Pokud je obličej ponořen a voda naplní nosní dírky, smyslové receptory citlivé na vlhkost v nosní dutině a dalších oblastech obličeje, které jsou zásobovány pátým (V) lebečním nervem (trojklanným nervem), předávají informace do mozku. Desátý (X) lebeční nerv (bloudivý nerv) – součást autonomního nervového systému – pak vyvolává bradykardii a další nervové dráhy vyvolávají periferní vazokonstrikci, která omezuje odtok krve z končetin a všech orgánů, aby se zachovala krev a kyslík pro srdce a mozek (a plíce), soustřeďuje průtok v okruhu srdce-mozek a umožňuje zvířeti šetřit kyslík.
U lidí se potápěčský reflex nevyvolává, když se končetiny dostanou do studené vody. Mírná bradykardie je vyvolána tím, že subjekty zadrží dech, aniž by ponořily obličej do vody. Při dýchání s ponořeným obličejem se potápěčská reakce zvyšuje úměrně klesající teplotě vody. Největší účinek bradykardie je však vyvolán, když subjekt zadržuje dech s obličejem ponořeným do vody. Spouštěčem tohoto reflexu je apnoe s ochlazováním nozder a obličeje.
Potápěčská reakce se u živočichů, jako je delfín, značně liší v závislosti na úrovni námahy při hledání potravy. Děti mají tendenci přežívat déle než dospělí, pokud jsou pod vodou zbaveni kyslíku. O přesném mechanismu tohoto účinku se vedou diskuse a může jít o důsledek ochlazování mozku podobně jako u ochranných účinků pozorovaných u lidí léčených hlubokou hypotermií.
Chemoreceptory karotického tělesaEdit
Při trvalém zadržování dechu při ponoření klesá hladina kyslíku v krvi a zároveň stoupá hladina oxidu uhličitého a kyselosti, což jsou podněty, které společně působí na chemoreceptory umístěné v oboustranných karotických tělesech. Jako smyslové orgány zprostředkovávají krkavice chemický stav cirkulující krve mozkovým centrům, která regulují nervové výstupy do srdce a krevního oběhu. Předběžné důkazy u kachen a lidí naznačují, že krční tělesa jsou nezbytná pro tyto integrované kardiovaskulární reakce při potápění a vytvářejí „chemoreflex“ charakterizovaný parasympatickými (zpomalujícími) účinky na srdce a sympatickými (vazokonstrikčními) účinky na cévní systém.
Oběhové reakceEdit
Ztráty plazmatické tekutiny v důsledku imerzní diurézy se projeví během krátké doby ponoření. při ponoření hlavy ven dochází k přesunu krve z končetin do hrudníku. Přesun tekutin je z velké části z extravaskulárních tkání a zvýšený objem síní vede ke kompenzační diuréze. Objem plazmy, zdvihový objem a srdeční výdej zůstávají během ponoření vyšší než obvykle. Zvýšená dechová a srdeční zátěž způsobuje zvýšený průtok krve srdečními a dýchacími svaly. Zdvihový objem není ponořením ani kolísáním okolního tlaku výrazně ovlivněn, ale bradykardie snižuje celkový srdeční výdej, zejména v důsledku potápěčského reflexu při potápění se zadrženým dechem.
Bradykardie a srdeční výdejEdit
Bradykardie je reakcí na kontakt obličeje se studenou vodou: srdeční frekvence člověka se zpomalí o deset až dvacet pět procent. U tuleňů dochází k ještě dramatičtějším změnám: z přibližně 125 tepů za minutu na pouhých 10 při delším ponoru. Při zadržení dechu se u lidí rovněž projevuje snížená kontraktilita levé komory a snížený srdeční výdej, což jsou účinky, které mohou být při ponoření v důsledku hydrostatického tlaku ještě závažnější.
