Sicurezza in Apnea: utilizzo erogatore subacqueo nel primo soccorso

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Sicurezza in Apnea: riflessioni sul possibile utilizzo del secondo stadio dell’erogatore subacqueo nel primo soccorso di apneisti e\o pescatori in apnea che riemergono in black-out e con importanti problematiche respiratorie.

Vorrei esprimere la mia profonda gratitudine a Tom Ardavany e Bill&Leigh Baker per i commenti , i suggerimenti , il background e l’esperienza professionale che hanno condiviso. In questo articolo ho cercato di condensare le esperienze ed il know-how acquisito durante la partecipazione a diverse competizioni di apnea in cui ho lavorato con loro come Safety Diver e\o come responsabile della sicurezza.

Attenzione: il presente articolo ha scopo puramente informativo e non deve essere usato come riferimento in nessun tipo di attività di primo soccorso, resscue o Basic Life Support. Esistono standard medici e procedure approvate e riconosciute al livello internazionale da organi autorizzati che devono essere seguite nelle attività di primo soccorso, rescue e BLS. L’autore dell’articolo e le persone citate nell’articolo non saranno per nessun motivo responsabili di eventuale uso improprio che potrà essere fatto delle informazioni contenute in questo articolo.

PRIMO CONSIGLIO SULLA SICUREZZA: MAI IN MARE DA SOLI!

Subito dopo la morte di Nicolas Mevoli durante la competizione VB2013, ho avuto immediata la sensazione che si sarebbe potuto fare qualcosa di più per salvare la sua vita, in particolar modo sulla piattaforma e soprattutto dai medici che erano responsabili della gestione della sicurezza sulla piattaforma durante la gara. Questo pensiero non mi ha fatto dormire per un lungo periodo di tempo dopo l’evento e ancora oggi, dopo diversi anni, sono ancora convinto che con un adeguato supporto medico la sua vita avrebbe potuto essere salvata.

Non sono un medico e non voglio stare qui a discutere o creare qualsiasi controversia o polemica sul lavoro fatto dai medici sulla piattaforma quel giorno (ci sono state indagini ufficiali AIDA nelle quali professionisti con conoscenze specifiche e formazione accademica di altissimo livello hanno espresso la loro opinione su come è stata gestita quella situazione di emergenza) ma vorrei sottolineare il fatto che probabilmente i protocolli di primo soccorso, ed in particolare alcuni equipaggiamenti ed attrezzature che erano disponibili durante la competizione di apnea (fino a quel giorno), non sono stati utilizzati in modo efficace e\o il loro utilizzo non è stato considerato essenziale per la risoluzione di questo tipo di incidente.

In particolare le manovre di supporto alla respirazione basate sull’uso della maschera AMBU-BVM non sono state efficaci per ristabilire la respirazione autonoma di Nicolas (dopo un anno dall’evento ho avuto l’opportunità di vedere il video dell’incidente e ci sono alcune evidenze che non possono essere trascurate, specialmente nell’uso improprio che è stato fatto di alcune attrezzature mediche). In quel caso nessuno ha deciso di provare ad utilizzare altre soluzioni “pratiche” che erano disponibili sulla piattaforma come ad esempio il secondo stadio dell’erogatore subacqueo collegato alla bombola di ossigeno. Probabilmente perché il protocollo di gestione dell’emergenza in uso non prevedeva l’utilizzo di questi dispositivi.

Dopo questo incidente e durante la preparazione del Safety Team per il Vertical Blue 2014, ho avuto l’opportunità e la fortuna di parlare a lungo dell’incidente di N. Mevoli con il medico responsabile per il VB2014, Mr. Tom Ardavany. Tom è un infermiere e paramedico della Washington State, ha lavorato in un Centro Traumatologico di primo livello e come infermiere di volo su eliambulanze dedicate al trasporto di pazienti e vittime con traumi critici. Tom lavora anche come paramedico nelle isole di San Juan e, con la qualifica di istruttore EMT per il Remote Medical International, Tom ha addestrato al primo soccorso ed alla gestione di emergenze mediche sia personale militare che agenti del governo nonché guardie del corpo.

Durante le nostre lunghe discussioni abbiamo dedicato molto tempo nel pensare al possibile utilizzo del secondo stadio dell’erogatore subacqueo collegato alla bombola di ossigeno al fine di supportare le funzioni di base alla vita di un apneista che riemerge in black-out e con evidenti problemi respiratori e\o con un potenziale barotrauma polmonare o “squeeze”. Abbiamo parlato di come e se questo semplice elemento di una normale attrezzatura da SCUBA (quindi anche facilmente disponibile a bordo di una imbarcazione) potesse essere davvero efficace nel primo soccorso di apneisti o pescatori subacquei che riemergono con una situazione medica come quella descritta sopra. Ed abbiamo effettuato molte esercitazioni al fine di capire come gestire al meglio il soccorso della vittima usando, oltre agli equipaggiamenti medici standard, anche il secondo stadio dell’erogatore subacqueo collegato alla bombola di ossigeno. Per fortuna in quel VB non abbiamo mai avuto la necessità di utilizzare questa apparecchiatura.

Un anno dopo, nel 2015, ho lavorato come responsabile della sicurezza nella competizione di apnea “Nirvana Ocean Quest” che si svolge in Colombia nell’isola di San Andres, ed ho chiesto a Tom una consulenza al fine di organizzare al meglio il piano di gestione dell’emergenza. Durante questo evento, in accordo con l’organizzatore ed il medico che era sulla piattaforma, abbiamo deciso di introdurre nelle “procedure di gestione dell’emergenza” il secondo stadio dell’erogatore subacqueo collegato alla bombola di ossigeno: nel caso di apneista che fosse riemerso in black-out, con un grave deficit respiratorio e\o con possibili complicazioni al livello polmonare e che non si fosse ripreso (ovvero avesse ripreso a respirare autonomamente) dopo un minuto di somministrazione di ossigeno con la maschera AMBU-BVM, l’opzione primaria sarebbe stata l’utilizzo del secondo stadio dell’erogatore subacqueo collegato alla bombola di ossigeno al fine di supportare le funzioni respiratorie della vittima.  Per fortuna anche in questa occasione non abbiamo mai avuto la necessità di utilizzare questa o altre attrezzature mediche.

Quest’anno proprio all’inizio della competizione Vertical Blue 2016 ci siamo trovati a gestire il caso di un apneista che è riemerso da un tuffo profondo con un brutto black-out e con un grave deficit respiratorio. Seguendo il protocollo standard concordato, abbiamo portato la vittima sulla piattaforma ed abbiamo iniziato immediatamente la somministrazione di ossigeno tramite la maschera AMBU collegata alla bombola di ossigeno (la maschera in questo caso era perfettamente aderente al viso della vittima e collegata alla bombola di O2). Dopo circa 1 minuto abbiamo visto che l’apneista non riiniziava a respirare autonomamente e abbiamo deciso, sulla base di molte esercitazioni pratiche fatte prima della competizione, di provare con l’erogatore subacqueo: uno dei membri del safety team ha iniziato a respirare ossigeno dall’erogatore e ad effettuare delle manovre di respirazione bocca-a-bocca sulla vittima. Dopo due tentativi abbiamo deciso di aprire la bocca della vittima e di inserire direttamente l’erogatore in bocca mentre iniziavamo, ad intervalli regolari, a mandare ossigeno nei suoi polmoni premendo la valvola dell’erogatore.

Basandoci solo ed esclusivamente sull’ osservazione delle reazioni dell’anpneista (quindi senza un background basato su test medico scientifici a supporto), abbiamo avuto l’opportunità di capire quanto questa semplice attrezzatura possa essere efficace nelle procedure di soccorso di un apneista che riemerge in black-out e con serie difficoltà respiratorie probabilmente causate da laringospasmo e chiusura della glottide. L’utilizzo della maschera AMBU-BVM, utilizzata inizialmente per supportare la respirazione dell’apneista, non è stata molto efficace probabilmente perché questo dispositivo medico non è in grado di forzare aria (quindi con una pressione positiva sufficientemente elevata) nella prima sezione dell’apparato respiratorio della vittima che probabilmente è occlusa a causa dello spasmo muscolare.

Basandoci su questi dati empirici, abbiamo osservato che probabilmente ciò che è realmente necessario in casi come questo è proprio la generazione di una pressione aerea positiva che possa forzare la riapertura della glottide e della laringe e quindi l’arrivo del flusso aereo direttamente nei polmoni. Questa pressione positiva poteva essere applicata sia utilizzando il secondo stadio di un erogatore subacqueo collegato ad una bombola di ossigeno oppure effettuando una respirazione bocca-a-bocca efficace.

Ora dobbiamo cercare di distinguere tra due possibili scenari operativi:

–  Primo Scenario: sei a fare pesca in apnea oppure stai facendo apnea ricreativa con il tuo compagno oppure ti stai allenando con un istruttore e l’unico dispositivo che avete disponibile a bordo del gommone o della barca appoggio è il secondo stadio di un erogatore subacqueo collegato alla bombola di ossigeno e (magari) anche una maschera AMBU-BVM.

