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APNEA

Denominazione Scuola: A. S. Professional Sub “Poseidon”Presidente: Roberto BRUNETTI

Titoli Subacquei posseduti: Tecnico Manovra Impianto Iperbarico Marina Militare; Operatore Sub “Diver” Marina Militare; Brevetto A.R.A. “Air mix” profondità massima 60 mt. Marina Militare; Brevetto A.R.M. “Nitrox” profondità massima 54 mt. Marina Militare; Brevetto A.R.O. “Oxygen” profondità massima 12 mt. Marina Militare; Brevetto Sommozzatore Disattivatore Mine Subacquee Marina Militare; Brevetto Scafandro da palombaro profondità massima 60 mt.; Istruttore Subacqueo A.S.I.S. due Stelle; Istruttore Subacqueo F.I.P.S.A.S. – C.M.A.S. una Stella;

Autore: Roberto BRUNETTIRedatto in data: Settembre 2000

Testo redatto prendendo spunto da riviste e testi come: Il Subacqueo, Sub, Mondo Sommerso, Pesca Sub, Manuale federale d’immersione “Dimensione Sub” editrice Mandragora, testi Subacqueidella Marina Militare italiana, nonché esperienze personali maturate in circa 10 anni di attività Subacquea espletata presso il Corpo dei Subacquei della Marina Militare italiana.

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APNEA• Apnea significa “sospensione del respiro”, è il modo più istintivo e immediato

per scendere sott’acqua, sfruttando l’aria immagazzinata nei polmoni. • Nell’immersione in apnea (in assenza di respiro), l’apparato cardiocircolatorio

e respiratorio modificano il loro funzionamento, si adattano praticamente alla nuova condizione.

• Tale adattamento si manifesta già con la semplice immersione del corpo nell’acqua, difatti il battito cardiaco si abbassa notevolmente.

APNEA E SCAMBI GASSOSI• Come sappiamo, l’aria atmosferica, che inspiriamo al momento

dell’immersione in apnea, è composta per il 78 % da N2 (azoto), per il 21 % da O2 (ossigeno) e per l’1% da altri gas tra cui la CO2 (anidride carbonica) per il 0,03%.

• Negli alveoli polmonari, a causa degli scambi gassosi, tali percentuali sono diverse, infatti l’O2, presente al 21% nel sangue arterioso, scende al 15% in quello venoso; la CO2 invece varia da 5,1% nel sangue arterioso fino al 5,6% in quello venoso, mentre l’N2 (inerte, non utilizzato in alcun modo), rimane della stessa percentuale.

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APNEA E IPOSSIA

• Con il respiro l’aria, presente negli alveoli polmonari, viene costantemente ventilata, aria nuova in ingresso, aria utilizzata in uscita.

• In apnea non essendoci atti respiratori, l’aria nei polmoni rimane quella iniziale, per cui gli scambi gassosi negli alveoli polmonari continuano ad esserci sempre, ma sfruttando la stessa aria, in particolare l’O2 continua ad essere prelevato, mentre la CO2 continua ad aumentare.

• Quando la concentrazione di O2 scende al di sotto del 10%, i processi metabolici non vengono più garantiti e si entra in ipossia (poco ossigeno).

• Per quanto sopra, essendo proprio il cervello, l’organo più sensibile all’ipossia, si ha la perdita di coscienza (sincope), se tale condizione continua, si avranno conseguenze cerebrali gravissime, fino alla morte.

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APNEA E IPERCAPNIA• Per ciò che concerne la CO2, l’eccessivo aumento è detto Ipercapnia

(eccesso di anidride carbonica) che, in concentrazioni del 7%, provoca “fame d’aria”, e mette in allarme i centri chemiotattici bulbari che controllano la muscolatura respiratoria, che a loro volta provocano delle contrazioni spasmodiche della muscolatura, ed in particolare del diaframma.

• Intorno all’8% di CO2, si ha: ostacolo al funzionamento del cuore - diminuzione dell’efficienza muscolare e mentale - scomparsa delle contrazioni diaframmatiche (in quanto i centri bulbari, prima stimolati dalla CO2, con concentrazioni più elevate, vengono desensibilizzati).

