顔を水につけて鼻孔を満たすと、第5脳神経（三叉神経）が供給する鼻腔内や顔の他の部分の濡れを感知する感覚受容器が脳に情報を伝達する。 そして、自律神経系の一部である第10（X）脳神経（迷走神経）が徐脈を生じさせ、他の神経経路が末梢血管収縮を誘発し、心臓と脳（および肺）の血液と酸素を保存するために四肢とすべての臓器からの血液を制限し、流れを心臓-脳回路に集中させて動物を酸素保存させる。
人間の場合、冷たい水に手足を入れても潜水反射は起こりません。 顔を水中に沈めずに呼吸を止めると、軽度の徐脈が起こります。 顔を水につけて呼吸をすると、潜水反応は水温の低下に比例して増加する。 しかし、最大の徐脈効果は、顔を水につけたまま呼吸を止めたときに誘発される。
イルカなどの動物における潜水反応は、採食時の労力レベルによってかなり変化します。 水中で酸素を奪われたとき、子どもは大人よりも長く生き延びる傾向があります。 この効果の正確なメカニズムは議論されており、深部低体温症の治療を受けた人に見られる保護効果と同様に、脳の冷却の結果である可能性があります。
頸動脈ボディ化学受容体
潜水中に息を止め続ける間、血中酸素濃度が下がり、二酸化炭素と酸性度が上昇しますが、この刺激が両側の頸動脈ボディにある化学受容体に一括して作用するのです。 頸動脈小体は感覚器として、循環血液の化学的状態を脳中枢に伝え、心臓や循環器への神経出力を調節している。 アヒルやヒトの予備的証拠によると、頸動脈小体は、潜水反応におけるこれらの統合的な心血管反応に不可欠であり、心臓に対する副交感神経（減速）作用と血管系に対する交感神経（血管収縮）作用を特徴とする「化学反射」を確立しているという。
循環器系の反応
浸漬利尿による血漿の損失は、浸漬の短時間で発生します。頭から浸漬すると、四肢から胸部への血液シフトが起こります。 この体液シフトは主に血管外組織からであり、心房容積の増加により代償的な利尿が生じる。 血漿量、一回拍出量、心拍出量は、浸漬中も通常より多いままである。 呼吸および心臓の仕事量の増加により、心筋および呼吸筋への血流が増加する。 ストローク量は、浸漬や周囲圧力の変動に大きく影響されませんが、徐脈は、特に息止め潜水における潜水反射により、全体の心拍出量を減少させます。
徐脈と心拍出量
徐脈は、冷たい水に顔をつけたときの反応で、人間の心拍は10～25パーセント遅くなります。 アザラシの場合はさらに劇的な変化があり、1 分あたり約 125 回から、長時間のダイビングでは約 10 回まで低下します。
心拍数を遅くすると、心臓の酸素消費量が減り、血管収縮による高血圧を補うことができます。 しかし、全身が冷たい水にさらされると、心拍数がかなり低下しても、加速された熱損失を補うために代謝率が上昇するため、息止め時間が短くなります。
脾臓収縮編集
酸素レベルの低下と二酸化炭素レベルの上昇に反応して脾臓が収縮し、赤血球が放出されて血液の酸素容量を増加させるのです。
Blood shiftEdit
ブラッドシフトとは、息止め潜水中に四肢の血流が頭部や胴体に再分配されるときに使われる用語です。 水中では、抵抗血管によって筋肉や皮膚、内臓など「低酸素耐性」のある部位への血流が制限され、心臓や肺、脳への酸素供給が保たれるため、末梢血管の収縮が起こる。 末梢血流に対する抵抗が大きくなると血圧が上昇し、それを補うために徐脈が起こるが、この状態は冷水によって強調される。 水棲哺乳類は、質量あたりの血液量が人間の約 3 倍で、この違いは、潜水哺乳類のヘモグロビンおよびミオグロビンに結合した酸素量がかなり多いことによって増大し、末梢器官の毛細血管の血流が最小になった後、水没の延長を可能にします。 潜水反射の一部として、心臓の副交感神経系の活動の増加は、徐脈を調整するだけでなく、息止め潜水中の人間の心臓機能の特徴である異所性拍動に関連しています。 不整脈は、冷水への顔面浸漬、中枢性血液シフトによる心臓の膨張、血圧上昇による左心室駆出抵抗の増大（後負荷）などに対する神経反応によって強調されることがある。 呼吸停止潜水中に心電図でよく測定されるその他の変化には、ST 低下、T 波の上昇、QRS 複合体に続く正の U 波があり、潜水中の左心室収縮力の低下と全体的な心機能の低下に関連する測定値です。
腎および水分バランス反応編集
水分のある被験者では、浸水により利尿が起こり、ナトリウムとカリウムの排泄が促進されます。
Respiratory responsesEdit
シュノーケル呼吸は、胸部の静水圧に打ち勝つために吸気時に必要な努力により、水面直下の浅い深度に制限されます。
直立姿勢では、静水圧による腹部の頭側変位により肺容積が減少し、肺容積の減少により気道の空気流に対する抵抗が著しく増加します。
肺の内部と呼吸ガス供給との間の静水圧差、周囲圧力による呼吸ガス密度の増加、および高い呼吸速度による流れ抵抗の増加はすべて、呼吸の仕事の増加および呼吸筋の疲労の原因となります。
肺水腫と肺血流および毛細管充血をもたらす圧力の増加には関連があると考えられています。
息止め開始時の顔面浸漬は、ヒトの哺乳類潜水反射を最大化するために必要な要素です
これは、浸水中や水中での高強度の運動中に発生する可能性があります。