– Secondo Scenario: sei in un evento organizzato e\o in una competizione con dei medici professionisti presenti sulla piattaforma e con a disposizione strumenti medici professionali ed anche il secondo stadio di un erogatore subacqueo collegato ad una bombola di ossigeno (che solitamente è presente sulla piattaforma)

Nel primo caso, se l’unico dispositivo alternativo disponibile è un erogatore subacqueo, la procedura di rescue che potrebbe essere messa in atto nel caso in cui il compagno apneista non si riprenda dopo pochi secondi o se l’uso della maschera AMBU-BVM non fornisca i risultati attesi dopo circa un minuto di somministrazione è la seguente:

  1. Inserire il secondo stadio dell’erogatore nella bocca della vittima: il compagno o la persona che sta effettuando l’operazione dovrebbe usare le dita della mano al fine di sigillare bene l’erogatore nella bocca della vittima affinché non si perda aria e pressione quando si preme la valvola di rilascio.
  2. Chiudere bene anche il naso della vittima al fine di non perdere aria dalle vie aeree superiori.
  3. Premere la valvola presente sull’erogatore per due secondi o fino a che non vedete che il petto della vittima si solleva leggermente, situazione che ragionevolmente indica che l’aria in pressione ha superato l’occlusione generata dallo spasmo nella laringe e nella glottide ed è arrivata nei polmoni.
  4. Ripetere finché la vittima non ritorna a respirare autonomamente.
  5. Non appena le vie aeree sono libere, tornare a supportare la respirazione mediante AMBU-BVM

Nel secondo scenario, se ci troviamo in una competizione o in un evento in cui sono presenti medici professionisti o soccorritori esperti nella gestione dell’emergenza, un dispositivo medico che “potrebbe e dovrebbe” essere presente (ovviamente assieme alla maschera AMBU-BVM e ad altre attrezzature mediche standard), come suggerito da Rik Rosken, potrebbe essere un “ MTV – Manually Triggered Valve o dispositivo per la somministrazione di ossigeno con una valvola che viene gestita manualmente. Questo dispositivo è in grado di fornire una pressione in uscita tra i 40 ed i 70 mmH2O. La grade differenza con il secondo stadio dell’erogatore è la possibilità di visionare in maniera ottimale il pattern respiratorio ed inoltre è un dispositivo medico che può essere sicuramente usato in questo tipo di procedure. La ragione per cui la AMBU-BVM forse non funziona correttamente è dovuta al fatto che la maschera ha una valvola standard di sovrappressione che previene l’insufflazione di aria nello stomaco e quindi se la pressione aumenta la maschera automaticamente apre la valvola per ridurla”

Prima Riflessione. Anche se la maschera AMBU-BVM (come indicato nei protocolli medici di primo soccorso ed anche da Bill Baker che era il responsabile del soccorso medico presente sulla piattaforma all’ultimo VB2016) rimane il dispositivo realmente testato ed approvato al fine di fornire ossigenazione ad un individuo ipossico che respira in modo non efficiente (e sicuramente un individuo che è apnoico), possiamo dire che probabilmente il secondo stadio dell’erogatore subacqueo può essere considerato un valido supporto nel caso in cui la maschera AMBU-BVM non fornisca i risultati attesi dopo alcuni secondi oppure nel caso in cui non siano disponibili altri dispositivi medici. Non rimpiazza i dispositivi standard che sono preposti alla ventilazione di un paziente apnoico o che abbia un pattern respiratorio inefficiente, ma fornisce solo un supporto aggiuntivo o una alternativa nel caso in cui non vi fossero altre soluzioni disponibili.

Abbiamo avuto diverse testimonianze (dirette o tramite report scritti) di diversi casi (almeno 4 casi gravi accaduti sia durante competizioni che durante allenamenti profondi) nei quali è stato utilizzato il secondo stadio dell’erogatore collegato alla bombola di ossigeno, a volte dopo più di 4 minuti in cui si tentava di rianimare la vittima con la maschera AMBU o con la respirazione bocca-a-bocca: in tutti questi casi di cui abbiamo testimonianza diretta, l’utilizzo del secondo stadio dell’erogatore collegato alla bombola di ossigeno è stato decisivo per ripristinare le funzioni respiratorie della vittima.

Seconda Riflessione. Nella stragrande maggioranza degli eventi di apnea che si svolgono in tutto il mondo ed anche in molti equipaggiamenti di rescue che sono presenti a bordo di barche appoggio utilizzate per uscite di apnea profonda o di pesca in apnea, ad oggi la realtà dei fatti è che il secondo stadio dell’erogatore collegato alla bombola di ossigeno è l’equipaggiamento più comunemente e facilmente disponibile. È molto importante prendere seriamente in considerazione l’introduzione di altre attrezzature e\o equipaggiamenti medici di supporto alle emergenze durante le competizioni e gli eventi di apnea:  (1) Dispositivi MTV- Manually Triggered Ventilator, (2) Dispositivi CPAP – Continuous Positive Air Pressure oppure in caso di arresto respiratorio (3) Dispositivi PPV – Positive Pressure Ventilation o altri dispositivi di supporto opportunamente assemblati e che prevedano l’uso di ossigeno e di un apposito erogatore\maschera.

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http://www.medicaldev.com/products/mtv-100manually-triggered-ventilator/

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/9737408

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Come suggerito da Bill Baker: “ Possiamo assumere che dal punto di vista operativo le problematiche critiche che possono colpire un apneista alla riemersine da un tuffo in apnea e che devono essere gestite tempestivamente su una piattaforma possano essere suddivise in 4 principali tipologie:

  • ipossia ed anossia che si manifestano con il black-out – con e senza trisma, laringospasmo o convulsioni;
  • squeeze polmonare o barotrauma polmonare traumatico, che può risultare in un edema polmonare con copiose perdite di sangue.
  • Una combinazione di squeeze e balck-out, con tutto ciò che comporta;
  • Un arresto respiratorio-apnea, vittima che non respira.

Tutti noi comprendiamo la fondamentale importanza nel fermare tempestivamente la progressione di uno qualunque di questi processi. Per come è concepito il dispositivo CPAP tradizionale, affinché esso funzioni correttamente e supporti efficacemente le attività respiratorie della vittima, dovremmo essere in presenza di una vittima che respira in modo efficiente ed efficace. Fornire pressione positiva nelle vie aeree di una vittima con i sintomi sopra descritti serve a superare i limiti fisiologici che possono causare una riduzione significativa nello scambio di gas al livello cellulare. Questo mancato scambio di gas può causare un effetto cascata ed un susseguirsi di eventi terribili per il corpo umano e che alla fine possono portare alla morte. La gestione del tempo che intercorre prima di giungere ad un danno irreparabile per il corpo umano ed l’utilizzo appropriato dei dispositivi medici di supporto all’emergenza possono aiutare a gestire al meglio la situazione ed interrompere e\o invertire questo effetto cascata. Tuttavia, dipendentemente dallo stato della vittima, anche nel caso di supporto respiratorio tempestivo ed efficacie, potrebbe volerci del tempo affinché il corpo inizi a reagire e ritorni alle funzioni vitali normali. A volte bastano pochi secondi, a volte servono diversi minuti: in questo intervallo di tempo risulterà di fondamentale importanza la preparazione e la prontezza del Safety Team nell’adozione di opportune contromisure e nella gestione tempestiva dell’emergenza”

Riflessioni derivanti da esperienze su campo: il secondo stadio dell’erogatore subacqueo collegato ad una bombola di ossigeno può essere una ottima soluzione per supportare apneisti o pescatori in apnea che riemergono in condizioni di black-out e che non si riprendono (come normalmente dovrebbe accadere) dopi pochi secondi. Le procedure di sicurezza adottate nella gestione di questa tipologia di incidenti dovrebbero essere riviste e se possibile aggiornate poiché non è la prima volta che si riesce a salvare una vita tramite l’utilizzo di questo semplice elemento di una comune attrezzatura subacquea. Ogni dispositivo citato in questo articolo è uno strumento che può essere utilizzato in modo appropriato nelle diverse circostanze. Ma dal punto di vista squisitamente empirico e basando il ragionamento solo su osservazioni e su testimonianze dirette raccolte, possiamo concludere che il secondo stadio dell’erogatore subacqueo collegato ad una bombola di ossigeno sembra essere uno strumento utile ed efficacie per aiutare il soccorritore a raggiungere un risultato positivo nel caso in cui gli altri dispositivi professionali non siano disponibili o non stiano fornendo i risultati attesi.


Autore: Marco Cosentino, Istruttore AIDA international and Apnea Academy, istruttore DAN BLS  provider ed esperto Safety Diver. La riproduzione non è consentita.

Freediving and Safety: utilization of diving regulator in rescue

Per la versione in Italiano clicca qui

Freediving and Safety: possible utilization of SCUBA Diving Regulator to rescue freedivers surfacing in black-out and with severe respiratory issues.

I would like to express my profound gratitude to Tom Ardavany and Bill&Leigh Baker for comments, suggestions, background and professional experience they have shared. In this article I tried to summarize the experiences and know-how gained during several freediving competitions working as Safety Diver and\or Chief of Safety.