• Intorno al 10-11% di CO2, si ha: perdita di coscienza - blocco del funzionamento dei centri bulbari, con conseguente paralisi respiratoria centrale - arresto cardiaco e morte.

• LIMITE DELL’APNEA: come sopra visto la durata dell’apnea dipende da due punti fondamentali, che sono l’ipossia e l'Ipercapnia (i quali stabiliscono la durata dell’apnea) e da diversi altri fattori, detti complementari (i quali modificano la durata dell’apnea).

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FATTORI FONDAMENTALI:• Ipossia: mancanza di ossigeno al di sotto del 10%, non ci sono sintomi o segnali di

avvertimento;• Ipercapnia: troppa CO2 nel sangue, intorno al 7% fame d’aria, ci sono sintomi e segnali

di avvertimento “contrazioni diaframmatiche”, che scompaiono subito dopo.

FATTORI COMPLEMENTARI:• Capacità vitale: è diversa da soggetto a soggetto maggiore è,

maggiore sarà la durata dell’apnea;• Attività fisica: intesa come sforzo e movimento in acqua (il

movimento aumenta il consumo di O2 e produce maggiore CO2);• Situazione Ambientale: il freddo aumenta il consumo di O2;• Condizione psicologica: è il più importante dei fattori

complementari, Ansia e Paura sono ostacoli enormi alla durata dell’apnea;

• Profondità: più si scende a fondo, più aumenta il consumo di O2 e più aumenta la concentrazione di CO2;

• Iperventilazione: quanto sopra modificano il consumo di O2 e la produzione di CO2, l’iperventilazione agisce, invece, modificando la concentrazione di tali gas nel sangue.

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IPERVENTILAZIONE• Iperventilare significa respirare di più, normalmente si ventilano

(passa nei polmoni), un volume di circa 8 litri d’aria al minuto, tale

quantità può essere aumentata in due modi:

1) Aumentando il volume d’aria ventilato: si espira al massimo e si

inspira al massimo (cosi facendo si effettua il lavaggio polmonare);

2) Aumentando la frequenza degli atti respiratori: non conviene

eseguire tale procedura in quanto comporta un maggior sforzo

muscolare con conseguente consumo di O2 e aumento di CO2;

3) Con entrambi i metodi.

• In pratica iperventilando si elimina completamente la presenza di

CO2 dall’aria contenuta nei polmoni, e quindi dai tessuti, con

conseguente riduzione della sua Pressione Parziale. Non si ha invece

un maggior assorbimento di O2, anzi i suoi effetti sulla Pp. dell’O2

presente nel sangue, sono del tutto trascurabili.

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PERCHE’ IPERVENTILANDO, L’APNEA AUMENTA?• Iperventilando si aumenta la durata dell’apnea in quanto, avendo

eseguito il completo lavaggio della CO2 (eliminandola), la comparsa dell’ipercapnia (concentrazione al 7%), viene ritardata.

• Nell’apnea praticata senza iperventilazione, l’aumento della concentrazione di CO2, che parte da livelli normali, raggiunge la concentrazione del 7% e determina la comparsa delle contrazioni diaframmatiche (stimolo a respirare), prima che la concentrazione di O2 sia scesa a livelli pericolosi (sincope). Fattore limite è l'Ipercapnia.

Fattore limite l’ipercapnia

APNEA SENZA IPERVENTILAZIONE

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APNEA PRECEDUTA DA IPERVENTILAZIONE• Nell’apnea preceduta da iperventilazione, avendo pulito completamente i polmoni

dalla presenza di CO2, prima che si arrivi alla concentrazione del 7% di CO2 (con fame d’aria), la Press. Parz. dell’O2 si abbassa, sino al manifestarsi della sincope, che seguita dall’innalzamento della CO2, arrivata a concentrazione 7%, innesca le contrazioni diaframmatiche ed il soggetto (trovandosi privo di sensi), esegue delle vere e proprie inspirazioni sott’acqua, con conseguente ingresso d’acqua nei polmoni. Quindi il fattore limite è l’Ipossia. Tale inconveniente è comunque presente solo dopo iperventilazioni eccessive, le quali provocano anche la comparsa di: capogiri - formicolii alle labbra o alle mani - annebbiamento della vista causati dalla vasocostrizione (restringimento) cerebrale provocata dalla Ipocapnia (bassa concentrazione di CO2, a seguito di eccessivo lavaggio polmonare). Alla comparsa di tali sintomi è bene interrompere subito l’iperventilazione.

