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In questo articolo cerchiamo di capire cosa succede al nostro corpo quando tratteniamo il respiro sott’acqua, in termini di ossigeno e CO₂. Partiamo con l’attimo esatto in cui effettuiamo l’ultimo atto respiratorio e ci immergiamo.

Se ti sei perso la composizione chimica dell’aria entra qui.

Appena smettiamo di respirare, l’ossigeno è alto e la CO₂ è bassa. Stiamo bene.

Cosa succede quando tratteniamo il respiro

Mentre nuotiamo e scendiamo, consumiamo O₂ e produciamo principalmente CO₂. L’O₂ scende silenziosamente (non dà sintomi inizialmente), ma la CO₂ sale e inizia a provocare delle modifiche chimiche nei liquidi presenti nel nostro corpo. L’anidride carbonica infatti si lega molto facilmente all’acqua formando acido carbonico, che rilascia ioni idrogeno con una conseguente diminuzione del pH del liquido.

CO₂ + H₂O ⇄ H₂CO₃ ⇄ H⁺ + HCO₃⁻

Questa variazione viene rilevata dai “sensori” presenti nel nostro corpo. Questi sensori si chiamano chemorecettori e si dividono in centrali e periferici. Misurano sia l’anidride carbonica che l’ossigeno.

Lo sapevi che il nostro corpo “misura” la CO₂ sia nel sangue che nel liquido cerebrospinale? È qui che la CO₂ modificando il pH attiva i chemorecettori centrali, responsabili di uno stimolo respiratorio molto forte (gestiscono circa il 70-80% della risposta respiratoria totale).

La fame d’aria e le contrazioni diaframmatiche

I primi segnali di allarme

I primi a intercettare il cambiamento sono sensori chimici periferici lungo il percorso del sangue diretto al cervello. Il loro compito è semplice: “assaggiare” ciò che circola. Quando la CO₂ aumenta, inviano subito un segnale di allarme alle strutture che controllano la respirazione. Messaggio chiaro: il livello di CO₂ sta salendo rapidamente.

Pochi istanti dopo entra in gioco il sistema di allarme principale. La CO₂ raggiunge il cervello, modifica il pH dei suoi liquidi e viene rilevata da sensori centrali molto più potenti. Il segnale è netto: l’ambiente interno sta diventando ostile.

La risposta del cervello: la lotta per respirare

A questo punto i due flussi di informazioni, periferico e centrale, si sommano e convergono sul centro che regola il respiro. Il cervello comanda ai muscoli respiratori di contrarsi subito. Ma durante l’apnea questo ordine non può essere eseguito. Il respiro è trattenuto e le vie aeree sono chiuse.

Da qui inizia la fase di lotta fisica. Il principale muscolo della respirazione tenta ripetutamente di espandere il torace, generando scosse ritmiche e profonde del diaframma e dei muscoli intercostali: le contrazioni diaframmatiche.

Per aumentare la risposta di espansione vengono reclutati anche i muscoli di supporto, nel collo e nelle spalle. Il corpo sta cercando aria con ogni mezzo.

La nascita della fame d’aria

Contemporaneamente, una copia dello stesso ordine raggiunge le aree coscienti del cervello. Il cervello invia il comando: ‘Ho ordinato un respiro’. Ma il corpo risponde: ‘Non è successo nulla’.

La fame d’aria nasce da questa discrepanza. È la percezione di un conflitto tra cervello e corpo, elaborata come minaccia primaria e trasformata in ansia intensa, fisica e viscerale: un panico primordiale che ci spinge a riemergere.

Questi segnali e questa paura non significano che stai per svenire o che l’ossigeno è finito. Sono solo un “campanello d’allarme” molto rumoroso che indica che la CO₂ è alta. Quando iniziano le contrazioni, si ha ancora riserva di ossigeno.

Imparare a rilassarsi durante le contrazioni è la chiave per l’apnea avanzata.

Iperventilazione in apnea: perché è pericolosa

Se respiri troppo velocemente prima di immergerti, abbassi artificialmente la CO₂ di partenza. Questo ritarda l’arrivo delle contrazioni (l’allarme suona dopo), ma non aumenta l’ossigeno disponibile ai tessuti. È come se, prima di un viaggio in auto, rompessi il vetro del cruscotto e rimuovessi la spia della riserva. L’auto non ha nel serbatoio più benzina se non si accende la spia della riserva, hai solo rotto la luce che ti avvisa di fermarti al più presto per fare rifornimento. Risultato? La macchina si spegne mentre credi di avere ancora autonomia.

Questa serie di risposte del nostro corpo avviene ogni qual volta interrompiamo il respiro. Ma se questo avviene mentre scendiamo nel blu, interviene anche un particolare fenomeno che racchiude un inganno.

L’inganno della profondità

Scendendo in profondità, succede una cosa singolare. L’aumento della pressione ambiente promuove la compressione dell’aria presente nel nostro corpo, che diminuisce il suo volume nelle varie parti in cui è contenuta.

Ti ricordi la legge di Boyle? Vedi qui come impatta la nostra immersione.

La legge di Dalton ci dice che all’aumentare della pressione totale dell’aria (che è un mix di differenti gas) si ha anche un aumento della pressione parziale di ogni gas da cui è composta: pressione di ossigeno, di azoto e di anidride carbonica.

L’aumento della pressione parziale dell’ossigeno però non equivale a un numero di molecole più alto, in quanto queste non sono aumentate, perchè non stiamo respirando.