Disclaimer: this article is purely for information purposes and must not be used as a reference for any type of first aid or any rescue or BLS activities. There are medical standards and internationally approved procedures by authorized bodies which must be followed in first aid, rescue and BLS activities. Neither the author nor  the persons mentioned in the article may be held responsible for the use which may be made of the information contained therein.

First Safety Advice: Never Dive Alone!

Immediately after the death of Nicolas Mevoli during VB2013 competition I had the feeling that something more could have been done in order to save his life, mainly on the platform and mainly from the medics who were in charge on the platform during the competition. This thought did not make me sleep for a long time after the event and even today, after several years, I’m still convinced that his life could have been saved with proper medical support.

I’m not a medic and I do not want to argue or create any controversy on the job done by the doctors on the platform that day (there have been official AIDA investigations and appointed professionals with specific knowledge and academic background have expressed their opinions on how the emergency was handled) but I would like to highlight the fact that probably the rescue protocols, and especially some equipment’s supposed to be available during freediving competitions (till that day), were not effectively used and\or their usage was not considered to be essential for the resolution of this type of cases.

In particular, the breathing supporting maneuvers based on the utilization of the AMBU-BVM mask equipment did not result to be effective for the recovery of Nicolas’s breathing (after one year from the event I had the opportunity to see the video of the accident and there are some evidence which cannot be neglected, especially in the improper usage of the device) and in that case no one decided to try other “practical” solutions which were available on the platform (e.g. diving regulator), probably because the emergency management protocol was not foreseeing the utilization of those devices.

After this sad event and during the preparation of the Vertical Blue 2014, I had the opportunity to talk a lot about the accident with the medic in charge for the VB2014, Mr. Tom Ardavany. Tom is a Registered Nurse and Paramedic from Washington State and he has worked in a Level I Trauma Center and as a flight nurse transporting critical trauma and medical patients via helicopter air ambulance. He also works as a paramedic in the San Juan Islands. As an EMT Instructor for Remote Medical International, Tom has trained military personnel, government agents and body guards in emergency medical response.

During our discussions we have been spending a lot of time thinking about possible utilization of the diving regulator connected to the oxygen tank in order to support a freediver suffering severe breathing impairments and potential lung barotrauma or squeeze. We talked about how and if this very easily available equipment could be really effective in supporting freedivers or spearfisherman surfacing with the aforementioned medical situation, and we have been running drills with the safety crew on how to properly use it.  Fortunately during that VB we never had the need to use this equipment.

One year later, 2015, when I was called to be the chief of Safety in the Nirvana Ocean Quest Competition in Colombia, I asked for Tom’s advice in order to properly set-up the emergency management plan. During this event, together with the organizer and the medic in charge on the platform, we decided to introduce the SCUBA Diving regulator in the “emergency management procedure”: in case of black-out victim with severe breathing impairments and possible lungs issues and not recovering after 1 minute of AMBU-BVM mask utilization, the primary option was the utilization of the diving regulator connected to an oxygen tank in order to support victim’s breathing. Fortunately also during this event we never had the need to use this device.

This year, at the very beginning of the VB2016, we had to manage the case of a  freediver who came out on the surface with a bad black-out, with severe breath impairments and again we (I was member of the Safety Team, Tom was the supervisor and Bill Baker was the platform emergency responsible) followed the protocol and started immediately supporting his breathing on the platform with the AMBU-BVM mask (the mask in this case was used in a proper way, e.g. adherent to the victim’s face and connected to the oxygen tank). After probably 1 minute we saw that the freediver was not breathing properly and we decided, based on several drills we run before the competition, to switch to the diving regulator: one of the safety divers started breathing oxygen from the diving regulator and performed a couple of mouth-to mouth rescue breathing on the victim. After two attempts we decided to open diver’s mouth and insert the diving regulator directly in his mouth while pinching his nose and starting purging oxygen in his lungs through the regulator valve.

Based purely on the observation of freediver’s reactions, so without any scientific background based on medical tests  supporting the following assumptions, we had the opportunity to understand first-hand how effective the utilization of the diving regulator really can be when a diver surfaces with a serious black out and severe breath impairments most probably caused by larynx-spasm and closure of the glottis. The utilization of the AMBU-BVM mask, adopted initially for supporting athlete’s breathing,  was not really effective because this device is probably not forcing oxygen with enough positive pressure into the first section of the victim’s respiratory system, which is probably occluded or sealed.

Based on this observations we have agreed that what is probably needed in these cases is positive air pressure to support (or is better saying force) the re-opening of the glottis and larynx  and so the arrival of the air flow directly into the lungs. This positive pressure can be generated either by using the second stage of the diving regulator or by performing an effective mouth-to-mouth rescue breathing.

Now we should try to distinguish between two possible real case scenarios:

– First Scenario: You are spearfishing or freediving with a buddy or you are out at sea for a diving training session with an instructor and the only easily available device on the boat is the diving regulator connected to the oxygen tank and (possibly) the AMBU-BVM Mask.

– Second Scenario: You are in an organized event and\or in elite competitions where there are professional medics on the platform and other professional medical tools, together with the diving regulator and AMBU-BVM, are available.

In the first case, if the only alternative available device is the diving regulator, a possible rescue procedure in case the AMBU-BVM doesn’t provide the expected feedback after 1 minute, shall be based on the following very easy steps:

  1. Second stage of the SCUBA Diving regulator connected to the oxygen tank
  2. Second stage of the SCUBA Regulator properly inserted in the victim’s mouth: buddy or safety team member shall use his fingers to properly seal the regulator in the mouth in order to not loose air pressure when pressing the purge button
  3. Nose of the victim pinched in order to not loose air pressure from the upper airways.
  4. Press the purge valve on the regulator for 2 seconds or until you see the victim’s chest rising meaning that the airflow broke the occlusion in the larynx and the air is flowing in the lungs.
  5. Repeat until the victim will start breathing autonomously.
  6. As soon as the airways are cleared, switch back to the AMBU-BVM to support breathing

In the second scenario, if we are in competitions and we have professional medics or emergency management experts on the platform, a “must have” equipment on the platform (apart from the AMBU-BVM mask and other standard equipment’s) could be “a manually triggered valve oxygen ventilating device (so-called MTV), which gives 40-70mm H20 Pressure. The big differences between the diving regulator and the MTV is the better visibility of the breathing pattern and is actually a medical device that can be used for such procedures. The probably reason that AMBU-BVM fails is that BVM has a standard overpressure valve protecting the inflation of the stomach”, as Rik Rosken suggested.

First reflection. Even if the AMBU-BVM mask , as indicated in many first aid protocols and also confirmed from Bill Baker who was the Safety Responsible in charge on the platform at the last Vertical Blue, “remains the tried and true device to provide oxygenation for a hypoxic individual who is breathing inefficiently, and certainly for one who is apneic, we can state that probably the diving regulator has to be considered a valuable support in case the AMBU-BVM device doesn’t provide the expected results after few seconds or in case other professional devices are not available. It just doesn’t replace devices that are designed to ventilate an apneic or unequivocally inefficient respiratory pattern, it just provides additional support or an alternative in case no other solutions are immediately available.”

We have been reported (direct witnesses or written reports) of several cases (at least 4 severe cases happened both in competitions or during deep training) in which the second stage of the diving regulator has been used, sometimes after more than 4 minutes of resuscitation attempts based on the usage of AMBU-BVM mask or mouth-to-mouth rescue breathing:  in all the reported cases the utilization of the regulator was found decisive for the recovery of the breathing activity of the victim.

Second reflection. For the overwhelming majority of world-wide free-diving events, the reality is that the oxygen tank connected to the diving regulator is the go-to device because it is currently the predominant piece of equipment easily available on boats or platforms. The introduction of additional equipment’s during freediving competitions and events shall be taken in serious consideration: (1) MTV- Manually Triggered Ventilator devices, (2) CPAP- Continuous Positive Air Pressure or, in case of respiratory failure, (3) Positive Pressure Ventilation (PPV) devices or other supportive devices, mechanically enhanced with the use of the oxygen tank & the right regulator.

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http://www.medicaldev.com/products/mtv-100manually-triggered-ventilator/

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/9737408

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As suggested by Bill Baker “We can state that in broad scope, the freediver’s problems can be broken down to 4 critical platform complications:

  • hypoxia & anoxia which manifests as blackouts – with or without trismus, laryngospasm, or seizure;
  • lung squeeze or traumatic lungs barotrauma, resulting in pulmonary edema, sometimes copious and overwhelming;
  • a combination of squeeze & blackout, with all that entails;
  • respiratory arrest – apnea, not breathing.

We all understand the monumental importance of stopping progression of any of these processes. Now then, as the traditional CPAP is conceived, one must be breathing efficiently & effectively for CPAP to be of benefit. Positive airway pressure is provided to assist in overcoming the physical limits that exist & which ultimately causes insufficient gas exchange at the cellular level. This causes a cascading effect of horrible events in the human body, which can ultimately result in death. The amount of time into the insult (the damage done), as well as proper application of appropriate the tools, will help bridge the gap & stop/reverse this cascade. However, it also takes time for the body to work through that. Sometimes seconds, sometimes several minutes, which is assisted by Safety’s & Medical’s early recognition and proficient mitigation efforts.”

