Tại sao con người không thể chết ngạt khi nín thở?

Cơ thể con người được trang bị nhiều hệ thống bảo vệ, đảm bảo không để bạn nín thở quá lâu. Khi một hệ thống hoạt động không hiệu quả, hệ thống khác sẽ thay thế, giúp bạn tiếp tục thở, điều này vô cùng quan trọng.

Cơ thể có một số hệ thống giúp bạn không nín thở quá lâu, mỗi hệ thống sẽ đảm nhiệm nếu hệ thống kia gặp vấn đề. (Nguồn: Getty Images)

Có một số vùng trong não kiểm soát quá trình thở. Anthony Bain, Phó giáo sư tại Khoa Vận động học, Đại học Windsor, Canada giải thích rằng vỏ não vận động là nơi đầu tiên kích hoạt cảm giác cần thở. Nó gửi tín hiệu đến trung tâm hô hấp nằm ở phần dưới của não, nơi điều khiển các cơ hô hấp như cơ hoành, giúp phổi giãn nở và co lại, cùng với các cơ liên sườn giúp mở rộng lồng ngực khi hít thở.

Ngoài ra, một mạng lưới tế bào trong thân não, gọi là phức hợp tiền Bötzinger, hoạt động như một bộ máy điều hòa nhịp thở liên tục. Theo Phó giáo sư Anthony Bain: "Ngay cả khi bạn nín thở, hệ thống này vẫn hoạt động như nhịp tim, không ngừng cố gắng giúp bạn thở".

Hơn nữa, cơ thể còn có các thụ thể hóa học, bao gồm thụ thể trung tâm trong não và thụ thể ngoại vi ở cổ, liên tục theo dõi nồng độ oxy và carbon dioxide. Nếu mức carbon dioxide tăng quá cao hoặc oxy xuống thấp, những thụ thể này sẽ báo hiệu trung tâm hô hấp để buộc bạn thở lại.

Trong một số thí nghiệm, các nhà khoa học đã thử vô hiệu hóa một số hệ thống này để nghiên cứu xem chúng ảnh hưởng như thế nào đến khả năng nín thở. Một số người tham gia với thụ thể phổi không kết nối hoàn toàn với hệ thần kinh trung ương vẫn không thể nín thở lâu hơn những người khác, cho thấy rằng thụ thể phổi không phải yếu tố quyết định.

Thợ lặn Budimir Sobat hiện đang nắm giữ kỷ lục Guinness thế giới về nín thở lâu nhất. (Nguồn: The Sun)

Tuy nhiên, thụ thể hóa học lại đóng vai trò lớn hơn. Khi các thụ thể này bị ức chế, thời gian nín thở của người tham gia có thể kéo dài hơn. Phó giáo sư Anthony Bain và đồng nghiệp đã tiến hành thí nghiệm sử dụng dopamine để ức chế phản xạ hóa học ngoại vi, cho phép người tham gia nín thở lâu hơn.

Đối với những thợ lặn chuyên nghiệp, nhờ quá trình huấn luyện, họ có thể nín thở lâu hơn rất nhiều so với người bình thường. Một số thợ lặn chuyên nghiệp có thể nín thở dưới nước đến gần 12 phút mà không cần dùng oxy bổ sung. Họ được huấn luyện để vượt qua các tín hiệu của thụ thể hóa học, chỉ thở lại khi cảm thấy ngất xỉu.

Mặc dù một số biện pháp can thiệp có thể kéo dài thời gian nín thở, như việc làm tê liệt cơ hoành hoặc cung cấp oxy tinh khiết, nhưng không có biện pháp nào giúp nín thở đến mức ngạt thở. Điều này cho thấy, dù đã trải qua quá trình huấn luyện nghiêm ngặt, cơ thể vẫn có những giới hạn an toàn để bảo vệ bạn.

Năm 2021, kỷ lục thế giới Guinness về nín thở được xác lập bởi Budimir Sobat, một thợ lặn tự do người Croatia, khi anh nín thở trong 24 phút 37 giây, với sự hỗ trợ của oxy bổ sung. Hệ thống thụ thể hóa học ngoại vi bị vô hiệu hóa bởi lượng oxy cao, nhưng cơ thể vẫn có đủ cơ chế dự phòng để giúp bạn thở lại trước khi nguy hiểm xảy ra.

Phó giáo sư Bain giải thích: "Việc có nhiều hệ thống dự phòng như vậy là một sự thích nghi tiến hóa thông minh. Việc thở quá quan trọng, vì vậy cơ thể luôn có những biện pháp dự phòng để đảm bảo con người tiếp tục hít thở".

Xuân Minh