Rivedi i concetti legati alle leggi fisiche dei gas nell’articolo dedicato.

Questa è solo un’illusione temporanea. Mentre ti spingi più a fondo o prolunghi l’apnea, il reale livello di ossigeno nel sangue scende silenziosamente: il carburante si consuma, anche se i “sensori” ci dicono che tutto è sotto controllo.

Immaginiamo l’ossigeno presente in forma gassosa nell’aria contenuta nei nostri alveoli. Questo passa per diffusione all’interno dei vasi sanguigni del piccolo circolo e successivamente in tutto il nostro corpo.

L’ossigeno viaggia nel sangue in due modi: una piccolissima parte disciolta nel plasma (quella che aumenta in modo fittizio all’aumentare della pressione ambiente) e la maggior parte legata all’emoglobina (presente nei globuli rossi).

L’alta pressione ambiente, in aumento durante la discesa, “dopa” il quantitativo di ossigeno percepito negli alveoli e quello disciolto nel sangue rilevato dai sensori periferici, nascondendo agli occhi di questi recettori il fatto che l’emoglobina si sta invece svuotando: il corpo percepisce un falso benessere, come se il serbatoio della nostra ipotetica macchina fosse sempre pieno di carburante.

Il ritorno verso la superficie rompe l’incantesimo: man mano che cala la pressione esterna, i volumi di aria aumentano e la pressione parziale dell’ossigeno libero e disciolto presente nel nostro organismo precipita rapidamente. È qui che i sensori scoprono che il serbatoio è quasi vuoto, proprio quando il motore ne avrebbe bisogno. Se l’apneista ha gestito male la risalita o ha allungato troppo l’apnea, il rischio a questo punto è duplice.

Ma cosa può succedere quindi di preciso se prolunghiamo la nostra apnea oltre il limite che siamo in grado di gestire?

Samba o LMC: La perdita del controllo motorio

Può capitare che, in superficie o negli ultimi metri di risalita, il cervello provi a resistere con ciò che resta del carburante. Quando l’ossigeno non basta più per sostenere un controllo motorio preciso, compaiono movimenti involontari, tremori, perdita parziale della coordinazione: è il cosiddetto “samba” o in maniera corretta perdita del controllo motorio in inglese “Loss of Motor Control (LMC). Il nome amichevole, che richiama la danza brasiliana, descrive bene la perdita di controllo e oscillazione del corpo. Il samba non è un vero blackout, ma è un segnale d’allarme: l’apneista ha raggiunto il limite fisiologico e la sicurezza è già stata compromessa.

Blackout ipossico

Se il carburante scende sotto determinati livelli, il corpo “spegne il motore”. Il blackout ipossico è una perdita repentina di coscienza dovuta all’esaurimento dell’ossigeno.

Questo crollo è più rapido negli ultimi 10 metri (dove il volume raddoppia e la pressione si dimezza in uno spazio brevissimo). È lì che avviene la maggior parte dei blackout (blackout da bassofondo). È proprio questa “fase di verità” a rendere pericolose le profonde immersioni o la gestione non consapevole del proprio tuffo.

💡 La respirazione di recupero: Appena la testa rompe la superficie, non rilassarti subito! La pressione parziale dell’ossigeno impiega qualche secondo a stabilizzarsi. Esegui la respirazione di recupero (hook breathing): inspira velocemente, trattieni per mezzo secondo ed espira passivamente. Ripeti per 3-4-5 volte.

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Sicurezza in apnea: prevenzione e sistema di Coppia

Incorrere nel samba o nel blackout significa aver ignorato completamente tutti i segnali del nostro corpo. Questo significa che non sappiamo ascoltarlo, che non conosciamo i nostri limiti e che in definitiva non conosciamo noi stessi. Questa conoscenza è alla base della pratica consapevole delle immersioni in apnea.

Comprendere come ossigeno, CO₂ e azoto si comportano in apnea significa:

• prevenire incidenti legati a blackout
• pianificare allenamenti adeguati
• interpretare correttamente le sensazioni durante l’immersione
• correggere errori tecnici che aumentano il consumo di O₂ o la produzione di CO₂
• impostare recuperi tra le immersioni più sicuri

Tutta la conoscenza dei processi fisiologici e della legge di Dalton ha un obiettivo finale: renderti un apneista consapevole.

Tuttavia, la fisiologia ci insegna anche che esiste un “punto” in cui la volontà nulla può contro lo spegnimento dei circuiti cerebrali dovuto all’ipossia.

Il blackout può sopraggiungere in caso di valutazioni sbagliate, perché in quel momento non eravamo molto rilassati, oppure per svariati altri motivi in quanto meccanismo di protezione estremo del cervello. Quando questo accade, l’unica variabile che separa un incidente gestibile da una tragedia è la presenza di un compagno addestrato: praticare il sistema di coppia.

Ricorda: sott’acqua non sei mai tu il tuo miglior soccorritore. La sicurezza in apnea non è un accessorio, ma il presupposto fondamentale per godersi al meglio il “blu”.

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Riferimenti e bibliografia

• Pelizzari, U., & Tovaglieri, S. (2001). Corso di Apnea. Milano: Mursia Editore. (Riferimento per fisiologia e tecniche).
• FIPSAS – Settore Attività Subacquee. Manuale di teoria e tecnica dell’immersione in apnea. (Protocolli di sicurezza e sistema di coppia).
• Bove, A. A. (2004). Bove and Davis’ Diving Medicine. Philadelphia: Saunders. (Approfondimenti medici su ipossia e legge di Dalton).