Lesson Learnt from experience: the oxygen regulator can be a good solution to support freedivers or spearfisherman suffering severe black-outs and not recovering after few seconds. Safety procedures defined to manage these type of accidents shall be reviewed and possibly updated because this is not the first time that a life is saved using this very simple equipment. Each device\equipment is a tool that can be utilized in the appropriate circumstance. “But empirically and based purely on observation and consistent anecdotal input, the SCUBA Diving regulator setup on an oxygen tank seems at this point to be a useful and effective device to aid in reaching a positive outcome in case other professional devices are not available and\or are not providing the expected results in few seconds”. During last VB2016 we tested the usage of the SCUBA diving regulator also in the simulated case of a victim suffering a mandibular lockjaw: based on the tests we have done we can assume that, if properly inserted in the victim’s mouth and with mouth + second stage of the SCUBA Diving Regulator system properly sealed, the regulator is capable of forcing air (generating positive pressure) in the lungs even through clenched teeth.


Author: Marco Cosentino, AIDA international and Apnea Academy Instructor, DAN BLS instructor and experienced Safety Diver. Reproduction is authorized provided the source is acknowledged.

Allenare l’apnea per migliorare nel nuoto: la nuova sfida

Nuoto e apnea, perché?

Da qualche tempo oramai grandi campioni del nuoto come Milorad Cavic – nel passato – e Federica Pellegrini & Co. hanno inserito nelle loro routine di allenamento di nuoto delle sedute specifiche di allenamenti in apnea sia in acqua che a secco. Perché vi domanderete. Beh! La risposta è abbastanza immediata: per migliorarsi bisogna curare i particolari e per atleti di alto livello ogni dettaglio fa la differenza.

Ma anche per il nuotatore Master il dettaglio e la cura dei particolari sono elementi sicuramente sfidanti e motivanti. In uno sprint a farfalla o a stile libero un nuotatore di alto livello può arrivare a respirare 2 volte mentre sui 100 il numero di respirazioni può salire a 20, ovvero si prende aria ogni 6\8 bracciate.

Nella farfalla per respirare non basta girare il capo, già alzare la testa e tenerla in avanti cambia l’assetto del nuotatore e fa perdere decimi importanti. Eliminare o ridurre questa necessità di respirare significa poter risparmiare decimi fondamentali in una prestazione di alto livello. In un 200 stile libero o in un 400 stile libero è molto importante riuscire a gestire al meglio la respirazione e quindi l’ossigenazione muscolare soprattutto quando il livello di affaticamento inizia a diventare limitante sia dal punto di vista tecnico che prestazionale.

Siamo convinti che allenare l’apnea nel nuoto introducendo delle sedute di allenamento specifico sia a secco che in acqua permetterà al nuotatore di imparare a respirare meglio ed ottimizzare la capacità polmonare. Attraverso degli esercizi di respirazione specifici il nuotatore potrà imparare a utilizzare al meglio il diaframma e la respirazione diaframmatica sia durante la prestazione che nelle fasi di recupero: questo tipo di respirazione, che deriva direttamente dalle pratiche yoga Pranayama, è una respirazione tutt’altro che banale ma che può permettere all’atleta di aumentare anche del 30% i volumi aerei scambiati, con tutti i chiari vantaggi che ne possono conseguire in termini di ossigenazione.

Infatti avere un diaframma mobile, elastico e rilassato permette una ventilazione ottimale soprattutto nelle fasi del nuoto in cui il livello di fatica è molto elevato, ed essere consapevoli del tipo di respirazione che si sta facendo aiuta a gestire al meglio i momenti in cui l’ossigeno inizia a mancare e l’acido lattico si accumula nei nostri muscoli. In acqua sarà opportuno introdurre delle sessioni specifiche di nuoto in apnea e di apnea pura al fine di migliorare la tolleranza ipercapnica ed ipossica e quindi permettere all’atleta di riuscire a gestire al meglio momenti della prestazione in cui sono tre i fattori che possono iniziare a inficiare la prestazione e generare stress:

  1. l’accumulo di anidride carbonica,
  2. lo scarso apporto di ossigeno
  3. l’accumulo di lattato

Infatti un elemento molto importante da non sottovalutare è anche lo stress che deriva dalla scarsa abitudine a gestire momenti della gara in cui abbiamo poco ossigeno e dobbiamo stare sott’acqua: si pensi alle fasi subacquee in uscita dalle virate, momenti di una prestazione che possono fare la vera differenza (Phelps ce lo ha dimostrato!).

Swim-Apnea è una innovativa metodica di allenamento che non sostituisce e critica quella corrente ma che amplia lo spettro e la gamma motivazionale dei nuotatori che con piacere potranno migliorare notevolmente i risultati sportivi tramite il totale controllo della loro performance sportiva e rivolto a tutte le persone comuni che vogliono accrescere la propria autostima.

Per info su programmi di allenamento specifici Swim-Apnea contatta Marco Cosentino o Luciano Vietri

Respirazione ed Apnea

Respirazione ed Apnea

“Quale è la respirazione ottimale prima di una prestazione in apnea?”

È la domanda ricorrente che ogni neofita apneista pone al proprio istruttore per cercare di capire come prepararsi  alla prestazione nel modo migliore, come “riempire al meglio” i polmoni e come provare a prolungare la propria apnea mantenendo comunque un buon livello di rilassamento.

Ed è la domanda che molti apneisti  (più o meno esperti) e pescatori in apnea dovrebbero porsi per cercare di capire come affrontare al meglio un tuffo in profondità ed eventualmente migliorare e rendere più sicure le proprie prestazioni.

Attenzione: tutte le discipline subacquee  e\o apneistiche durante le quali è previsto l’atto di trattenere il respiro devono essere svolte in presenza di un istruttore e\o di un compagno qualificato. Questo post ha scopo puramente informativo. Mai in Mare da soli.

Sicuramente tutte le tecniche di respirazione che vengono proposte durante i corsi di Apnea sono molto importanti ed aiutano l’apneista nella gestione ottimale dei volumi polmonari, nella consapevolezza e sensibilità respiratoria, nella mobilizzazione del diaframma, nella elasticizzazione dei muscoli accessori della respirazione….e molto altro. Certamente attraverso il controllo del respiro possiamo ridurre il  battito cardiaco, possiamo regolare la pressione sanguigna, possiamo agire sul livello di acidità (pH) del sangue, possiamo ridurre l’attività cerebrale a calmare il sistema nervoso e certamente possiamo aumentare l’ossigeno che immagazziniamo nei polmoni.

“respirazione addominale-nadi sodhana-kapalabati-repirazione frazionata-bastrika-tempi di espirazione molto più lunghi dei tempi di inspirazione”

In ogni fase della vostra carriera apneistica vi troverete (spero) a sperimentare nuove tecniche respiratorie e nuove tipologie di allenamento respiratorio che potranno essere più o meno efficaci e che potranno darvi la possibilità di aumentare le vostre capacità polmonari, aumentare il vostro livello di elasticità e stretching polmonare e magari darvi la possibilità di immagazzinare più aria e quindi ossigeno nei polmoni.

Certo, tutto è possibile e con una buona pratica molti obiettivi diventano raggiungibli.

Ma è anche vero che aumentare la quantità di ossigeno presente nei polmoni non necessariamente vuol dire essere grado di avere più ossigeno disponibile nel corpo e nei muscoli. Ed avere più ossigeno disponibile nel corpo non è la stessa cosa che avere più ossigeno disponibile nel cervello. In realtà un aspetto molto importante che spesso non viene trattato in modo approfondito quando si parla di “corretta respirazione” è legato al fatto che la maggior parte degli esercizi respiratori che vengono proposti e la maggiore parte delle tecniche respiratorie che vengono adottate prima di una apnea (profonda e non) vanno a modificare il normale ritmo respiratorio (quindi aumentano i volumi aerei scambiati) e solitamente inducono una riduzione della concentrazione o pressione parziale di Anidride Carbonica (PpCO2) presente normalmente nel sangue piuttosto che un aumento della concentrazione o pressione parziale di Ossigeno disponibile (PpO2). In pratica, molto spesso mentre ci prepariamo per un tuffo o una prestazione in apnea noi stiamo facendo delle iperventilazioni che possono essere più o meno volontarie e che possono avere diversi effetti sulla nostra apnea e sulla capacità del nostro corpo di acquisire ossigeno in maniera ottimale.

Iperventilazione e suoi effetti

Iperventilare letteralmente vuol dire ventilare più del normale. L’attività respiratoria viene definita “iperventilazione” quando i volumi di aria che passano attraverso i polmoni sono superiori ai 5 litri al minuto (parametro definito dall’Organizzazione Mondiale della Sanità). Quindi Iperventilazione significa semplicemente respirare più del necessario in relazione al metabolismo ed alle circostanze. Una respirazione che sarebbe adeguata e giusta se si stesse svolgendo una faticosa attività fisica, risulta eccessiva se si è seduti in poltrona o in macchina.

