הגוף האנושי עמיד למדי. אנחנו מסוגלים לשרוד כמה שבועות ללא מזון, ובתנאים רגילים נחזיק מעמד כמה ימים אפילו ללא מים. לעומת זאת, אם נפסיק לנשום לא נחזיק מעמד יותר מדקות ספורות. הסיבה ברורה למדי: בגופנו קיימים מאגרי מזון נרחבים בדמות סוכרים ושומנים, ופועלת בו גם מערכת יעילה מאוד למיחזור מים, אך אין לנו שום עודפי חמצן מעבר לחמצן המצוי באופן שוטף בדם וברקמות, ומלאי קטן של תאי דם אדומים מחומצנים בטחול.
אף שאנחנו מסוגלים לעצור את הנשימה לזמן קצר, תהליך הנשימה עצמו הוא בלתי רצוני ומבוסס על רפלקס. כשאנו עוצרים את הנשימה, המוח ממשיך להורות לשרירי בית החזה והסרעפת לפעול באותו קצב וכך להמשיך להכניס ולהוציא אוויר, אך הפקודה הרצונית של החזקת שרירי הנשימה במצב נייח עוקפת את הפקודות הללו. במקרה זה, מאחר שאיננו מכניסים חמצן ולא מוציאים פחמן דו חמצני, ריכוז הפחמן הדו-חמצני בדם עולה בחדות ומעלה איתה את החומציות של הדם. מעגלים מוחיים שרגישים לשינויים בחומציות הדם שולחים לרקמות ולשרירים מסוימים, כגון שרירי בית החזה, הנחיות להגביר את קצב הנשימה. בסופו של דבר, מעל ריכוז מסוים של פחמן דו-חמצני, המעגלים האלה יובילו לתנועה בלתי רצונית של הסרעפת, שתוביל בתורה לשאיפת אוויר.
אם נפסיק לנשום לא נחזיק מעמד יותר מדקות ספורות. הדגמה של הנשמה לאדם שאיבד את הכרתו | Shutterstock, Platoo Fotography
ה"דלק" של התאים
התלות של רקמות הגוף בחמצן קשורה ישירות לאופן שבו התאים בכל רקמה ורקמה משיגים את האנרגיה שלהם. תאי שריר, לדוגמה, מסוגלים להפיק אנרגיה גם ללא חמצן, בתהליך אל-אווירני (אנאירובי). לעומת זאת, תאי העצב ושאר תאי מערכת העצבים תלויים לחלוטין בנשימת חמצן, ובלעדיו הם אינם יכולים לתפקד.
התלות העמוקה הזאת נובעת מאופן פעולתה של מערכת העצבים, ובעיקר מהצורה שבה עוברים בה האותות העצביים. תאי העצב אינם "חוטים טיפשים". כדי להעביר אותות הם שומרים על מתח חשמלי קבוע בין המטען החשמלי שבתוכם לזה שמחוץ להם. כשמגיע גירוי מתאים נוצר שינוי מהיר במתח: זהו אות שמכונה פוטנציאל פעולה. התהליך מתאפשר על ידי שליטה אקטיבית של תא העצב בריכוז המלחים בתוכו. כדי לשמור על את המתח החשמלי הקבוע הזה, החיוני לתפקודם, תאי העצב משקיעים אנרגיה רבה בהפעלת משאבות יונים שמכניסות ומוציאות אטומי נתרן ואשלגן בעלי מטען חשמלי (יונים) לתוך התא וממנו וכך מאפשרות לו לשמור על מטען חשמלי מתאים.
הפעולה הקבועה הזאת של תאי העצב מובילה לכך שהמוח שלנו הוא צרכן האנרגיה הגדול ביותר בגוף יחסית למשקלו. אף שמשקל המוח האנושי הוא כשני אחוז ממשקל הגוף, הוא צורך בין 20 ל-60 אחוז מכמות הסוכר גלוקוז הנצרכת בגוף ביום, וכן כ-20 אחוז מהחמצן שאנו נושמים.