APNEA CON IPERVENTILAZIONE

Fattore limite l’ipossia

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COMPORTAMENTO IN APNEA I°• L’immersione in apnea è l’approccio più naturale e immediato alla subacquea, ed

è l’unico modo consentito dalla legge per esercitare la pesca subacquea.• Gli incidenti in apnea sono rari, ma possono essere mortali.• E’ bene dedicare molta cura all’attrezzatura: la muta è indispensabile (da 3 a 5

mm), se l’acqua è cosi fredda da richiedere mute più spesse è consigliabile non effettuare immersioni in apnea.

• Zavorra leggermente positiva in superficie per apnee profonde, e neutra o leggermente negativa per apnea in basso fondale.

• Cavigliere zavorrate, per un migliore assetto in superficie e per aumentare l’efficacia del panneggiamento.

• Maschera di volume interno il più piccolo possibile, per una facile compensazione.

• Pinne lunghe a pala stretta e flessibile, che forniscano la massima spinta possibile in caso di bisogno.

• Coltello fissato in posizione facile da raggiungere con entrambe le mani.• Segnasub con bandiera (quest’ultima obbligatoria per legge), per segnalare la

presenza del subacqueo, serve anche come galleggiante per appendere l’attrezzatura (fucile, torcia), a cui aggrapparsi in caso di stanchezza o malessere.

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COMPORTAMENTO IN APNEA II°• L’apnea va praticata sempre in coppia, a turno un subacqueo si immerge l’altro

lo segue a vista dalla superficie, e si immerge solo dopo che l’amico ha iniziato

a respirare normalmente

• L’iperventilazione deve essere al massimo di 3 atti respiratori profondi.

• Sputare il boccaglio subito dopo aver fatto la capovolta, cosi da facilitare la

respirazione una volta riemersi, senza dover svuotare lo snorkel.

• la compensazione della maschera e dell’orecchio, deve essere decisa e

accurata, interrompere la discesa in caso di compensazione incompleta.

• Sul fondo ridurre i movimenti al minimo cosi da diminuire il consumo di O2

• Alla prima contrazione diaframmatica, risalire subito in superficie guardando

verso l’alto per non “cozzare” sotto la barca o scoglio.

• Fra una immersione e l’altra deve passare un tempo sufficiente a riportare i

valori di CO2 e O2 a livelli normali, se il tempo e troppo breve si instaura una

Ipercapnia progressiva che si manifesta con iperacidità - stanchezza -

prestazioni diminuite.

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ADATTAMENTI DELL’APPARATO CARDIOCIRCOLATORIO

• Sostanzialmente sono due: 1°) bradicardia e 2°) Blood ShifT.

1) Bradicardia: nel momento in cui immergiamo il nostro viso in acqua, per eseguire un'immersione in apnea, di riflesso si verifica una riduzione della frequenza cardiaca, detta “bradicardia” (cuore lento), di fatto in superficie la frequenza cardiaca e di circa 65 battiti al minuto, alla profondità di - 40 mt. si riduce a 40 battiti al minuto, a - 55 mt diventano 36 battiti al minuto e cosi via. in pratica riducendo i battiti cardiaci, si riduce il consumo di O2, a vantaggio degli organi più sensibili all’ipossia, si presenta però il rischio che una accentuata bradicardia (provocata dal freddo o malessere improvviso), causi una minore gettata di sangue al cervello con rischio di sincope.