“Una serie di studi ricavati da esami con la tecnica della spirometria effettuati negli ultimi 80 anni, hanno dimostrato che in questo arco di tempi i volumi di aria respirati dall’uomo sono pressoché raddoppiati.  Il risultato è che il 90 % della popolazione respira molto più di quello che viene considerato salutare dalla stessa O.M.S.” [1]

Ma torniamo a noi. Come molti sanno nella pratica dell’apnea l’iperventilazione induce delle variazioni fisiologiche importanti:

Aumento del battito cardiaco e della pressione arteriosa: La respirazione ed il ritmo cardiaco sono strettamente dipendenti e quindi un aumento del ritmo respiratorio porta ad un aumento del battito cardiaco. Avere un battito accelerato  prima di una apnea è decisamente  una condizione di partenza non ideale ed in contrasto con  una delle  modificazioni fisiologiche naturalmente indotte dal riflesso di immersione, la bradicardia. Inoltre porta ad un maggiore dispendio energetico e soprattutto alla perdita della condizione di  rilassamento.

Tensioni muscolari:La respirazione frequente e forzata richiede l’utilizzo rapido e reattivo di tutti i muscoli coinvolti nell’atto respiratorio, in particolare il diaframma ed i muscoli accessori della respirazione ovvero addominali, muscoli intercostali, muscoli del dorso, muscoli scapolari, etc, che saranno coinvolti in un lavoro intenso. Quindi di nuovo maggiore dispendio energetico e soprattutto perdita della condizione di  rilassamento.

Ma l’effetto più importante indotto dalla iperventilazione è la decarbonizzazione del sangue ovvero la riduzione della pressione parziale di anidride carbonica presente nel sangue. Il centro del respiro che analizza costantemente le pressioni parziali dei gas presenti nel sangue (Ossigeno ed Anidride Carbonica) rileverà una bassa concentrazione iniziale di CO2 e quindi  durante l’apnea prolungata , nonostante l’ossigeno continui a diminuire fino al raggiungimento dei livelli minimi (break-point ossigeno),  non provvederà ad attivare al momento giusto le contrazioni muscolari e\o diaframmatiche e cioè i campanelli di allarme che dovrebbero portare all’interruzione più o meno  immediata dell’apnea.

Alcuni apneisti esperti ed atleti di caratura internazionale prima della prestazione (soprattutto apnea statica) iperventilano volontariamente: la decarbonizzazione infatti induce una fase di  “apnea confortevole”  più lunga  in quanto la pressione parziale di anidride carbonica impiega più tempo a raggiungere il livello di soglia che innesca le contrazioni muscolari.

Nell’apneista “normale” e nel pescatore in apnea il rischio derivante da una ventilazione prolungata (o iperventilazione involontaria\inconsapevole) è una decarbonizzazione del sangue che potrebbe portare ad un ritardo eccessivo del momento di innesco delle contrazioni: se questo accade allora il  break-point dell’ossigeno può manifestarsi molto presto rispetto all’insorgere delle prime contrazioni o addirittura prima che queste abbiano inizio (dipendentemente dal livello di iperventilazione effettuata) e si arriva ad una condizione di perdita di conoscenza o black-out dell’apneista senza alcun segnale di allarme o con segnali arrivati oramai troppo tardi.

Iperventilazione Volontaria\Consapevole: come detto molti atleti (del passato ma anche molti atleti moderni) prima delle prestazioni in apnea (soprattutto statica, ma anche apnea profonda) effettuano delle iperventilazioni o ventilazioni forzate volontarie per cercare di prolungare i tempi di apnea prima dell’insorgere delle inequivocabili contrazioni muscolari che sanciscono l’avvicinarsi del punto limite. Pratica rischiosa che solo atleti esperti si possono permettere di fare.

Iperventilazione Involontaria\Indotta : le ventilazioni lente e controllate che vengono proposte durante gli esercizi di respirazione ed in tutti i manuali e corsi di apnea e che prevedono tempi di espirazione molto più lunghi dei tempi di inspirazione (almeno il doppio di norma), rappresentano comunque delle ventilazioni forzate che vanno ad alterare la normale tendenza respiratoria e conseguentemente i livelli di anidride carbonica presenti nel sangue. Il pescatore in apnea che si ventila attraverso lo snorkel per molti minuti o l’apneista che si ventila sul cavo prima del tuffo solitamente effettuano delle ventilazioni lente e controllate ma che inducono comunque una decarbonizzazione più o meno importante del sangue.

E tra poco vedremo l’importanza del mantenere dei valori di concentrazione o pressione parziale di CO2 “elevati”.

Come respiriamo?

L’obiettivo della respirazione è di ossigenare il sangue e ripulirlo dall’eccesso di CO2 derivante dalle attività cellulari del nostro corpo. Noi in realtà non abbiamo nessun bisogno reale della CO2 che è un prodotto di scarto del nostro metabolismo ma comunque la respirazione è controllata principalmente dai livelli di CO2 che vengono monitorati nel sangue dal centro del respiro: i livelli di CO2 sono responsabili all’80% della meccanica respiratoria. Poi ci sono altri fattori importanti che contribuiscono alla variazione del ritmo respiratorio quali ovviamente il livello di ossigeno e molto spesso lo stato emotivo\emozionale della persona.

Come detto in precedenza, attraverso la respirazione possiamo massimizzare i livelli di Ossigeno presenti nei polmoni (i polmoni contengono circa il 50% dell’ossigeno disponibile durante l’apnea) MA ciò non implica assolutamente il verificarsi della condizione per cui il corpo (muscoli e tessuti) o il cervello possano avere più ossigeno disponibile. Infatti diamo alcune informazioni importanti sull’Ossigeno:

  • La concentrazione o pressione parziale di ossigeno nel sangue, una volta raggiunto il suo limite, non può essere aumentata.
  • L’Ossigeno nel sangue è trasportato dall’emoglobina* che lo raccoglie negli alveoli, e attraverso il flusso arterioso lo trasporta nei tessuti e nelle cellule di tutto il corpo.
  • La concentrazione di ossigeno nell’atmosfera a livello del mare è di circa il 21%. Quando espiriamo l’aria che esce dai polmoni contiene ancora circa il 14% di ossigeno. Quindi ne utilizziamo circa un terzo di quello che inspiriamo.
  • In condizioni normali e con la normale respirazione, la concentrazione di Ossigeno nel sangue è del 2%. Negli alveoli del 13%. Una volta raggiunta questa saturazione, l’emoglobina non è in grado di raccogliere altro ossigeno, e quindi respirare più profondamente o iperventilare a questo scopo è assolutamente inutile.

*L’emoglobina è una metalloproteina contenuta nei globuli rossi e deputata al trasporto di ossigeno nel sangue. Ogni globulo rosso ha circa 250 milioni di molecole di emoglobina. La funzione principale dell’emoglobina è il trasporto dei gas (O2 e CO2) ed ha la proprietà di aumentare la capacità del sangue di trasportare ossigeno da 65 a 70 volte. L’ossigeno, infatti, è solo moderatamente solubile in acqua: le quantità disciolte nel sangue (meno del 2% del totale si trova nel plasma) non sono sufficienti a soddisfare le richieste metaboliche dei tessuti. E’ quindi evidente la necessità di avere un mezzo di trasporto dedicato: l’emoglobina appunto. Più del 98% dell’ossigeno presente nel sangue è legato all’emoglobina che preleva ossigeno nei polmoni, lo rilascia alle cellule che ne hanno bisogno, preleva da esse l’anidride carbonica e la rilascia nel polmoni dove il ciclo ricomincia. Durante il passaggio del sangue nei capillari alveolari polmonari, l’emoglobina cede la CO2 e lega a sé l’ossigeno, che successivamente cede ai tessuti periferici.[2]

La cessione dell’ossigeno ai tessuti ed alle cellule avviene poiché i legami dell’ossigeno con l’emoglobina sono labili e sensibili a molti fattori ed uno dei più importanti è, assieme al pH del sangue, la concentrazione di Anidride Carbonica CO2 disciolta nel sangue.

Importanza dell’Anidride Carbonica nella respirazione interna: effetto Bohr

La necessità dell’ anidride carbonica CO2 per il passaggio dell’ossigeno O2 dal sangue ai tessuti non è una teoria di qualche stravagante scienziato: si tratta di una circostanza già scoperta all’inizio del 1900 e comunemente ammessa e conosciuta da tutti gli esperti del settore sotto il nome di “effetto Verigo -Bohr”.

“L’Anidride Carbonica se presente in concentrazione sufficiente nel sangue favorisce il rilascio dell’ossigeno alle cellule da parte dell’emoglobina” 

Semplificando al massimo il concetto e senza addentrarci troppo in concetti di biochimica anche abbastanza complessi (per i più curiosi trovate qui tutti i dettagli), l’effetto Verigo-Bohr ci dice che “maggiore è la pressione parziale di CO2 e maggiore sarà la pressione parziale di O2 necessaria affinché l’emoglobina venga saturata ossia, maggiore sarà la quantità di CO2 presente nel sangue, meno O2 resterà legato all’emoglobina.”

