{"id":35526,"date":"2019-11-10T00:10:41","date_gmt":"2019-11-10T00:10:41","guid":{"rendered":"http:\/\/www.ocean4future.org\/?p=35526"},"modified":"2023-09-27T09:34:00","modified_gmt":"2023-09-27T07:34:00","slug":"ipercapnia","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.ocean4future.org\/savetheocean\/archives\/35526","title":{"rendered":"Ipercapnia: insidia dell\u2019immersione profonda – parte II"},"content":{"rendered":"tempo di lettura: <\/span> 7<\/span> minuti<\/span><\/span>

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livello elementare<\/span><\/a>
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ARGOMENTO: SUBACQUEA<\/span><\/strong>
PERIODO: XXI SECOLO<\/span><\/strong>
AREA: FISIOLOGIA SUBACQUEA<\/span><\/strong>
parole chiave: ipercapnia<\/p>\n


Riprendiamo il nostro discorso sul rischio di ipercapnia che abbiamo iniziato ad affrontare nel precedente articolo.<\/span><\/span><\/strong>
In questo articolo scopriremo le caratteristiche di base del sistema di autoregolazione della respirazione per poi indagare come<\/span><\/strong> questo delicato e complesso meccanismo si alteri durante una immersione profonda e in quali particolari condizioni<\/span><\/strong> pu\u00f2 dar luogo a pericolose situazioni di ipercapnia<\/span><\/strong>.<\/p>\n

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Nella vita di tutti i giorni, il ritmo respiratorio \u00e8 mantenuto e controllato in modo autonomo, analogamente al battito cardiaco.<\/span><\/strong> A differenza di esso pu\u00f2 per\u00f2 essere modificato o interrotto volontariamente per un tempo limitato. L\u2019organismo determina autonomamente la frequenza e la profondit\u00e0 respiratoria tramite un vero e proprio sistema di controllo automatico ed autonomo della respirazione. Esso \u00e8 costituito da una specie di computer centrale, che riceve informazioni dall\u2019ambiente circostante tramite una rete di sensori dislocati in punti strategici e collegati tramite apposite vie di comunicazione, e invia comandi a meccanismi attuatori, la cui azione determina ritmo e profondit\u00e0 del respiro.<\/p>\n

Tornando dalla metafora informatica alla realt\u00e0 fisiologica, il computer di comando e controllo \u00e8 costituito dai cosiddetti centri respiratori situati nel tronco cerebrale, una parte del sistema nervoso centrale situata tra midollo spinale e cervello<\/span><\/strong>.<\/p>\n

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La rete di comunicazione \u00e8 di tipo nervoso e serve sia<\/span> ad inviare i comandi ai muscoli intercostali e al diaframma, che determinano l\u2019inspirazione ed espirazione<\/span><\/strong>, sia a ricevere dai sensori i segnali che verranno elaborati in tempo reale per determinare tali comandi. E\u2019 un sofisticato sistema di controllo attivo che ha l\u2019obiettivo di mantenere il livello di ossigeno e CO\u2082<\/span><\/strong> nel sangue nei valori normali in funzione dalle esigenze dell\u2019organismo. I sensori sono di vario tipo e dislocati in varie posizioni, e sono:<\/p>\n

CHEMIORECETTORI CENTRALI:<\/span><\/strong>
i pi\u00f9 importanti e rapidi, situati direttamente nei centri respiratori del tronco cerebrale. Sono sensibili alla variazione di acidit\u00e0 del sangue (pH), che \u00e8 proporzionale alla quantit\u00e0 di CO\u2082 in esso disciolta<\/span><\/strong>. Sono principalmente questi sensori a determinare l’aumento della ventilazione se rivelano un alto valore della pressione di anidride carbonica nel sangue.<\/p>\n

CHEMIORECETTORI PERIFERICI:<\/span><\/strong>
situati in prossimit\u00e0 della biforcazione delle carotidi (di maggiore importanza), e nell\u2019arco dell\u2019aorta. Sono sensibili a diminuzioni della pressione di ossigeno e aumento della anidride carbonica nel sangue. Sono principalmente responsabili dell’aumento della ventilazione a seguito di rivelazione di bassa pressione di ossigeno nel sangue arterioso.<\/p>\n

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Tutte le informazioni fornite indipendentemente dai recettori vengono elaborate dai centri respiratori.<\/span> Se la concentrazione di CO\u2082 diviene anche leggermente superiore alla norma, si ha immediatamente un incremento della ventilazione, mentre si ha un effetto opposto al suo diminuire.<\/span><\/strong><\/p>\n

Il sistema di controllo \u00e8 molto pi\u00f9 sensibile alla concentrazione di CO\u2082<\/span><\/strong>, rilevata dai chemiorecettori centrali, piuttosto che alla concentrazione di ossigeno, monitorata dai chemiorecettori periferici. In un certo senso questi ultimi agiscono come un sistema di controllo di riserva dei recettori centrali. In particolare, circa il 78-80 % della variazione di ventilazione polmonare \u00e8 dovuto all\u2019aumento della CO\u2082, che \u00e8 rilevata dai chemiorecettori centrali.<\/span><\/strong><\/p>\n

