حبس نفس تا حد خفگی یا بیهوشی، امری غیرممکن است. مکانیسم‌های بدن به گونه‌ای عمل می‌کنند که از وقوع چنین اتفاقی جلوگیری نمایند. واقعا دلایل فیزیولوژیکی این پدیده چیست؟

چندین سیستم در بدن وجود دارند که از نگه داشتن نفس برای مدت طولانی جلوگیری می‌کنند. اگر یکی از این سیستم‌ها کار نکند، سیستم دیگری جایگزین آن می‌شود. بهتر است بدانید که چندین قسمت مغز در تنظیم تنفس نقش دارند.

مکانیسم‌های دفاعی بدن در برابر خفگی

آنتونی بین، استادیار گروه فیزیولوژی ورزشی در دانشگاه ویندزور کانادا، در گفتگو با Live Science توضیح می‌دهد که اولین مکانیسمی که از خفگی ما جلوگیری می‌کند، قشر حرکتی مغز است. این بخش از مغز متوجه می‌شود که ما نفس نمی‌کشیم و سیگنالی را به مرکز تنفسی در پایه مغز، یعنی مدولا، ارسال می‌کند. مدولا نیز به نوبه خود، عضلات تنفسی مانند دیافراگم و عضلات بین دنده‌ای را فعال می‌کند تا ریه‌ها منبسط و منقبض شوند و عمل دم و بازدم انجام شود.

دومین قسمت یک شبکه در پایین ساقه مغز به نام کمپلکس پیش‌بوتزینگر است که نقش یک ضربان‌ساز داخلی را برای تنفس ایفا می‌کند. این بخش از مغز، ریتم تنفس را کنترل می‌کند و حتی زمانی که به طور ارادی نفس خود را نگه می‌داریم، به کار خود ادامه می‌دهد. درست مانند ضربان قلب که به‌طور مداوم در حال تپش است، کمپلکس پیش‌بوتزینگر نیز به طور مداوم سیگنال‌هایی را ارسال می‌کند تا به ما یادآوری کند که به تنفس نیاز داریم.

علاوه بر این، بدن ما دارای حسگرهایی است که میزان اکسیژن و دی‌اکسید کربن خون را دائما بررسی می‌کنند. این حسگرها که گیرنده‌های شیمیایی نام دارند، در دو نوع مرکزی و محیطی وجود دارند.

این حسگرها، اولین عواملی هستند که متوجه افزایش دی‌اکسید کربن می‌شوند. علاوه بر این، در گردن ما، نزدیک به حنجره، حسگرهای دیگری وجود دارند که هم به دی‌اکسید کربن زیاد و هم به اکسیژن کم واکنش نشان می‌دهند. به عبارت دیگر، اگر مدت زیادی نفس خود را حبس کنیم، این حسگرها متوجه کمبود اکسیژن می‌شوند. از طرفی، داخل ریه‌های ما نیز حسگرهایی وجود دارند که کشش ریه‌ها را حس می‌کنند. وقتی ریه‌ها منبسط و منقبض نمی‌شوند، این حسگرها به مغز پیام می‌دهند که مشکلی وجود دارد و باید تنفس شروع شود.

وقتی حسگرهای بدن متوجه مشکل کمبود هوا می‌شوند، به مغز پیام می‌دهند تا تنفس را دوباره شروع کند. دانشمندان با آزمایش روی افرادی که پیوند قلب و ریه انجام داده بودند، متوجه شدند که حتی بدون حسگرهای خاصی در ریه‌ها، باز هم می‌توانیم نفس بکشیم. اما این حسگرها به ما کمک می‌کنند تا زودتر متوجه کمبود هوا شویم و سریع‌تر تنفس را شروع کنیم.

اگر بتوانیم فعالیت حسگرهای شیمیایی که به ما می‌گویند باید نفس بکشیم را کنترل کنیم، ممکن است بتوانیم به افرادی که مشکل تنفسی دارند کمک کنیم. دانشمندان با انجام آزمایش‌هایی روی افراد سالم به این نتیجه رسیده‌اند که با مهار این حسگرها، می‌توان مدت زمان بین دو نفس را افزایش داد.