L’effetto Verigo-Bohr ha conseguenze sia sull’assunzione di O2 a livello polmonare, che sulla sua cessione a livello tissutale e celebrale: ove c’è più Anidride Carbonica l’emoglobina rilascia più facilmente Ossigeno e si carica di Anidride Carbonica. Quindi in parole povere e focalizzando l’attenzione al caso dell’apneista:

  • se l’anidride carbonica CO2 presente e disciolta nel sangue sotto forma di acido carbonico è mantenuta a valori elevati (ovvero i valori normali che si avrebbero senza effettuare iperventilazioni), allora l’ossigeno rimane meno legato all’emoglobina e quindi sarà ceduto più facilmente e reso disponibile alle cellule, ai tessuti ed ai muscoli;
  • maggiori saranno il livello di acidità del sangue (pH basso) e la temperatura corporea,  maggiore sarà la facilità con cui l’emoglobina cederà ossigeno: ad esempio nel corso di attività fisiche che aumentano la temperatura corporea ed attivano il metabolismo anaerobico (lavori anaerobici lattacidi come una risalita dal fondo per esempio) si produce acido lattico  che rende il nostro sangue più acido, abbassandone il pH e favorendo quindi la cessione di ossigeno dall’emoglobina ai tessuti muscolari che ne hanno bisogno.

curva-dissociazione-emoglobina

Concentriamoci ora sul ruolo dell’ anidride carbonica CO2: da questo grafico detto “curva di dissociazione dell’emoglobina” possiamo vedere che a parità di pressione parziale di Ossigeno presente e disciolta nel sangue, maggiore è la pressione parziale di anidride carbonica nel sangue e minore sarà la percentuale di saturazione dell’emoglobina, cioè maggiore sarà la facilità con cui l’emoglobina cederà ossigeno ai tessuti.

L’atmosfera contiene una concentrazione di ossigeno pari al 21% ed alle nostre cellule ne basta una pari al 13%. L’anidride carbonica nell’aria atmosferica è presente in una quantità dello 0,03/0,04% circa, mentre il livello salutare di concentrazione di Anidride Carbonica negli alveoli e nel sangue dovrebbe essere del 6,5% affinchè le nostre cellule possano ricevere il giusto quantitativo di ossigeno per vivere. E proprio il 6\8% è la concentrazione di anidride carbonica che emettiamo con una espirazione: la CO2 che espiriamo non è contenuta nell’aria che inspiriamo ma è prodotta all’interno dell’organismo e quindi nonostante sia un prodotto di scarto del metabolismo  comunque condiziona in modo importante la capacità del nostro corpo di assumere e metabolizzare l’ossigeno! Una concentrazione organica inferiore al 3% di Anidride Carbonica non permette la respirazione cellulare e quindi la vita.

Ok, tutto molto Interessante. Ma alla fine della fiera, come sarebbe opportuno respirare prima di un’apnea?

Se dovessi prendere come riferimento un campione moderno dell’apnea prenderei sicuramente come esempio William Trubridge il quale più volte mi ha spiegato come respirare prima di un’apnea profonda: la respirazione ideale nella fase preparatoria ad un tuffo in apnea dovrebbe prevedere delle respirazioni a volume corrente che attivano volumi di 500\600 ml di aria e che mantengono i livelli di concentrazione di anidride carbonica CO2 nel sangue  a valori “normali”, permettendo quindi una respirazione cellulare (soprattutto al livello celebrale) ottimale e data appunto dal mantenere valori di anidride carbonica sufficientemente alti da permettere all’emoglobina di cedere “più facilmente”  l’ossigeno alle cellule che ne hanno bisogno.

“Nella fase preparatoria ad un’apnea dovremmo respirare come se stessimo leggendo un libro comodamente rilassati sul divano. Solo gli ultimi due\tre atti respiratori dovrebbero essere profondi e avere il duplice obiettivo di darci (1) la sensazione di riempimento ed estensione polmonare e poi ovviamente (2) permetterci di fare un buon carico di aria prima del tuffo, perché comunque più aria abbiamo meglio è (soprattutto in apnea profonda, mentre in statica e dinamica non è sempre vero)”

Con questo tipo di respirazione (che non è assolutamente facile da ottenere e gestire consapevolmente prima di un’apnea) sicuramente aumenteremo la probabilità di mantenere i livelli di Anidride Carbonica CO2 a valori normali e quindi daremo la possibilità all’emoglobina di cedere più facilmente ossigeno O2 ai nostri tessuti, in particolare il nostro cervello, ed in più eviteremo una iperventilazione inconsapevole\involontaria con conseguente possibile ritardo nell’insorgere delle contrazioni muscolari attivate dal centro del respiro. 

Quindi quando si respira e ci si prepara per un’apnea si dovrebbe tenere a mente che in generale il risultato che si ottiene aumentando la ventilazione è solo una rapida diminuzione della concentrazione di CO2 fisiologica: per capire l’importanza di una ventilazione corretta e consapevole in apnea vi basti pensare che una condizione di ventilazione profonda (scambio maggiore di 6 Litri al minuto che potrebbe essere ottenuto durante qualunque esercizio respiratorio didatticamente corretto o semplicemente ventilandosi sul cavo prima di un tuffo – mantenendo sempre un rapporto tra tempo di inspirazione e tempo di espirazione di almeno 1:3)  provoca una carenza di CO2 e determina una insufficiente respirazione cellulare. Infatti la riduzione della concentrazione di CO2 nel nostro organismo provoca broncocostrizione e vasocostrizione e quindi, in base al principio Verigo-Bohr, come conseguenza avremo un minore apporto di ossigeno ai nostri tessuti (ipossia tissutale).

“Una iperventilazione  di un solo minuto, effettuata aumentando di sole quattro volte la normale ventilazione, riduce di circa il 50% la riserva di CO2. Per recuperare la CO2 persa in dieci minuti di ventilazione profonda è necessaria 1 ora di esercitazione con la respirazione ridotta come indicato negli esercizi del Metodo Buteyko”.[3]

Il metodo Buteyko è un metodo di respirazione e di approccio alla respirazione formulato nel 1950 dal medico russo K.P. Buteyko il quale, attraverso studi precisi e con tutti i crismi del rigore scientifico, ha effettuato delle scoperte stupefacenti in quanto al ruolo della CO2 nell’organismo umano. Secondo l’opinione del Dott. Buteyko oggi si individuano almeno 150 differenti malattie che sono causate proprio dal basso contenuto di anidride carbonica nel nostro corpo. Queste 150 malattie sarebbero responsabili per quasi l’80% di morbilità, disabilità e mortalità nella popolazione generale. La sostanza del metodo Buteyko sta nell’insegnare a respirare in maniera “più superficiale”: il risultato di questo tipo di respirazione consiste nella ritenzione di anidride carbonica (che induce vasodilatazione e broncodilatazione) e conseguente miglioramento dell’afflusso di sangue ossigenato a tutti gli organi ed apparati. 

Ma il metodo Buteyko è un’altra Storia che vedremo più avanti.


© Autore: Marco Cosentino. Riproduzione riservata. E’ vietata la riproduzione, anche parziale, di tutto il materiale pubblicato nel sito senza preventiva autorizzazione scritta(Fonti [1] http://www.ilbuonrespiro.it, [2] http://www.wikipedia.org, [3] http://www.buteyko.it)

Compensazione in Apnea – Parte 2

Compensazione in Apnea – Leggi la prima parte

“Squeeze” ed Emottisi: possibili cause e prevenzione.

Nel precedente post abbiamo fornito delle definizioni utili per capire quali sono le grandezze fisiche e i cambiamenti che queste subiscono durante un tuffo in apnea, e come queste variazioni incidano sulla capacità dell’apneista di compensare a certe profondità.

Attenzione: tutte le discipline subacquee  e\o apneistiche durante le quali è previsto l’atto di trattenere il respiro devono essere svolte in presenza di un istruttore e\o di un compagno qualificato. Questo post ha scopo puramente informativo. Mai in Mare da soli.

Abbiamo visto che mediamente alla profondità di 30/33 metri il volume aereo polmonare raggiunge il valore pari al Volume Residuo e l’apneista non è più in grado di traslare meccanicamente aria dai polmoni verso la parte alta dell’albero respiratorio e quindi verso l’orecchio medio ed il timpano: viene raggiunto il limite reale della compensazione in apnea.

Oltre queste profondità ogni manovra forzata di compensazione (sforzo espiratorio con conseguente contrazione muscolare) può indurre delle pressioni negative all’interno dell’albero respiratorio che possono causare barotraumi e\o edema polmonari che in inglese sono anche definiti con il termine “Lung Squeeze” e\o “Tracheal Squeeze” , letteralmente “Strizzamento-Spremitura dei Polmoni e\o della Trachea”.

Tra gli apneisti lo “squeeze” è un argomento molto delicato, spesso sottovalutato, a volte evitato per pudore, e sempre più frequentemente fatto passare come un evento “normale” che prima o poi può capitare a tutti quanti provano a scendere più in profondità: non è esattamente cosi.

In realtà ci sono poche informazioni disponibili sia sui libri che su internet e la ricerca scientifica ha mosso i primi importanti passi per cercare di capire le possibili cause e le eventuali predisposizioni genetiche a questo tipo di problematiche  (Apnea Academy Research su tutti). Ovviamente in questo post non ci addentreremo in questo tipo di trattazioni di carattere medico-scientifico che lasciamo a chi ha maggiori competenze e dati a supporto.