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CH-6600 Locarno, 15.10.2003 Grafica<\/span><\/strong><\/figcaption><\/figure>\n

In condizioni di normale respirazione a pressione atmosferica<\/span><\/strong>, l\u2019emoglobina contenuta nei globuli rossi trasportati dal sangue arterioso \u00e8 praticamente satura di ossigeno. Quando raggiunge i tessuti, essa cede ai tessuti buona parte dell\u2019ossigeno a cui \u00e8 legata. Anche la CO\u2082<\/span><\/strong> prodotta nei tessuti ha necessit\u00e0 di essere trasportata dal sangue, ormai divenuto venoso per aver ceduto ossigeno.<\/p>\n

Circa un quarto della CO\u2082 prodotta si lega proprio all\u2019emoglobina lasciata libera dall\u2019ossigeno per tornare ai polmoni.<\/span><\/strong> In sostanza l\u2019emoglobina si comporta come una specie di autobus che viaggia tra due capolinea: trasporta ossigeno nel viaggio di andata dal cuore ai tessuti, qui giunto ne fa scendere una parte, nei posti lasciati vuoti fa salire la CO\u2082 <\/span><\/strong>prodotta che porta indietro ai polmoni, ove viene ceduta per far nuovamente posto all\u2019ossigeno; quindi comincia un altro giro.<\/p>\n

Vediamo ora cosa succede in immersione<\/span>
Respirando aria alla pressione dell\u2019ambiente circostante, nel caso di una ventilazione polmonare normale e regolare, la CO\u2082 nell\u2019aria respirata in profondit\u00e0 aumenta la sua pressione parziale, ma malgrado ci\u00f2 essa resta piuttosto bassa, essendo basso il valore di partenza.<\/span><\/strong><\/p>\n

Ci\u00f2 avviene anche per l\u2019ossigeno, che per\u00f2 \u00e8 presente in concentrazione molto pi\u00f9 elevata: esso si trova quindi in forte eccesso. L\u2019emoglobina \u00e8 per\u00f2 gi\u00e0 satura di ossigeno, e quello in eccesso non pu\u00f2 che sciogliersi nel plasma e quando, giunge ai tessuti, viene fornito prevalentemente dal plasma stesso. Quindi anche nel sangue venoso l\u2019emoglobina avr\u00e0 uno stato di saturazione di ossigeno pi\u00f9 alto del normale, riducendo di conseguenza lo spazio normalmente a disposizione per trasportare la CO\u2082<\/span><\/strong> dalla periferia ai polmoni. L\u2019anidride carbonica deve quindi accontentarsi del plasma e dei globuli rossi ma in forma di acido carbonico. In pratica, la CO\u2082<\/span><\/strong> non trova pi\u00f9 posto nell\u2019autobus, essendo tutti i posti occupati dall\u2019ossigeno anche nel viaggio di ritorno dai tessuti ai polmoni.<\/p>\n

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l\u2019emoglobina, indicata normalmente con Hb (e chiamata emoglobina A negli esseri umani adulti), consiste di quattro catene polipeptidiche, rispettivamente due catene A<\/span> e due catene B<\/span>, tenute assieme da forze di legame non covalenti. <\/span><\/strong><\/figcaption><\/figure>\n

Ci\u00f2 vuol dire che la concentrazione di CO\u2082<\/span><\/strong> nel sangue aumenta proprio a causa dell\u2019eccesso di ossigeno, che limita l\u2019efficienza del suo processo di rimozione e trasporto verso i polmoni. Questa ipercapnia \u00e8 rivelata prevalentemente dai chemiorecettori centrali, che stimolano quindi un aumento della ventilazione, al fine di rimuovere la CO\u2082<\/span><\/strong> in eccesso. Tuttavia, durante una immersione profonda questo aumento di ventilazione non ha l\u2019efficienza che avrebbe respirando in superficie, per due motivi.<\/p>\n

In primo luogo l\u2019aumento di ventilazione \u00e8 meno marcato del dovuto per effetto dei recettori periferici, prevalentemente sensibili alla concentrazione di ossigeno, che \u00e8 invece adesso risulta in eccesso. In secondo luogo, il ricambio di aria \u00e8 limitato dal maggiore sforzo respiratorio e dal maggiore ristagno. Infatti il gas respirato in profondit\u00e0 \u00e8 denso e viscoso, maggiormente incline ad un moto di tipo turbolento, che aumenta la resistenza meccanica che l\u2019erogatore deve vincere ad ogni atto respiratorio.<\/p>\n

Inoltre, l\u2019interposizione dell\u2019erogatore aumenta il volume dei cosiddetti spazi morti, l\u2019insieme delle condutture ove l\u2019aria deve transitare per entrare e uscire dai polmoni, e nelle quali il gas respirato va avanti e indietro senza essere ricambiato. Tutti questi effetti, fanno si che in immersione l\u2019anidride carbonica nel sangue tenda a livellarsi pi\u00f9 in alto del normale, anche in caso di ventilazione non accelerata. Se a questo si unisce una situazione di forte affanno e prolungato sforzo muscolare, si pu\u00f2 provare la sensazione di una insufficiente erogazione, e di fame di aria non appagata particolarmente insidiosa e tale da far pensare ad un guasto o a un malfunzionamento.<\/p>\n

