Como o seu cérebro responde quando você prende a respiração?

Quando você prende a respiração, o fluxo de oxigênio para o seu cérebro realmente aumenta – pelo menos por um tempo

Todos nós sabemos o que é ficar sem oxigênio – ou pelo menos, como é sentir que estamos ficando sem oxigênio. Na realidade, a falta de ar que sentimos durante exercícios pesados, ou em grandes altitudes, ou simplesmente ao prender a respiração, tem mais a ver com muito dióxido de carbono no sangue do que com muito pouco oxigênio. Como mostram os feitos dos mergulhadores livres de elite – como prender uma única respiração por 11 minutos e 35 segundos – nossos limites não são o que parecem.

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Há muito tempo sou fascinado por estudos sobre o que está acontecendo dentro dos freedivers quando eles prendem a respiração, o que define seus limites e como essas habilidades podem se traduzir em outros ambientes, como altitude elevada. Mas suas habilidades são tão estranhas que parece estudar outra espécie. Então, eu estava particularmente interessado em ver um estudo recente no European Journal of Applied Physiology que analisou a retenção da respiração em pessoas normais, sem nenhum treinamento prévio. O estudo é muito direto, medindo a frequência cardíaca e os níveis de oxigênio enquanto os voluntários prendem a respiração, e oferece uma imagem reveladora de como o corpo e o cérebro lida com a falta de oxigênio – e o que pode dar errado.

A pesquisa foi realizada na Universidade de Ghent, na Bélgica, por Janne Bouten, Jan Bourgois e Jan Boone. (Presumo que os cientistas da Bélgica sejam designados a departamentos diferentes por ordem alfabética.) Eles pediram a 31 voluntários (17 homens, 14, mulheres) que prendessem a respiração pelo maior tempo possível, três vezes consecutivas, com intervalo de dois minutos cada. Normalmente, as pessoas ficam cada vez melhores com repetidas interrupções na respiração, em parte porque seus baços estão colocando mais glóbulos vermelhos que transportam oxigênio para a circulação. Durante a terceira e última apneia, eles fizeram medições contínuas de parâmetros, incluindo frequência cardíaca, níveis de oxigênio no cérebro e níveis de oxigênio nos músculos das pernas.

Os humanos, como outros mamíferos, têm uma “resposta de mergulho” que é acionada quando você prende a respiração, com o objetivo de garantir que seu cérebro sempre tenha oxigênio suficiente. Como os pesquisadores apontaram, se sua circulação parar abruptamente, você ficará inconsciente em 30 segundos e sofrerá danos irreversíveis em dois a dez minutos. A resposta ao mergulho é melhorada se seu rosto estiver submerso na água, mas isso acontece mesmo em terra firme. Sua frequência cardíaca cai e os vasos sanguíneos que conduzem a partes não essenciais do corpo, como os músculos das pernas, se contraem para redirecionar o sangue (e o oxigênio) essenciais para o cérebro.

Os sujeitos prenderam a terceira respiração por uma média de dois minutos e 37 segundos, o que me parece incrivelmente bom para pessoas normais não treinadas. Talvez fazer três respirações seguidas seja o segredo; ou talvez eu esteja apenas fraco. De qualquer forma, aqui está a aparência da resposta da frequência cardíaca média. Os dados são mostrados apenas para os primeiros 60 segundos (à esquerda) e os últimos 60 segundos (à direita), o que lhes permite representar graficamente os dados de todos juntos, mesmo que tenham durado diferentes períodos de tempo. A área cinza indica quando eles iniciaram e interromperam a suspensão da respiração.

Na extrema esquerda, você pode ver os pontos azuis (que representam o valor médio) aumentando à medida que os voluntários se preparam para a apneia. Isso pode ser porque eles estão ficando excitados ou apreensivos, e também pode ser o resultado de algumas respirações profundas para se preparar. Os participantes foram especificamente proibidos de hiperventilar antes da suspensão da respiração (o que libera um monte de dióxido de carbono, permitindo que você prenda a respiração por mais tempo), mas eles receberam um aviso de 30 segundos e uma contagem regressiva de 10 segundos, e foram informados para respire fundo, mas não ao máximo, antes de começar. Cerca de dez segundos após o início da suspensão da respiração, a frequência cardíaca está caindo. Acaba diminuindo 27 batimentos por minuto, chegando ao ponto mais baixo após 83 segundos em média. Isso é bastante semelhante ao que você vê em mergulhadores de elite.

