Почему невозможно задохнуться, просто удержав дыхание

Вы когда-нибудь задумывались, почему человек не может задохнуться, просто задержав дыхание? Даже если попытаться не дышать, организм не позволит нам потерять сознание и тем более умереть. За этим стоят сложные механизмы, которые постоянно работают в нашем теле. Что же происходит в мозге и других органах, что не дает нам просто перестать дышать навсегда? Ученые говорят, что существует несколько систем, которые следят за тем, чтобы мы всегда продолжали совершать вдохи и выдохи. И даже если одна из них перестанет работать, другие возьмут на себя эту функцию и спасут нашу жизнь.

Как организм контролирует дыхание

По данным Live Science, когда человек задерживает дыхание, головной мозг сразу же реагирует на это. Системы поддержки дыхания, которые находятся в полной готовности, не позволяют оставаться без воздуха до потери сознания. Когда уровень кислорода в крови падает до критического уровня, человек рефлекторно делает вдох.

Одной из основных систем, контролирующих дыхание, является моторная кора головного мозга. Она «видит», что человек перестал дышать, и посылает сигнал в дыхательный центр, который находится в продолговатом мозге. Этот центр управляет мышцами, отвечающими за дыхание: диафрагмой — главным «двигателем» вдохов и выдохов, и межреберными мышцами, которые расширяют грудную клетку при каждом вдохе.

Однако, даже если человек полностью сосредоточится на том, чтобы не дышать, существует еще одна система — комплекс пре-Бецингера, расположенный в стволе мозга. Этот участок действует как метроном для дыхания, задавая ритм вдохов и выдохов. Как бы человек ни старался задержать дыхание, этот «дыхательный генератор» продолжает работать, подталкивая его снова сделать вдох, независимо от его желаний.

Кроме того, в организме существуют специальные клетки — хеморецепторы, которые следят за уровнем кислорода и углекислого газа в крови. Эти клетки делятся на два типа: центральные хеморецепторы в мозгу, которые реагируют на уровень углекислого газа, и периферические хеморецепторы, которые могут обнаружить как снижение уровня кислорода, так и повышение углекислого газа, если задержка дыхания затягивается.

Наконец, в легких есть рецепторы, которые «чувствуют», когда легкие растягиваются во время вдоха. Если человек задерживает дыхание слишком долго, и легкие перестают расширяться, эти рецепторы начинают посылать сигналы тревоги.

Когда любая из этих систем обнаруживает, что что-то пошло не так, она немедленно отправляет сигналы в дыхательный центр мозга. И как бы человек ни старался избежать дыхания, организм включает «аварийный режим» и заставляет его снова начать дышать.

Читайте также: Зачем человеку воздух и как работают легкие?

Как долго не дышать

Как же некоторым людям, таким как профессиональные пловцы и фридайверы, удается задерживать дыхание гораздо дольше, чем обычным людям? Исследования показывают, что эти люди тренируют свое тело и мозг, чтобы научиться игнорировать сигналы, которые обычно заставляют нас дышать.

Как уже упоминалось, обычные люди зависят от хеморецепторов, которые контролируют уровень кислорода и углекислого газа в организме. Если заблокировать работу этих рецепторов, например, с помощью специальных препаратов, как это было сделано в экспериментах, то можно значительно увеличить время задержки дыхания.

Однако профессиональные ныряльщики демонстрируют, что тренировки позволяют их телам действовать иначе. Они могут игнорировать сигналы своих хеморецепторов и задерживать дыхание до тех пор, пока уровень кислорода не достигнет критически низкой отметки, когда организму уже грозит потеря сознания.

Тренированные люди способны настолько контролировать свое дыхание, что их организм может довести себя до состояния гипоксии — опасно низкого уровня кислорода в крови — прежде чем мозг заставит их снова вдохнуть.

Еще один способ увеличить время задержки дыхания — это повысить количество кислорода в крови до начала погружения. Даже обычные люди могут задерживать дыхание на несколько минут дольше, если предварительно гипервентилировать легкие или вдохнуть чистый кислород. Это помогает временно обмануть хеморецепторы, сигнализируя организму, что уровень кислорода в норме. Такой метод используется в некоторых медицинских процедурах, когда пациенты должны оставаться неподвижными длительное время.

Вдыхание чистого кислорода помогает некоторым людям устанавливать мировые рекорды. Например, хорватский фридайвер Будимир Собат, который в 2021 году задержал дыхание на целых 24 минуты и 37 секунд, заранее вдыхал чистый кислород.

Итак, хотя задерживать дыхание дольше, чем кажется возможным, можно благодаря тренировкам и хитрым приемам, наше тело всегда старается защитить нас от опасных последствий. Эти системы безопасности в организме — результат долгой эволюции, которая сделала дыхание автоматическим и жизненно важным процессом.

Обязательно подпишитесь на наш Дзен-канал. Так вы не пропустите ничего интересного!

Кажется, что дополнительная доза чистого кислорода может быть полезной, но так ли это на самом деле? Может ли она принести вред вместо пользы? Узнайте все детали в нашей статье “Кислород из баллончиков — польза для организма или опасность?”.