2) Blood Shift - I°: (spostamento di sangue), un tempo si pensava che raggiunta una certa profondità (- 50 mt.), si verificasse il collasso dei polmoni, tale pensiero scaturiva dall’esame della legge di Boyle e Mariotte: se la capacità vitale di un subacqueo è di circa 6 lt., a - 50 mt (6 atm.), tale capacità diventa 1/6 ovvero 6:6 = 1 lt., che risulta essere inferiore al volume residuo dei polmoni di 1,350 lt., da qui il teorico collasso dei polmoni.

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2) Blood Shift - II°

• In pratica non è cosi (basti pensare i record d’apnea, ben oltre i - 50 mt.).

• Difatti già dopo i - 20 mt. inizia il fenomeno del Blood Schift, che consiste nella capacità dell’organismo, di spostare la maggior quantità di sangue nei polmoni, cosi da fargli occupare parte dell’aria presente intrapolmonare, ed essendo il sangue incomprimibile, ne impedisce lo schiacciamento dei polmoni da parte della pressione idrostatica.

• Ma perché il sangue si sposta nei polmoni?: Il Blood ShifT si verifica per due motivi:

• Il primo motivo è dovuto al fatto che i vasi polmonari possono dilatarsi con facilità, permettendo quindi al sangue di penetrarvi con più facilità rispetto ai vasi della grande circolazione sanguigna;

• Il secondo motivo riguarda, invece, la piccola depressione che viene a crearsi a seguito dello schiacciamento della cassa toracica al suo massimo consentito, depressione che attira il sangue nei polmoni.

• Il cervello, essendo irrorato in modo diretto, riceve comunque il sangue ad esso necessario.

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VARIAZIONE DEL CONSUMO DI OSSIGENO• Durante l’immersione in apnea: il consumo di ossigeno, da parte

dell’organismo, aumenta, e di conseguenza aumenta l’estrazione di O2, dall’aria incamerata nei polmoni prima del tuffo. In pratica con la profondità (secondo la legge di Boyle), diminuisce il volume ed aumenta la pressione, per cui (secondo la legge di Dalton) aumentando la Pressione totale, aumenta di conseguenza la pressione parziale dell’O2.

• E’ bene ricordare che in superficie la pressione parziale dell’O2 è di 159 mmhg. (valore dato dal 21% di O2 x l’altezza di 760 mm di mercurio (hg.), ovvero 0.21 x 760 = 159 mmhg (si veda il principio di Torricelli) ed il limite in cui l’O2 si fissa (lega) nel sangue (grazie alla legge di Henry) e di 100 mmhg., al di sotto del quale, nel limite massimo di 60 mmhg. si incorre in asfissia.

• Per quanto sopra avremo che alla profondità di - 30 mt. (4 atm.) la Pp. dell’O2 è di 636 mmhg., valore dato da: 4 atm. x 159 mmhg. (21% di 760 mmhg.) = 636 mmhg., di molto superiore ai 159 mmhg. della superficie, tale esempio fa capire come in profondità gli scambi gassosi siano facilitati (Legge di Boyle + Dalton + Henry).

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PERCHE’ LA SINCOPE SI PRESENTA NEGLI ULTIMI METRI PRIMA DELL’EMERSIONE ?

• Durante la permanenza sul fondo: il subacqueo in apnea, può arrivare a consumare O2 fino alla Pp. limite di 100 mmhg., valore questo, limite oltre il quale non vengono più garantiti gli scambi gassosi.

• In risalita però: avremo che la Pressione esterna al nostro corpo diminuirà (e per la Legge di Boyle), si avrà un conseguente aumento del volume d’aria polmonare.

• Tale diminuzione di pressione totale, farà conseguentemente ridurre la Pp dell’O2, che arrivata ad un valore di 100 mmhg. residui (in quanto man mano consumato dall’organismo), nella risalita già intorno ai - 10 mt. (2 atm.) si porta dai 100 mmhg. residui dei - 30 mt. (4 atm.), a 50 mmhg. presenti a - 10 mt. (2 atm.), tale residuo di Pp. di O2, come si può ben intuire, non è più in grado di garantire gli scambi gassosi, pertanto il subacqueo incorre nella sincope (ecco spiegato il perché il più delle volte, quando l’apnea viene “tirata” al massimo, la sincope si presenta intorno agli ultimi metri dalla riemersione).