Scopo di questi post è cercare di rispondere alle domande di un numero sempre (purtroppo) crescente di apneisti che soprattutto all’inizio della stagione estiva incorrono in questo tipo di problema e si rivolgono poi al proprio istruttore per avere delle delucidazioni, dei consigli, e spesso delle rassicurazioni.

Partiamo con il descrivere i sintomi più comuni con cui si manifesta lo “squeeze”:

  • Emottisi dopo il tuffo (escretato rosato o con evidenti tracce di sangue) che può manifestarsi anche per qualche ora dopo l’accaduto (dipendentemente dall’intensità e dalla localizzazione del danno)
  • Tosse secca che permane anche per qualche giorno dopo l’immersione subacquea,
  • Difficoltà respiratorie (soprattutto difficoltà ad effettuare dei respiri profondi),
  • Dolore\Bruciore nella zona sternale,
  • Stanchezza\spossatezza che può permanere anche nei giorni a seguire (dipendentemente dall’intensità e dalla localizzazione del danno)

Diverse sono le  situazioni  che possono portare a questo tipo di problema.

La prima e più importante è quella che abbiamo descritto ampiamente anche nel post precedente e cioè tuffi nei quali l’apneista raggiunge profondità per cui il volume polmonare è pari o inferiore al volume residuale. A queste profondità la pressione idrostatica riduce i volumi aerei presenti all’interno dell’albero respiratorio inducendo:

1) una pressione negativa nei polmoni e negli altri spazi aerei semideformabili (bronchi e trachea in particolare) che fa collassare le pareti polmonari e alveolari e sottopone a “strizzamento” anche gli spazi aerei semideformabili,

2) il boodshift/emocompensazione che per compensare la riduzione del volume aereo fa aumentare le dimensioni dei capillari e dei vasi sanguigni presenti all’interno dei polmoni e che circondano gli alveoli.

Si intuisce facilmente che in questa situazione di stress del sistema respiratorio, manovre di compensazione forzate e\o errate possono generare ulteriori depressioni all’interno del sistema e portare ad una sindrome da stress dei capillari polmonari con conseguente stravaso di liquido  nei polmoni (edema polmonare) oppure con la rottura dei capillari nella parte alta dell’albero respiratorio in cui le strutture sono semideformabili (barotrauma tracheale e\o bronchiale).

Altre situazioni che possono aumentare la probabilità che questo incidente si verifichi si possono avere se l’apneista:

  • Si immerge a profondità superiori al proprio limite reale della compensazione,
  • Arriva ad avere le contrazioni diaframmatiche in profondità,
  • Utilizza manovre di compensazione non idonee che generano ulteriore pressione negativa nell’albero respiratorio con conseguenti tensioni toraciche (ad esempio il richiamo dell’aria fatto con il diaframma o utilizzando la “bocca come una pompa” – “reverse packing”),
  • Effettua dei movimenti bruschi sul fondo (iperestensione delle braccia, iperestensione del collo per guardare il fondo\piattello, girate sul fondo troppo veloci e brusche, sforzi per stanare un pesce o recuperare oggetti dal fondo) che generano ulteriori importanti pressioni negative all’interno dell’albero respiratorio e tensioni nella zona toracica,
  • Non è in grado di gestire al meglio la compensazione del volume aereo presente nella maschera con possibili effetti dannosi a carico dei polmoni (effetto suzione).

Il tipico apneista che ha maggiore probabilità di incorrere in questo tipo di problemi è una persona che si allena prevalentemente in piscina o che ha appena frequentato un corso di apnea in piscina: dopo una stagione nella quale ha frequentato degli allenamenti di apnea ed ha raggiunto ottime distanze in apnea dinamica, cerca di trasferire queste sue prestazioni in Mare ed in profondità. Pensa di avere il “fiato” e la necessaria preparazione fisica di base per scendere a  30\40mt e pensa che comunque è “solo una questione di compensazione” e magari cerca di raggiungere queste quote utilizzando slitte per l’assetto variabile che sempre più spesso vengono utilizzate da istruttori di apnea come strumento didattico durante corsi, uscite in Mare e stage di apnea (io personalmente le trovo estremamente pericolose soprattutto se l’allievo è un neofita o se l’apneista è alle prime uscite della stagione).

Ma il suo corpo non è adattato alla profondità, la sua manovra di compensazione (spesso) non è cosi consapevole, il suo livello di rilassamento fisico e mentale è molto scarso poichè in Mare a quelle profondità non ci va spesso, e quindi il rischio di incidente aumenta in modo considerevole (come ampiamente descritto sopra).

Altre condizioni che possono portare a questo tipo di incidente sono:

  • scarso adattamento dell’apneista alla pressione idrostatica e quindi alla profondità ed alle modificazioni fisiologiche da essa indotte;
  • scarsa elasticità e mobilità del diaframma;
  • poca flessibilità ed elasticità della gabbia toracica;
  • poca flessibilità delle strutture semideformabili che formano la parte alta dell’albero respiratorio (bronchi e trachea in particolare);
  • scarso rilassamento fisico in discesa;
  • utilizzo di sistemi di discesa (slitte per l’assetto variabile) che non permettono all’apneista di gestire la frequenza con cui effettuare le manovre di compensazione a causa della elevata velocità di discesa.

Lo squeeze polmonare può portare anche a gravi conseguenze: se i polmoni si riempiono di fluido, gli alveoli non saranno in grado di scambiare ossigeno con il sangue e quindi rifornire di ossigeno il nostro corpo. I livelli di saturazione di ossigeno risulteranno bassi e potrebbero rimanere molto bassi anche per lungo tempo dopo l’incidente. In casi estremi potrebbe causare anche soffocamento in superficie dopo la riemersione (come putroppo è accaduto lo scorso novembre 2013 al giovane apneista Statunitense N.Mevoli). Un metodo che probabilmente verrà usato nelle prossime competizioni per capire la presenza di un eventuale squeeze polmonare e la sua “severità” sarà un semplice pulsiossimetro (o ossimetro o saturimetro) con il quale misurare i valori subito dopo il tuffo.

Lo squeeze tracheale può manifestarsi invece con una sensazione di bruciore alla gola che l’apneista avverte subito dopo l’uscita dal tuffo e con piccole tracce di sangue nella saliva che vengono espettorate solitamente all’uscita dal tuffo. Lo squeeze tracheale potrebbe essere causato alla iperestensione della testa in discesa per guardare il piattello o il fondo: questo movimento può creare delle pressioni negative nella struttura semideformabile e molto delicata della trachea con conseguenti rotture di capillari sulla sua superficie interna. E’ possibile lavorare sulla trachea (cosi come sui polmoni) per aumentarne la flessibilità e cercare di ridurre la probabilità che questo incidente si verifichi.

Di seguito alcune precauzioni che possono aiutare a cercare di evitare incidenti a carico dell’albero respiratorio in tuffi a profondità pari o superiori alle profondità per cui si raggiunge il Volume Residuo:

  • Approcciate la profondità in maniera molto graduale, soprattutto se siete apneisti che provengono da stagione invernale con allenamenti fatti prevalentemente in piscina,
  • Evitate movimenti bruschi sul fondo (girate, traslazioni, etc), iperestensioni del collo e della testa (ad esempio guardare il piattello\fondo mentre si scende), allungamenti degli arti superiori ( ad esempio effettuare delle bracciate troppo ampie in risalita da tuffi in CNF- rana subacquea, oppure allungare troppo le braccia per tirarsi lungo il cavo in tuffi in FIM-Immersione Libera), etc;
  • Evitate di arrivare a sentire le contrazioni diaframmatiche in profondità,
  • Effettuate un buon riscaldamento con dei tuffi preparatori prima del tuffo profondo,
  • Lavorate molto sulla elasticità e flessibilità della gabbia toracica a secco ed in acqua,
  • Imparate ad essere rilassati sul fondo cercando di abbandaonare ogni tensione a carico della zona toracica, in particolare quando si cerca di compensare a profondità superiori al Limite reale della compensazione,
  • Evitate manovre di compensazione che sono supportate da sforzi espiratori e contrazioni muscolari (come accade nella manovra di Valsalva) e cercare di imparare invece la manovra di Frenzel che è una manovra di carattere motorio-pressorio che non mette in pressione tutto l’albero respiratorio.
  • Lavorare molto con esercizi di stretching polmonare e tracheale a secco ed in acqua;
  • Evitate tuffi a polmoni “vuoti” e quindi tuffi in CFR o tuffi in “espirazione totale” o “full Exhale”.

Nel momento in cui si dovesse verificare un incidente con i sintomi descritti sopra, il suggerimento è di:

  • Interrompere immediatamente le sessioni di tuffi ed uscire dall’acqua;
  • Contattare immediatamente un medico e preferibilmente uno specialista che abbia delle competenze in medicina subacquea;
  • Interropere per qualche giorno qualunque tipo di attività fisica, bere molti liquidi, rimanere fuori dall’acqua almeno per qualche giorno evitando di mettere sotto pressione i polmoni,
  • Ovviamente tornate in acqua solo dopo parere medico.

