Cuando la cara se sumerge y el agua llena las fosas nasales, los receptores sensoriales sensibles a la humedad dentro de la cavidad nasal y otras zonas de la cara abastecidas por el quinto (V) nervio craneal (el nervio trigémino) transmiten la información al cerebro. El décimo (X) nervio craneal, (el nervio vago) -parte del sistema nervioso autónomo- produce entonces bradicardia y otras vías neuronales provocan la vasoconstricción periférica, restringiendo la sangre de las extremidades y de todos los órganos para preservar la sangre y el oxígeno para el corazón y el cerebro (y los pulmones), concentrando el flujo en un circuito corazón-cerebro y permitiendo al animal conservar el oxígeno.
En los seres humanos, el reflejo de inmersión no se induce cuando se introducen las extremidades en el agua fría. La bradicardia leve se produce cuando los sujetos contienen la respiración sin sumergir la cara en el agua. Cuando se respira con la cara sumergida, la respuesta de buceo aumenta proporcionalmente a la disminución de la temperatura del agua. Sin embargo, el mayor efecto de bradicardia se induce cuando el sujeto aguanta la respiración con la cara mojada. La apnea con la fosa nasal y el enfriamiento facial son factores desencadenantes de este reflejo.
La respuesta de buceo en animales, como el delfín, varía considerablemente en función del nivel de esfuerzo durante la búsqueda de alimento. Los niños tienden a sobrevivir más tiempo que los adultos cuando se les priva de oxígeno bajo el agua. El mecanismo exacto de este efecto se ha debatido y puede ser el resultado de un enfriamiento del cerebro similar a los efectos protectores observados en las personas tratadas con hipotermia profunda.
Cemorreceptores del cuerpo carotídeoEditar
Durante la contención de la respiración sostenida mientras se está sumergido, los niveles de oxígeno en la sangre disminuyen mientras los niveles de dióxido de carbono y acidez aumentan, estímulos que actúan colectivamente sobre los quimiorreceptores ubicados en los cuerpos carotídeos bilaterales. Como órganos sensoriales, los cuerpos carotídeos transmiten el estado químico de la sangre circulante a los centros cerebrales que regulan las salidas neuronales hacia el corazón y la circulación. Las pruebas preliminares en patos y humanos indican que los cuerpos carotídeos son esenciales para estas respuestas cardiovasculares integradas de la respuesta de buceo, estableciendo un «quimiorreflejo» caracterizado por efectos parasimpáticos (ralentizadores) en el corazón y simpáticos (vasoconstrictores) en el sistema vascular.
Respuestas circulatoriasEditar
Las pérdidas de líquido en el plasma debido a la diuresis por inmersión se producen en un corto período de inmersión.La inmersión con la cabeza fuera provoca un desplazamiento de la sangre desde las extremidades hacia el tórax. La inmersión con la cabeza fuera provoca un desplazamiento de la sangre desde las extremidades hacia el tórax. El desplazamiento de líquido procede en gran medida de los tejidos extravasculares y el aumento del volumen auricular da lugar a una diuresis compensatoria. El volumen plasmático, el volumen sistémico y el gasto cardíaco permanecen más altos de lo normal durante la inmersión. El aumento de la carga de trabajo respiratorio y cardíaco provoca un aumento del flujo sanguíneo a los músculos cardíacos y respiratorios. El volumen sistémico no se ve muy afectado por la inmersión o la variación de la presión ambiental, pero la bradicardia reduce el gasto cardíaco total, especialmente debido al reflejo de inmersión en el buceo con retención de la respiración.
Bradicardia y gasto cardíacoEditar
La bradicardia es la respuesta al contacto facial con el agua fría: la frecuencia cardíaca humana se ralentiza entre un diez y un veinticinco por ciento. Las focas experimentan cambios aún más drásticos, pasando de unos 125 latidos por minuto a tan sólo 10 en una inmersión prolongada. Durante la contención de la respiración, los humanos también muestran una reducción de la contractilidad del ventrículo izquierdo y una disminución del gasto cardíaco, efectos que pueden ser más graves durante la inmersión debido a la presión hidrostática.