غواصان حرفه‌ای چگونه نفس خود را طولانی‌مدت حبس می‌کنند؟

هر کسی توانایی‌های متفاوتی برای حبس نفس دارد. غواصان حرفه‌ای با تمرین‌های خاص، این توانایی را به حداکثر رسانده‌اند. بدن آن‌ها به گونه‌ای تغییر می‌کند که بتواند مدت زمان بیشتری بدون اکسیژن دوام بیاورد. به همین دلیل، روش‌هایی که برای افراد معمولی موثر است، برای آن‌ها کار نمی‌کند. هر فرد به دلیل ویژگی‌های ژنتیکی و فیزیولوژیکی منحصر به فرد خود، توانایی‌های متفاوتی در زمینه نگه داشتن نفس دارد.

غواصان حرفه‌‌ای ثابت می‌کنند که افراد می‌توانند با تمرین کافی نفس خود را تا حد بیهوشی نگه دارند. آن‌ها توانایی بدن خود را برای تحمل کمبود اکسیژن به شدت افزایش داده‌اند. غواصان تنها زمانی نفس می‌کشند که احساس کنند در آستانه بیهوشی هستند.

یکی از روش‌هایی که می‌تواند زمان نگه داشتن نفس در افراد معمولی را افزایش دهد، فلج کردن دیافراگم است. در دهه ۱۹۷۰، دانشمندان با تزریق داروی بی‌حسی به اعصاب فرنیک، توانستند زمان نگه داشتن نفس افراد را دو برابر کنند. با این حال، این روش همچنان نمی‌تواند به افراد اجازه دهد تا نفس خود را تا بیهوشی نگه دارند. پس در نتیجه تمرین و آموزش نقش بسیار مهمی در افزایش ظرفیت تنفسی دارند.

روش‌های مؤثر افزایش اکسیژن بدن

یکی از راه‌های موثر برای افزایش زمان حبس نفس، چه برای افراد حرفه‌ای و چه برای افراد عادی، افزایش میزان اکسیژن در بدن است. این کار را می‌توان با دو روش اصلی انجام داد: اول، تنفس عمیق و سریع یا هایپرونتیلاسیون که باعث می‌شود اکسیژن بیشتری وارد ریه‌ها شود. دوم، استنشاق اکسیژن خالص که به طور مستقیم میزان اکسیژن خون را بالا می‌برد. جالب است بدانید این روش‌ها حتی در برخی از اسکن‌های پزشکی که نیاز به بی‌حرکتی طولانی‌مدت دارند نیز مورد استفاده قرار می‌گیرند.

همانطور که بین اشاره می‌کند، با افزایش سطح اکسیژن خون، می‌توان زمان حبس نفس را به طور قابل توجهی افزایش داد. برخی افراد با تنفس خالص اکسیژن، توانسته‌اند تا پنج دقیقه نفس خود را نگه دارند. این روش، اساس شکستن رکوردهای جهانی حبس نفس است. برای مثال، بودمیر شوبات، غواص آزاد کرواتی، با استفاده از این تکنیک در سال ۲۰۲۱ توانست نفس خود را به مدت ۲۴ دقیقه و ۳۷ ثانیه نگه داشته و رکورد جهانی گینس را به نام خود ثبت کند.

اکسیژن اضافی به بدن سیگنال می‌دهد که همه چیز در وضعیت خوبی است و نیاز به تنفس شدید وجود ندارد. با این حال، بدن ما به طور طبیعی دارای چندین سیستم پشتیبان است که حتی در صورت کاهش سطح اکسیژن نیز به ما کمک می‌کنند تا به تنفس ادامه دهیم. این مکانیسم‌های پیچیده، حاصل میلیون‌ها سال تکامل هستند و نشان می‌دهند که تنفس تا چه اندازه برای بقای ما اهمیت دارد.