זללנות האנרגיה של המוח היא גם נקודת התורפה הגדולה ביותר של הגוף בעת הפסקת נשימה. את פעילותן של מרבית מערכות הגוף אפשר להאט מאוד ואפילו לעצור לגמרי בלי נזק ניכר בטווח הקצר. לעומת זאת, הפסקת הפעילות של מערכת העצבים, אפילו לזמן קצר, תוביל בהכרח לנזק מוחי משמעותי ואפילו למוות.
כשאנו עוצרים את הנשימה, המוח ממשיך להורות לשרירי בית החזה והסרעפת להכניס ולהוציא אוויר. אילוסטרציה של התרחבות והתכווצות הסרעפת ובית החזה בשעת הנשיפה (מימין) והשאיפה | Shutterstock, grayjay
כשאספקת החמצן נעצרת
כשאנו עוצרים את נשימתנו, באופן רצוני או עקב חניקה או טביעה, נוצר מחסור בחמצן בגוף. במקרה כזה המוח מנתב חמצן מאיברים פחות חיוניים אל מערכת העצבים, כדי לוודא שתמשיך לתפקד, אך ההסטה הזאת טובה רק לזמן קצר. בדרך כלל, בתוך כשש דקות מרגע עצירת הנשימה יתחיל להיווצר נזק מוחי, ואם הנשימה לא תחודש בתוך כשלושים דקות, הנזק עלול להיות בלתי הפיך ולהוביל למוות. האזורים הראשונים שייפגעו יהיו בדרך כלל גזע המוח, האחראי בין השאר על ויסות טמפרטורת הגוף, לחץ הדם, הנשימה והשתן, וגרעיני הבסיס האחראים על סנכרון ההתנהגות והתנועה שלנו, בתיאום עם מערכות נוספות.
במקרה של עצירת הנשימה, מערכות הגוף מסוגלות לפצות על החוסר בחמצן מהריאות למשך כמה דקות. לעומת זאת, כשמה שנפסק הוא זרם הדם למוח, מדובר באירוע דרמטי בהרבה, שכן כך נעצרת בבת אחת האספקה השוטפת של החמצן למוח. במצב כזה תאי העצב יאבדו את המטען החשמלי שלהם באזורים רבים במוח, וכך יאבדו את היכולת לתפקד. התוצאה היא אובדן הכרה בתוך שניות ספורות. בהיעדר יכולת לפנות פסולת דרך מחזור הדם, ועקב והצטברות הפחמן הדו-חמצני והמחסור בסוכרים ובחמצן, יתרחש הרס מוגבר של רקמות המוח ונזק נרחב בתוך זמן קצר. נזק מוחי כזה רואים למשל במהלך שבץ מוחי, כשקריש דם חוסם את זרימת הדם למוח.
לאחרונה היינו עדים לכמה מקרים טרגיים שבהם ילדים מתו בעקבות אתגר אינטרנטי שעודד אותם לעצור את זרימת הדם למוח בדרך שלא נפרט כאן. אובדן ההכרה המהיר לא אפשר להם לעצור את החנק, הנזק למוח החמיר במהירות והסתיים במוות.
גם עצירת נשימה ממושכת עלולה להיות מסוכנת, אבל בדרך כלל לא קטלנית. בסופו של דבר מערך הנשימה במוח יגרום לאובדן הכרה, והמנגנון הרצוני שעצר את הנשימה יפסיק לפעול. עם זאת, למרות מורכבותו ויכולותיו המרשימות של המוח האנושי, עמידותו למחסור בחמצן נמוכה במיוחד. עצירה ממושכת של הנשימה עלולה להוביל לנזק בריאותי משמעותי ויש להיזהר מאוד מ"משחקים" בה, ובכל מקרה לא לעשות אותם בלי פיקוח רפואי צמוד.