Cơ chế ngăn con người nín thở đến khi chết ngạt

Cơ thể có nhiều hệ thống ngăn con người nín thở quá lâu và khi hệ thống này lỗi, hệ thống khác sẽ tiếp quản.

Về cơ bản, con người không thể nín thở đến khi chết ngạt, thậm chí đến khi ngất xỉu. Vậy cơ thể làm điều này như thế nào?

Cơ thể người có nhiều hệ thống ngăn việc nín thở quá lâu. (Ảnh: Ingrid Deon).

Có vài vùng não hoạt động để giúp con người thở. "Đầu tiên là vỏ não vận động", Anthony Bain, phó giáo sư Khoa Vận động học tại Đại học Windsor, Canada, cho biết. Khi cảm nhận một người không thở, nó truyền tín hiệu xuống trung tâm hô hấp - là phần gốc của não - tủy sống. Bộ phận này kiểm soát các cơ cho phép con người thở như cơ hoành, cơ chính giúp làm phồng và xẹp phổi, và cơ liên sườn, nằm giữa các xương sườn và giúp giãn lồng ngực mỗi lần thở.

Vùng thứ hai là một mạng lưới nằm dịch về phía cuống não, vùng phức hợp pre-Bötzinger, hoạt động như máy tạo nhịp hô hấp của cơ thể. Kể cả khi một người không thở, máy tạo nhịp hô hấp này vẫn chạy, cố gắng giúp người đó hô hấp.

Thêm vào đó, cơ thể còn có các thụ thể hóa học theo dõi mức oxy và CO₂. Chúng gồm hai nhóm là thụ thể hóa học trung tâm và phản xạ hóa học ngoại vi. Bain cho biết, nhóm thụ thể hóa học trung tâm nằm trong não, chủ yếu chỉ phản ứng với CO₂. Nhóm phản xạ hóa học ngoại vi nằm trong cổ, gần thanh quản. Chúng phản ứng với CO₂ và cả mức oxy thấp khi một người kéo dài thời gian nín thở.

Cuối cùng, có những thụ thể trong phổi phát hiện sự kéo giãn khi phổi phồng lên và xẹp xuống. Khi một người nín thở và phổi ngừng giãn, "chuông báo động" bắt đầu vang lên. Khi bất kỳ hệ thống nào trong số những hệ thống trên phát hiện bất thường, nó sẽ gửi tín hiệu căng thẳng đến trung tâm hô hấp ở não, trung tâm này sẽ làm mọi cách để khởi động lại quá trình thở.

Thợ lặn Budimir Sobat giữ Kỷ lục Thế giới Guinness về nhịn thở lâu nhất. (Ảnh: Guinness World Records).

Thợ lặn trải qua đào tạo có thể nín thở đến khi sắp ngất xỉu. Họ được huấn luyện để vượt qua tín hiệu mà các thụ thể hóa học truyền đi và khiến mức oxy xuống thấp hơn nhiều so với người bình thường. Họ chỉ thở khi cảm thấy mình sắp bất tỉnh. Kỷ lục về nín thở dưới nước mà không sử dụng oxy trong quá trình chuẩn bị là gần 12 phút.

Một cách để cả người được đào tạo và chưa qua đào tạo tăng thời gian nín thở là đưa thêm oxy vào cơ thể, bằng cách thở nhanh hoặc hít oxy tinh khiết. Thực tế, đôi khi cách này được sử dụng trong một số quá trình chụp chiếu y tế, khi bệnh nhân cần nằm yên trong thời gian dài. "Bạn có thể cung cấp cho họ 100% oxy, sau đó, trong một số trường hợp, họ có thể nhịn thở đến 5 phút", Bain cho biết.

Đây cũng là cách Kỷ lục Thế giới Guinness về nhịn thở được thiết lập. Năm 2021, Budimir Sobat, một thợ lặn tự do người Croatia, đã nín thở 24 phút 37 giây.

Lượng oxy bổ sung khiến các thụ thể hóa học ngoại vi nghĩ rằng mọi thứ đều ổn. Nhưng kể cả khi chúng bị vô hiệu hóa, cơ thể vẫn có những cơ chế dự phòng để khiến một người hít thở trước khi ngất đi. "Điều này rất hợp lý khi xem xét dưới góc độ tiến hóa. Hít thở vô cùng quan trọng. Do đó, thật dễ hiểu khi có sự dự phòng trong các hệ thống để buộc cơ thể tiếp tục hít thở", Bain giải thích.

• Tại sao không thể tự tử bằng cách nhịn thở?
• Điều gì sẽ xảy ra khi không mặc đồ bảo hộ trong không gian?
• Người bình thường có thể nhịn thở dưới nước được bao lâu?