La disminución de la frecuencia cardíaca reduce el consumo de oxígeno cardíaco y compensa la hipertensión debida a la vasoconstricción. Sin embargo, el tiempo de retención de la respiración se reduce cuando todo el cuerpo se expone al agua fría, ya que la tasa metabólica aumenta para compensar la pérdida acelerada de calor, incluso cuando la frecuencia cardíaca se reduce significativamente.
Contracción esplénicaEditar
El bazo se contrae en respuesta a la disminución de los niveles de oxígeno y el aumento de los niveles de dióxido de carbono, liberando glóbulos rojos y aumentando la capacidad de oxígeno de la sangre. Esto puede comenzar antes de la bradicardia.
Desplazamiento de la sangreEditar
Desplazamiento de la sangre es un término que se utiliza cuando el flujo sanguíneo de las extremidades se redistribuye hacia la cabeza y el torso durante una inmersión con retención de la respiración. La vasoconstricción periférica se produce durante la inmersión por los vasos de resistencia que limitan el flujo sanguíneo a los músculos, la piel y las vísceras, regiones que son «tolerantes a la hipoxia», preservando así la sangre oxigenada para el corazón, los pulmones y el cerebro. La mayor resistencia al flujo sanguíneo periférico eleva la presión arterial, que se compensa con bradicardia, condiciones que se acentúan con el agua fría. Los mamíferos acuáticos tienen un volumen sanguíneo que es unas tres veces mayor por masa que en los seres humanos, una diferencia aumentada por el oxígeno considerablemente más unido a la hemoglobina y a la mioglobina de los mamíferos buceadores, lo que permite prolongar la inmersión después de que se minimice el flujo sanguíneo capilar en los órganos periféricos.
ArritmiasEditar
Las arritmias cardíacas son una característica común de la respuesta humana al buceo. Como parte del reflejo de buceo, el aumento de la actividad del sistema nervioso parasimpático cardíaco no sólo regula la bradicardia, sino que también se asocia con los latidos ectópicos que son característicos de la función cardíaca humana durante las inmersiones con retención de la respiración. Las arritmias pueden verse acentuadas por las respuestas neuronales a la inmersión facial en agua fría, la distensión del corazón debida al desplazamiento central de la sangre y el aumento de la resistencia a la eyección del ventrículo izquierdo (poscarga) por el aumento de la presión arterial. Otros cambios comúnmente medidos en el electrocardiograma durante las inmersiones de contención de la respiración humana incluyen la depresión del ST, el aumento de la onda T y una onda U positiva que sigue al complejo QRS, medidas asociadas con la reducción de la contractilidad ventricular izquierda y la función cardíaca general deprimida durante una inmersión.
Respuestas renales y de equilibrio hídricoEditar
En sujetos hidratados la inmersión provocará diuresis y excreción de sodio y potasio. La diuresis se reduce en los sujetos deshidratados y en los deportistas entrenados en comparación con los sujetos sedentarios.
Respuestas respiratoriasEditar
La respiración en el esnórquel se limita a profundidades poco profundas justo por debajo de la superficie debido al esfuerzo requerido durante la inhalación para superar la presión hidrostática en el pecho. La presión hidrostática en la superficie del cuerpo debido a la inmersión de la cabeza en el agua provoca una respiración de presión negativa que desplaza la sangre hacia la circulación intratorácica.
El volumen pulmonar disminuye en la posición vertical debido al desplazamiento craneal del abdomen debido a la presión hidrostática, y la resistencia al flujo de aire en las vías respiratorias aumenta significativamente debido a la disminución del volumen pulmonar.
Las diferencias de presión hidrostática entre el interior del pulmón y el suministro de gas respiratorio, el aumento de la densidad del gas respiratorio debido a la presión ambiental, y el aumento de la resistencia al flujo debido a una mayor frecuencia respiratoria pueden causar un aumento del trabajo respiratorio y de la fatiga de los músculos respiratorios.
Parece haber una conexión entre el edema pulmonar y el aumento del flujo sanguíneo pulmonar y de la presión que da lugar a la congestión capilar. Esto puede ocurrir durante el ejercicio de mayor intensidad mientras se está inmerso o sumergido.
La inmersión facial en el momento de iniciar la contención de la respiración es un factor necesario para maximizar el reflejo de buceo de los mamíferos en los seres humanos.