Esistono poi alcuni soggetti, i cosiddetti ritentori di anidride carbonica<\/span><\/strong>, (\u201cCO\u2082 retainers<\/span><\/strong>\u201d) i quali hanno una risposta personale gi\u00e0 di per se ridotta all\u2019aumento della CO\u2082<\/span><\/strong> nel sangue. Per costoro, per i quali la ventilazione \u00e8 mediamente meno stimolata ad incrementarsi a fronte di sforzo muscolare e conseguente aumento di CO\u2082<\/span><\/strong>, il tasso di anidride carbonica nel sangue tende a stabilizzarsi su livelli particolarmente alti anche per sforzi non particolarmente eccessivi. Spesso i CO\u2082<\/span><\/strong> retainer sono subacquei molto esperti o atleti ben allenati, il che fa pensare che questa condizione possa essere dovuta all\u2019abitudine alla respirazione iperbarica o allo sforzo muscolare.<\/p>\n

Possiamo riassumere i concetti come segue :
– in profondit\u00e0 la elevata pressione di O\u2082 rende meno efficiente l\u2019eliminazione di CO\u2082 e causa una riduzione di sensibilit\u00e0 dei centri respiratori. Ci\u00f2 genera quindi un aumento di O\u2082 e un ridotto aumento ventilatorio in risposta ad esso; <\/span><\/strong><\/p>\n

– la maggiore densit\u00e0 e viscosit\u00e0 dell\u2019aria ad alta pressione causano maggior sforzo respiratorio, e l\u2019erogatore limita gli scambi gassosi e aumenta gli spazi morti;<\/span><\/strong><\/p>\n

– esiste la possibilit\u00e0 di essere un subacqueo con bassa risposta ventilatoria all\u2019incremento di CO\u2082, un cosiddetto \u201cCO\u2082 Retainer\u201d;<\/span><\/strong><\/p>\n

– la bassa temperatura e l\u2019effetto costrittivo della muta contribuiscono a limitare efficienza della respirazione ai fini dello smaltimento della CO\u2082.<\/span><\/strong><\/p>\n

In sintesi, possiamo dire che in una immersione profonda vari fattori contribuiscono ad un aumento della anidride carbonica nel sangue, contestuale ad una ridotta sensibilit\u00e0 ed efficienza del sistema di misurazione e controllo automatico di questa CO\u2082<\/span><\/strong> in eccesso, (recettori e ventilazione).<\/p>\n

Dei sintomi di ipercapnia elencati in precedenza spesso \u00e8 il solo mal di testa a presentarsi e a volte neppure quello. Pu\u00f2 capitare quindi di trovarsi sull\u2019orlo del baratro dell\u2019ipercapnia e non rendersene conto, e in questo caso il rischio maggiore \u00e8 quello di una perdita di coscienza improvvisa.<\/span><\/strong><\/p>\n

\"Questa<\/p>\n

Come ridurre questo rischio?<\/span>
<\/span><\/strong>Ovviamente facendo attenzione ai sintomi ma, soprattutto, restando sempre concentrati sul modo di respirare e di agire. Occorre mantenere un ritmo respiratorio lento, continuo e profondo, sottraendosi il pi\u00f9 possibile a stati di affanno, eccessivi sforzi e lavoro in profondit\u00e0.<\/span><\/strong> Bisogna inoltre evitare tassativamente micro-apnee e interruzioni delle respirazione, utilizzare sempre erogatori dalle alte prestazioni, ben funzionanti e revisionati di recente.<\/p>\n

Il controllo della fase espiratoria \u00e8 ancor pi\u00f9 importante di quello della fase inspiratoria. Durante l\u2019inspirazione le alte prestazioni dell\u2019erogatore e l\u2019elevata pressione di ossigeno fanno si che gli alveoli si riempiano con sforzo relativamente lieve e con aria ben ossigenata. Viceversa, l\u2019espirazione deve essere controllata al fine di svuotare bene, volontariamente e ad ogni ciclo, le aree di ristagno dell\u2019aria, che altrimenti tende a divenire sempre pi\u00f9 carica di CO\u2082<\/span><\/strong>. Tutti queste accortezze, sebbene sempre utili da adottare in immersione, divengono tassative quando si affrontano immersioni a profondit\u00e0 elevate e in condizioni meteo-marine avverse  in situazioni di stress psico-fisico.<\/p>\n

Queste due ultime situazioni sono naturalmente da evitare il pi\u00f9 possibile, rimandando l\u2019immersione in attesa di condizioni ambientali e personali pi\u00f9 favorevoli.<\/span><\/strong><\/p>\n

Luca Cicali <\/span><\/strong><\/p>\n

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