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INCIDENTI DA APNEA• Il più grave incidente a cui può andare incontro l’apneista è la Sincope.• SINCOPE:• Cosa è: è una perdita di coscienza con arresto respiratorio e

successivamente cardiaco.• Causa: mancanza di ossigenazione cerebrale (ipossia).

SINCOPE PRIMARIA E SECONDARIA1)La sincope primaria: deriva da un’apnea prolungata e si manifesta

quando la concentrazione dell’O2 nel sangue, scende al di sotto del 10%. In tali condizioni, vi è un “arresto” del funzionamento delle cellule nervose che restano in uno stato di blocco metabolico, le quali, se non prontamente ripristinate, diventano irrecuperabili.

• La sincope non da segni premonitori, e la sua gravità dipende dal fatto che l’apnea sia stata o meno preceduta da iperventilazione.

2)La sincope secondaria: non è tipica dei subacquei, si presenta di solito dopo un tuffo in acqua, a causa di una differenza di temperatura fra il corpo e l’acqua.

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SINCOPE “Secca” E SINCOPE “Umida”• La Sincope secca o pura e la Sincope umida o complicata, sono una

ulteriore suddivisione della Sincope Primaria.

1) La sincope è secca: quando non ce stata iperventilazione, per cui le contrazioni diaframmatiche avvengono prima che si possa instaurare la sincope stessa (in questo caso, anche se privi di sensi, non vi è immissione d’acqua nei polmoni), pertanto, la successiva morte avviene per asfissia.

2) La sincope è umida: quando c’è stata iperventilazione, per cui le contrazioni diaframmatiche avvengono dopo che si è instaurata la sincope stessa (ne consegue che il subacqueo, privo dei sensi, a causa del sopravvenire delle contrazioni diaframmatiche, aspira acqua nei polmoni), pertanto, la successiva morte avviene per annegamento.

• Per entrambe le sincopi la perdita di coscienza è accompagnata da arresto respiratorio, mentre il cuore continuando a battere, trasporta l’alta concentrazione di CO2 che, non potendo essere espulsa (perché in arresto respiratorio), dà quel colorito CIANOTICO (bluastro) al sincopato.

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SINCOPE UMIDA: In Acqua Dolce, Salata, Inquinata.

• La sincope umida in acqua dolce: (es. piscina) è più grave che in acqua salata

in quanto, essendo questa meno densa del sangue, viene facilmente assorbita

attraverso le pareti degli alveoli, determinando la diluizione del sangue, e

provocando l’arresto cardiaco.

• La sincope umida in acqua inquinata: la peggiore (piscina, fiume, lago),

anche in assenza di anossia (bassa percentuale di O2 nel sangue), l’immissione

di acqua nei polmoni porta ad infezioni gravi con danni chimici spesso fatali.

• Pertanto, per effettuare apnea in sicurezza non bisogna:

1) Eseguire delle iperventilazioni prolungate (3 atti respiratori profondi sono più

che sufficienti);

2) “Tirare” l’apnea, oltre le contrazioni diaframmatiche (unico campanello

d’allarme);

3) Immergersi senza la presenza del compagno d’immersione.

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TRATTAMENTO E SINTOMI DEL SINCOPATO• Sintomi del sincopato:

1) Stato immobile, d’incoscienza;

2) Assenza di respiro;

3) Corpo rigido, con mandibola contratta;

4) Colorito scuro bluastro.

• Trattamento:

1) Immediata rianimazione;

2) quando possibile somministrazione di O2 100%.

• Nel caso in cui il colorito del sincopato, si presenti biancastro, con pupille dilatate,

senza reazione alla presenza della luce, significa che oltre all’arresto respiratorio vi

è anche quello cardiaco (e quindi conseguente sofferenza del cervello). Eseguire

immediata rianimazione cardio-polmonare, fino all’arrivo di personale medico.