Você notará uma série de pontos vermelhos e outra série de pontos brancos. Existem duas pessoas que desistem cedo; um deles desmaiou e o outro ficou tonto e estava prestes a desmaiar. Mais sobre eles abaixo.

O próximo parâmetro é a oxigenação do tecido nos músculos das pernas, medida com espectroscopia no infravermelho próximo, que basicamente envolve o brilho de luz infravermelha através da pele e a medição de quanto é absorvido pelo sangue rico em oxigênio. Aqui, a imagem é bastante direta: os níveis de oxigênio nos músculos começam a cair em cinco segundos e continuam caindo até que os objetos comecem a respirar novamente. Isso é o que você esperaria, porque os vasos sanguíneos estão se contraindo para desviar o fluxo de sangue das extremidades para o cérebro.

A peça final do quebra-cabeça é onde as coisas ficam interessantes. A oxigenação do cérebro também foi medida com espectroscopia no infravermelho próximo:

Aqui você vê uma diminuição inicial nos níveis de oxigênio do cérebro, talvez relacionada à queda repentina da pressão arterial associada quando se começa a prender a respiração. Mas, em cerca de cinco segundos, a queda se reverte e os níveis de oxigênio do cérebro começam a subir – e de fato continuam a atingir níveis cerca de quatro por cento mais altos do que a linha de base após cerca de um minuto. Esta é uma boa indicação de quão poderosa é a fiação autoprotetora do cérebro: você prende a respiração e ela obtém mais oxigênio em vez de menos.

Esse feliz estado de coisas não dura para sempre, no entanto. À medida que mais e mais sangue é desviado para o cérebro, esse sangue está levando cada vez menos oxigênio à medida que a respiração continua, então gradualmente seus níveis de oxigênio no cérebro começam a diminuir. Esse declínio continua até, eventualmente, você desistir. Em média, o oxigênio do cérebro caiu cerca de cinco por cento no momento em que os participantes desistiram. Curiosamente, é quase o mesmo nível que você vê em freedivers de elite após dois minutos e meio. Isso significa que os mergulhadores livres não são significativamente melhores em manter os níveis de oxigênio do cérebro. Em vez disso, a diferença parece ser que eles estão dispostos a continuar suportando o desejo desagradável de respirar por mais tempo.

O que nos traz de volta aos dois sujeitos que desmaiaram ou chegaram perto disso. Se você olhar novamente para o gráfico dos níveis de oxigênio do cérebro, pode ver que os dados deles estão desordenados em comparação com os de todos os outros. Têm uma queda acentuada, depois conseguem compensar um pouco, mas a queda volta e logo seus níveis de oxigênio no cérebro ficam tão baixos que chegam ao limite da consciência. Para os pontos vermelhos, os dados de oxigênio muscular sugerem que este sujeito teve uma resposta fraca na restrição do fluxo sanguíneo para os músculos. Isso significa que ele ou ela continuou bombeando sangue para as extremidades e não conseguiu o suficiente para o cérebro. Para os pontos brancos, os dados não dão nenhuma pista sobre o que deu errado, mas o resultado foi o mesmo: oxigênio insuficiente para o cérebro.

Uma das razões para o estudo foi que alguns pesquisadores e treinadores defenderam várias formas de treinamento de apneia para melhorar o desempenho atlético ou em altitude. Como a maioria das pesquisas anteriores sobre apneia usava mergulhadores livres treinados, não estava claro se os mecanismos de autoproteção do cérebro funcionariam para os novatos. Os novos dados indicam que está tudo bem, mas os dois desmaios também mostram que é necessário cautela: os pesquisadores sugerem que todos devem estar familiarizados com os sinais de alerta de desmaio (principalmente tonturas) e não realizar o treinamento de apneia sozinho.