Tại sao con người có thể nhịn thở lâu hơn dưới nước?

Việc con người dễ nhịn thở lâu hơn khi ở dưới nước nghe có vẻ kỳ lạ do áp lực đè ép lên lồng ngực gia tăng. Nhưng đây là một hiện tượng mang tên phản xạ lặn của động vật có vú. Khi các loài có vú chìm dưới nước, một số thay đổi sinh lý tự động diễn ra, nhiều khả năng được kích hoạt bởi thông tin giác quan (khi mặt ướt) truyền bởi dây thần kinh sinh ba, theo IFL Science.

Khi phản xạ được kích hoạt, bạn tự động ngừng thở, nhịp tim chậm lại và sức cản mạch máu ngoại vi tăng lên. Với sự gia tăng sức cản mạch máu, cơ thể có thể tiết kiệm nguồn dự trữ oxy cho những cơ quan nội tạng thiết yếu, bao gồm não và tim, trong khi rút máu từ nhóm cơ không hoạt động. Ngoài ra, nhịp tim chậm giúp bảo tồn nguồn dự trữ oxy thông qua giảm tải hoạt động của tim, qua đó dùng ít oxy hơn.

Kỷ lục nhịn thở dưới nước ở người là 24 phút 37 giây lập bởi thợ lặn tự do Budimir Šobat năm 2021. Ông đánh bại người xếp thứ hai chỉ với 34 giây. Tuy nhiên, để đạt thời gian nhịn thở như vậy, các thợ lặn cần tăng thông khí với oxy tinh khiết trước khi xuống nước. Thôi thúc hít thở chủ yếu được kiểm soát bằng thụ thể cảm nhận hóa học tìm cách duy trì lượng oxy và carbon dioxide thích hợp trong máu.

Trong khi nhịn thở, lượng CO2 trong máu tăng lên còn oxy giảm đi. Thôi thúc muốn hít thở ban đầu tăng lên sau 30 giây nhịn thở, chủ yếu đến từ lượng CO2 tăng. Ở một ngưỡng nào đó, thụ thể cảm nhận hóa học cũng phản ứng với lượng oxy giảm đi, thôi thúc hít thở tăng đáng kể, theo Anthony Bain, phó giáo sư nghiên cứu động học cơ thể ở Đại học Windsor.

Cuối cùng, khao khát hít thở mãnh liệt đến mức cơ hoành (cơ hô hấp chính) co lại như một sự dịch chuyển hô hấp vô ý. Đây là mốc người nhịn thở chưa qua huấn luyện thường không thể vượt qua và bắt đầu hít thở trở lại (sau khoảng 3 phút nhịn thở trong điều kiện quyết tâm và không có nguồn oxy hỗ trợ).

Thông qua hít thở oxy tinh khiết trước, phản xạ hít thở có thể bị trì hoãn, cho phép những thợ lặn đã trải qua nhiều năm huấn luyện) ở dưới nước tới 20 phút. Nếu không làm vậy, khả năng nhịn thở của con người vẫn ấn tượng với kỷ lục hiện nay là 11 phút 35 giây. Dù phản xạ lặn là một quá trình phức tạp, nó có đặc trưng là mục tiêu đơn giản, bảo tồn sự sống thông qua điều chỉnh sinh lý để phản ứng với môi trường.

An Khang (Theo IFL Science)