ed estensione polmonare e poi ovviamente (2) permetterci di fare un buon carico di aria prima del tuffo, perché comunque più aria abbiamo meglio è (soprattutto in apnea profonda, mentre in statica e dinamica non è sempre vero)”
Con questo tipo di respirazione (che non è assolutamente facile da ottenere e gestire consapevolmente prima di un’apnea) sicuramente aumenteremo la probabilità di mantenere i livelli di Anidride Carbonica CO2 a valori normali e quindi daremo la possibilità all’emoglobina di cedere più facilmente ossigeno O2 ai nostri tessuti, in particolare il nostro cervello, ed in più eviteremo una iperventilazione inconsapevole\involontaria con conseguente possibile ritardo nell’insorgere delle contrazioni muscolari attivate dal centro del respiro.
Quindi quando si respira e ci si prepara per un’apnea si dovrebbe tenere a mente che in generale il risultato che si ottiene aumentando la ventilazione è solo una rapida diminuzione della concentrazione di CO2 fisiologica: per capire l’importanza di una ventilazione corretta e consapevole in apnea vi basti pensare che una condizione di ventilazione profonda (scambio maggiore di 6 Litri al minuto che potrebbe essere ottenuto durante qualunque esercizio respiratorio didatticamente corretto o semplicemente ventilandosi sul cavo prima di un tuffo – mantenendo sempre un rapporto tra tempo di inspirazione e tempo di espirazione di almeno 1:3) provoca una carenza di CO2 e determina una insufficiente respirazione cellulare. Infatti la riduzione della concentrazione di CO2 nel nostro organismo provoca broncocostrizione e vasocostrizione e quindi, in base al principio Verigo-Bohr, come conseguenza avremo un minore apporto di ossigeno ai nostri tessuti (ipossia tissutale).
“Una iperventilazione di un solo minuto, effettuata aumentando di sole quattro volte la normale ventilazione, riduce di circa il 50% la riserva di CO2. Per recuperare la CO2 persa in dieci minuti di ventilazione profonda è necessaria 1 ora di esercitazione con la respirazione ridotta come indicato negli esercizi del Metodo Buteyko”.[3]
Il metodo Buteyko è un metodo di respirazione e di approccio alla respirazione formulato nel 1950 dal medico russo K.P. Buteyko il quale, attraverso studi precisi e con tutti i crismi del rigore scientifico, ha effettuato delle scoperte stupefacenti in quanto al ruolo della CO2 nell’organismo umano. Secondo l’opinione del Dott. Buteyko oggi si individuano almeno 150 differenti malattie che sono causate proprio dal basso contenuto di anidride carbonica nel nostro corpo. Queste 150 malattie sarebbero responsabili per quasi l’80% di morbilità, disabilità e mortalità nella popolazione generale. La sostanza del metodo Buteyko sta nell’insegnare a respirare in maniera “più superficiale”: il risultato di questo tipo di respirazione consiste nella ritenzione di anidride carbonica (che induce vasodilatazione e broncodilatazione) e conseguente miglioramento dell’afflusso di sangue ossigenato a tutti gli organi ed apparati.
Ma il metodo Buteyko è un’altra Storia che vedremo più avanti.
© Autore: Marco Cosentino. Riproduzione riservata. E’ vietata la riproduzione, anche parziale, di tutto il materiale pubblicato nel sito senza preventiva autorizzazione scritta. (Fonti [1] http://www.ilbuonrespiro.it, [2] http://www.wikipedia.org, [3] http://www.buteyko.it)