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Biodiving: photosub, marine biology, diving school

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  Gli Articoli di MondoMarino.net
Immersione in un ambiente straordinario
- Apnea in alta quota -
di Lorenzo MESSINA


  
Gianluca Genoni, primatista mondiale di apnea in assetto variabile

L'attività fisica svolta ad alta quota è uno dei campi di applicazione più affascinanti della fisiologia dello sport e dell'esercizio fisico: le sfavorevoli condizioni ambientali, quali la ridotta pressione parziale dell'ossigeno e la temperatura ambientale, rendono necessario un processo di adattamento, denominato acclimatazione, per poter svolgere ragionevolmente attività normali.
L’ipossia ambientale e il lavoro svolto modificano i parametri cardiorespiratori di un individuo in modo differente secondo se l' esposizione alla quota avviene in maniera rapida oppure lenta.
La composizione del sangue, l'equilibrio acido-base, la capacità dell'emoglobina di legare ossigeno e di cederlo ai tessuti variano in maniera rilevante. Da tutto ciò consegue una notevole alterazione del metabolismo energetico, sia a riposo sia in esercizio.D'altro canto, gli aspetti fisiologici dell'attività subacquea in apnea non sono meno interessanti: nel corso degli ultimi decenni, grazie soprattutto alle imprese degli apneisti italiani, si è arrivati a quote sotto il livello del mare impensabili, e nemmeno ipotizzabili, da parte dei fisiologi e dei ricercatori del passato.


La carenza di dati scientifici in letteratura spinge il fisiologo a studiare con particolare attenzione ogni variabile che possa influenzare le capacità prestative dell'atleta, con il duplice scopo di ridurre i rischi e di raccogliere dati innovativi che, nel tempo, potranno avere rilevanza pratica nel mondo dell'attività subacquea.


L'idea di "gemellare" due mondi così lontani, le vette e gli abissi, è a dir poco originale e affascinante, nonchè ricca di importanti risvolti fisiologici da studiare e da applicare. I problemi tipici di ciascuno di questi due mondi si intrecciano e si amplificano vicendevolmente quando si decide di compiere un'immersione in apnea ad alta quota.



  
Cime Bianche, lago Goillet (Cervinia)

Gianluca Genoni, detentore di vari record di apnea, si è cimentato con un'immersione estrema a quota 3000 metri, nel lago Goillet a Cime Bianche-Cervinia, sotto una crosta di ghiaccio di 1 m di spessore, in cui era stata ricavata un'apertura.
In tale luogo, solitamente, la temperatura dell'acqua è da 1° a -2° C e le manovre ventilatorie pre-apnea sono influenzate dalla pressione ambientale dell'ossigeno, che diminuisce in proporzione alla pressione barometrica: a 3000 m la pressione barometrica è di circa 525 mmHg e la pressione dell'ossigeno (contenuto al 21% nell'aria) è il 69% circa di quella misurata sul livello del mare.
Le condizioni atmosferiche a 3000 m erano: temperatura ambientale oscillante fra -9° e -11° C; temperatura dell'acqua 1° C; vento NW 35 nodi; pressione barometrica 525 mmHg e PO2 ambientale 115,16 mmHg.L’atleta indossava una muta subacquea spessa 9 mm.


Sono stati quindi misurati, nel modo meno invasivo possibile, alcuni parametri cardiorespiratori dell'atleta, durante apnea statica o dinamica (nuoto subacqueo lungo un cavo sotto il ghiaccio), utilizzando strumenti che permettevano di registrare la frequenza cardiaca (FC) e la saturazione in ossigeno dell'emoglobina (SaO2%) prima, durante e dopo apnea, nonchè le principali grandezze respiratorie (flussi, volumi, consumo di ossigeno e produzione di anidride carbonica) prima e dopo apnea. I risultati ottenuti sono in corso di confronto con analoghe misure effettuate in piscina, in mare e durante valutazione funzionale in laboratorio.



  
Figura 1 Valori di frequenza cardiaca media (FCm in rosso) e di saturazione in ossigeno dell'emoglobina (SaO2 in azzurro) basali registrati in diversi momenti dell'esperimento

La figura 1 mostra rispettivamente i valori di FC media e SaO2 basali (quindi a riposo e respirando) registrati: sul livello del mare, in quota a 2100 e 3000 metri, FCm e SaO2subito dopo un'apnea statica di un minuto e dieci secondi a 3000 m, l'ultima di cinque ripetute, della durata di circa un minuto ciascuna.
I valori minimi di frequenza cardiaca sono stati registrati nell'acqua del lago (45 bpm rispetto ai 52 bpm registrati in piscina) evidenziando il riflesso di bradicardia da immersione, accentuato dall'esposizione del volto a bassa temperatura. Il confronto fra la colonna dei 3000 m e quella dopo apnea indica chiaramente che cosa cambia fra l'inizio e il termine di un'apnea statica.
La FCm dopo apnea statica in quota era più elevata rispetto a ogni altra situazione statica, indicando da una parte l'alto costo energetico, rappresentato non tanto dal movimento (quasi nullo) quanto dal costo della termoregolazione, e, dall'altra, il periodo relativamente breve trascorso in apnea in quota (un minuto e dieci secondi contro quattro minuti e 42 secondi durante le prove in piscina), che, probabilmente, non consentiva la piena risposta riflessa.
Non si possono escludere un intervento della sfera emozionale e un certo affaticamento dovuto alla ripetizione.


@ Incremento dei costi metabolici

Dalla figura 1 si può notare anche come la SaO2, per la sola esposizione a riposo alla quota, non scende sensibilmente come ci si aspetterebbe -una qualità, questa, dell'atleta- mentre si abbassa del 25% dopo un minuto e dieci secondi di apnea.
Questo valore di desaturazione veniva raggiunto in passato durante apnee eseguite sul livello del mare dopo almeno quattro minuti di apnea. Anche questo dato conferma che, a riposo, l'ambiente esercita sull'organismo richieste ben maggiori: il mantenimento della temperatura corporea, l'aumentata vigilanza nelle acque buie e l'esposizione alle proibitive condizioni ambientali e climatiche esterne, fra un'apnea e l'altra, giustificano da soli un notevole incremento dei costi metabolici per la semplice sopravvivenza.


I risultati delle registrazioni ergospirometriche sono in corso di analisi. Uno degli scopi di tali registrazioni è di conoscere i valori di percentuale dei gas respiratori nell'aria espirata, che tradiscono in qualche modo ciò che avviene nei polmoni, sia a seguito delle manovre ventilatorie pre-apnea, volte a diminuire il contenuto in anidride carbonica, sia durante l'apnea.
Tali valori potranno essere confrontati con valori analoghi registrati durante esperimenti di simulazione (ma non in quota) presenti in letteratura. Questo confronto dovrebbe permettere una migliore conoscenza delle capacità dell'atleta e fornire un insieme di dati utili per tutte le immersioni scientifiche, commerciali o militari da effettuarsi in acque polari o a bassa temperatura.



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