Zpomalení srdeční frekvence snižuje srdeční spotřebu kyslíku a kompenzuje hypertenzi způsobenou zúžením cév. Doba zadržení dechu se však při vystavení celého těla studené vodě zkracuje, protože se zvyšuje rychlost metabolismu, aby se kompenzovaly zrychlené tepelné ztráty, i když je srdeční frekvence výrazně zpomalena.
Kontrakce slezinyPravda
Slezina se stahuje v reakci na sníženou hladinu kyslíku a zvýšenou hladinu oxidu uhličitého, uvolňuje červené krvinky a zvyšuje kapacitu krve pro kyslík. To může začít ještě před bradykardií.
Krevní posunEdit
Krvácivý posun je termín, který se používá, když se průtok krve končetinami během potápění se zadrženým dechem přerozdělí do hlavy a trupu. K periferní vazokonstrikci dochází během ponoru tím, že odporové cévy omezují průtok krve do svalů, kůže a vnitřností, tedy do oblastí, které jsou „hypoxii tolerantní“, čímž se zachovává okysličená krev pro srdce, plíce a mozek. Zvýšený odpor periferního krevního toku zvyšuje krevní tlak, který je kompenzován bradykardií, což jsou stavy, které studená voda ještě zvýrazňuje. Objem krve vodních savců je v přepočtu na hmotnost asi třikrát větší než u člověka, přičemž tento rozdíl je umocněn podstatně větším množstvím kyslíku vázaného na hemoglobin a myoglobin potápějících se savců, což umožňuje prodloužení ponoření poté, co je kapilární průtok krve v periferních orgánech minimalizován.
ArytmiePravda
Srdeční arytmie jsou běžnou charakteristikou reakce člověka na potápění. Součástí potápěčského reflexu je zvýšená aktivita srdečního parasympatického nervového systému, která nejen reguluje bradykardii, ale je také spojena s ektopickými rytmy, které jsou charakteristické pro činnost lidského srdce při potápění se zadržením dechu. Arytmie mohou být zvýrazněny nervovými reakcemi na ponoření obličeje do studené vody, roztažením srdce v důsledku centrálního posunu krve a zvýšením odporu vůči ejekci levé komory (afterload) stoupajícím krevním tlakem. K dalším změnám běžně měřeným na elektrokardiogramu během ponorů se zadrženým dechem u lidí patří deprese ST, zvýšená vlna T a pozitivní vlna U následující za komplexem QRS, což jsou měření spojená se sníženou kontraktilitou levé komory a celkově zhoršenou srdeční funkcí během ponoru.
Reakce ledvin a vodní bilanceEdit
U hydratovaných osob způsobí ponoření diurézu a vylučování sodíku a draslíku. U dehydratovaných osob a u trénovaných sportovců je diuréza ve srovnání se sedavými osobami snížená.
Dýchací reakceEdit
Dýchání při ponoru je omezeno na malé hloubky těsně pod hladinou kvůli námaze, která je nutná při nádechu k překonání hydrostatického tlaku na hrudník. Hydrostatický tlak na povrchu těla způsobený ponořením hlavy do vody způsobuje podtlakové dýchání, které přesouvá krev do nitrohrudního oběhu.
Objem plic se ve vzpřímené poloze zmenšuje v důsledku kraniálního posunu břicha v důsledku hydrostatického tlaku a odpor proti proudění vzduchu v dýchacích cestách se kvůli zmenšení objemu plic výrazně zvyšuje.
Hydrostatické tlakové rozdíly mezi vnitřkem plic a přívodem dýchacích plynů, zvýšená hustota dýchacích plynů v důsledku okolního tlaku a zvýšený odpor proudění v důsledku vyšší dechové frekvence mohou způsobit zvýšenou dechovou práci a únavu dýchacích svalů.
Zdá se, že existuje souvislost mezi plicním edémem a zvýšeným průtokem a tlakem krve v plicních cévách, což vede k překrvení kapilár. K tomu může dojít během cvičení vyšší intenzity při ponoření nebo ponoření.
Ponoření obličeje v době zahájení zadržení dechu je nezbytným faktorem pro maximální využití potápěčského reflexu savců u lidí.