Purtroppo negli ultimi anni questi incidenti si stanno verificando sempre più spesso perchè la maggior parte degli apneisti oggi cerca la profondità e la prestazione a tutti i costi, spesso senza avere una adeguata preparazione fisica e mentale e con una scarsa conoscenza dei rischi e delle problematiche legate a tuffi oltre il Volume Residuale.

Spero che questi post possano aiutare ad avere un quadro un pò più chiaro.

Marco Cosentino


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Compensazione in apnea subacquea

Limite reale della compensazione e rischi

Sempre più spesso mi capita di vedere apneisti che con molta facilità raggiungono quote importanti ma senza la necessaria preparazione fisica e mentale, senza conoscere quali siano le tecniche di compensazione più idonee da impiegare e spesso senza avere a mente quali sono i principi fisici e fisiologici che condizionano e modificano il nostro corpo durante il tuffo in apnea.

Nei nostri corsi ed allenamenti puntiamo molto alla gestione consapevole della compensazione a quote limite e supportiamo i nostri atleti con sedute specifiche di allenamento in acqua ed a secco nelle quali cerchiamo di insegnare e mettere in pratica molti dei consigli e degli accorgimenti che possono fare la differenza quando ci si immerge in profondità.

Attenzione: tutte le discipline subacquee  e\o apneistiche durante le quali è previsto l’atto di trattenere il respiro devono essere svolte in presenza di un istruttore e\o di un compagno qualificato. Questo post ha scopo puramente informativo. Mai in Mare da soli.

Cosa è il limite reale della compensazione?

Il limite reale della compensazione in apnea è individuato con il raggiungimento della profondità alla quale l’apneista non è più in grado di traslare meccanicamente aria (attraverso degli sforzi espiratori che coinvolgono i muscoli accessori della respirazione) dai polmoni verso la parte alta dell’albero respiratorio e quindi verso il rino-faringe, le tube di Eustachio, per giungere poi all’orecchio medio dove la membrana timpanica viene riportata in equilibrio.

In parole povere il limite reale della compensazione in apnea è la profondità alla quale l’apneista non “ha più aria per compensare le orecchie” ovvero non riesce più a “trovare aria” nei polmoni per farla poi arrivare al timpano e quindi compensare la riduzione volumetrica che avviene all’interno dell’orecchio medio a causa dell’aumento della pressione ambiente (ricordiamo sempre la legge di Boyle che ci dice come i volumi aerei interni del nostro corpo variano al variare della pressione ambiente).

Chi ha fatto delle discese su cavo con degli allievi o con degli apnenisti che hanno difficoltà a compensare a queste quote,  avrà sicuramente notato (in verità sentito-udito) dei rumori gutturali molto caratteristici di chi si sta forzando per cercare di portare aria dai polmoni verso la parte alta dell’albero respiratorio: questi sforzi espiratori, che coinvolgono i muscoli intercostali ed il diaframma, possono creare non pochi problemi alle strutture polmonari che a quelle quote sono estremamente stressate per effetto del Bloodshift (o emocompensazione) che richiama sangue verso i polmoni al fine di compensare la riduzione volumetrica degli spazi aerei polmonari.

Per capire quali sono le profondità a cui si raggiunge questo limite di compesazione in apnea ,  facciamo un passo indietro e parliamo di volumi polmonari. E per farlo partiamo dall’esame che ci permette di valutare e definire questi volumi.

Spirometria

La spirometria è il test più comune per valutare la funzionalità polmonare. Si tratta di uno strumento diagnostico particolarmente efficace e diffuso. La spirometria è utilizzata frequentemente nella diagnosi e nella valutazione delle funzionalità polmonari. Durante l’esame ci si avvale di un particolare strumento chiamato spirometro, in grado di valutare i diversi volumi polmonari.

I “volumi polmonari statici”, quelli di nostro interesse, sono singoli volumi che non possono essere ulteriormente divisi, e sono:

  • Volume Corrente o Tidal volume (Vc) : quantità d’aria che viene mobilizzata con ciascun atto respiratorio non forzato (300-500 ml). Per sapere quanta aria arriva agli alveoli (e quindi viene scambiata) si deve calcolare il volume alveolare, che si ottiene sottraendo dal volume corrente il volume dello spazio morto anatomico. Lo spazio morto anatomico è il volume di aria intrappolata nelle vie aeree di conduzione (dalla bocca passando alla trachea per finire ai bronchioli terminali). Nello spazio morto anatomico non avviene la diffusione dell’ O2 e della CO2 fra aria e sangue, ha solo una funzione di conduzione, cioè di portare l’aria agli alveoli.
  • Volume di Riserva Inspiratorio (Vri): quantità massima di aria che, dopo un’inspirazione normale, può essere ancora introdotta nei polmoni con un atto inspiratorio forzato che implica l’utilizzo dei muscoli accessori della respirazione (diaframma ed intercostali).
  • Volume di Riserva Espiratorio (Vre) : quantità massima di aria che, dopo un’espirazione normale, può essere ancora espulsa con un atto espiratorio forzato che implica l’utilizzo dei muscoli accessori della respirazione (intercostali ed addominali).
  • Volume Residuo (Vr): è l’aria che resta nei polmoni dopo un’espirazione forzata. Questo volume non può essere misurato direttamente e si calcola con vari metodi: pletismografia, mixing dell’elio, wash out dell’azoto.

Le capacità polmonari, che invece sono somme di volumi, sono:

  • Capacità Vitale (Cv): somma del Volume Corrente, più quello di Riserva Inspiratorio e quello di Riserva Espiratorio. È la massima quantità di aria che può essere mobilizzata in un singolo atto respiratorio, partendo da una inspirazione forzata massimale e arrivando ad una espirazione forzata massimale.
  • Capacità Polmonare Totale (Ctot): somma della Capacità Vitale più il Volume Residuo, è la massima quantità di aria che può essere contenuta nei polmoni.
  • Capacità Funzionale Residua (CFR): somma della Riserva Espiratoria e del Volume Residuo. È la quantiità di aria che resta nel nostro apparato respiratorio dopo una espirazione cosidetta “passiva” ovvero senza contrazione e supporto dei muscoli accessori della respirazione. A questo volume il sistema respiratorio è in equilibrio.

Sulla base delle grandezze definite siamo in grado di stimare che un individuo medio di sesso maschile ha i seguenti valori indicativi:

  • Volume Corrente Vc = 600 ml
  • Volume di Riserva Inspiratoria = 3000 ml
  • Volume di Riserva Espiratoria = 1500 ml
  • Volume Residuo = 1500 ml

Che portano alla definizione di una capacità totale media Ctot = 6500 ml cioè circa 6,5 Litri.

È importante per l’apneista conoscere queste grandezze poiché i loro rapporti e le loro variazioni durante il tuffo in apnea contribuiscono a determinare la profondità alla quale si raggiungerà il limite reale della compensazione, ovvero quella profondità alla quale l’apneista non sarà più in grado di traslare aria dai polmoni verso l’orecchio medio (agendo con uno sforzo espiratorio) perché il volume polmonare avrà raggiunto un valore che per sua definizione misura “l’aria che resta nei polmoni dopo un’espirazione forzata”: questo volume è il Volume Residuo.

A quale profondità raggiungeremo un volume polmonare pari al volume residuo?

Se consideriamo un individuo medio con una capacità totale di 6,5 litri in superficie alla pressione di 1 ATM , allora la profondità alla quale questo volume si ridurrà per effetto della pressione idrostatica (1 ATM ogni 10 m di profondità) ad un volume di 1,5 litri sarà data dalla semplice applicazione della legge di Boyle per cui P1xV1=P2xV2 in cui P1= 1ATM e V1=6,5l, P2 è da calcolare e V2=1,5 l. Otteniamo quindi che P2= 4,3 ATM che corrispondono a circa 33 metri di profondità.

Quindi mediamente alla profondità di 33 Metri il volume aereo polmonare avrà raggiunto il valore pari al Volume Residuo e l’apneista non sarà più in grado, attraverso sforzi espiratori, di traslare meccanicamente aria dai polmoni verso l’orecchio medio. 

Anzi, ogni manovra forzata di compensazione (sforzo espiratorio con conseguente contrazione muscolare) a queste profondità e\o qualunque tipo di movimento brusco (iperstensione delle braccia, sforzi sul fondo, etc) possono generare pressioni negative all’interno dell’albero respiratorio con conseguenti barotraumi dell’apparato respiratorio (polmoni e\o trachea).

Infatti se a queste quote la consapevolezza compensatoria e le manovre di compensazione applicate dall’apneista non sono idonee, allora la possibilità di incorrere nel cosiddetto “squeeze” (termine inglese utilizzato per descrivere questo tipo di problematica) polmonare o tracheale sono molto elevate, specialmente se si affrontano questi tuffi con sistemi di discesa (slitte per l’assetto variabile) che non permettono all’apneista di gestire al meglio la compensazione a causa della elevata velocità di discesa.

Nel prossimo post daremo una definizione di “Squeeze Polmonare”, faremo un identikit dell’ apneista che è più a rischio e daremo delle indicazioni su come cercare di evitare questo tipo di incidente.

Marco Cosentino    


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