Während einige Studien besagen, dass die meisten Menschen den Atem für 30 Sekunden bis höchstens ein paar Minuten anhalten können, hielt Aleix Segura Vendrell aus Spanien, der jüngste Guinness-Weltrekordhalter, seinen Atem für erstaunliche 24 Minuten und 3 Sekunden, während er in einem Pool schwamm in Barcelona.
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Schämen Sie sich nicht, wenn Sie sich Segura Vendrells Lungenkönnen nicht einmal nähern. Die Fähigkeit, den Atem anzuhalten, ist fest verdrahtet.
Segura Vendrell erreichte den Rekord mit Hilfe eines sogenannten Sauerstoff-Assistenten. Er atmete eine gewisse Zeit lang reinen Sauerstoff ein, bevor er mit seinem ausgedehnten Schweben begann - im Wesentlichen hyperventilierend, seine Lungen mit Sauerstoff füllend.
Die Lungenfunktion - und das Anhalten des Atems - sind von Person zu Person sehr unterschiedlich, sagt Clayton Cowl, Lehrstuhl für präventive Arbeits- und Luftfahrtmedizin an der Mayo Clinic in Rochester, Minnesota.
Körpertypen und Geschlecht können die Lungenfunktion beeinflussen. Studien haben zum Beispiel gezeigt, dass Personen mit kürzeren Stämmen tendenziell eine geringere Lungenfunktion haben als Personen mit längeren Stämmen. Frauen haben ein um 10 bis 12 Prozent geringeres Lungenvolumen als Männer, da ihre Brustkorbgrößen in der Regel kleiner sind.
Während des normalen Atemprozesses wird Sauerstoff aufgenommen und Kohlendioxid ausgeatmet. Der Prozess läuft automatisch ab und findet tausende Male am Tag statt. Das Anhalten des Atems führt dazu, dass sich Kohlendioxid, das im Wesentlichen ein Abfallprodukt ist, im Nirgendwo ansammelt. Je länger der Halt ist, desto wahrscheinlicher ist es, dass die Person starke und schmerzhafte Krämpfe des Zwerchfells und der Muskeln zwischen den Rippen erfährt, wenn sich Kohlendioxid im Blut ansammelt. Der Atemhalter wird benommen. Hoher Kohlendioxidgehalt - nicht niedriger Sauerstoff - erklärt die Symptome, die beim Anhalten des Atems auftreten, sagt Cowl.
"Es ist wie eine Kohlendioxid-Narkose" - ein fast narkotikaähnlicher Zustand, sagt er.
Die Parameter für das Anhalten des Atems werden laut Cowl in erster Linie von fest verdrahteten Prozessen bestimmt. Chemische Rezeptoren in der Medulla oblongata des Gehirns (ein Teil des Hirnstamms) wirken ähnlich wie der Thermostat für ein zentrales Kühlsystem. Wenn Kohlendioxid einen bestimmten Wert im Blutstrom erreicht, lösen die Rezeptoren „das Gehirn dazu aus, zu sagen, dass ich atmen muss“, sagt Cowl.
Ein weiterer angeborener Prozess ist der Hering-Breuer-Reflex, der hilft, ein übermäßiges Aufblähen der Lunge zu verhindern. Ein tiefer Atemzug löst den Reflex aus, wodurch bestimmte Dehnungsrezeptoren in der Lunge ausgelöst werden. Die Rezeptoren senden Signale an das Atmungszentrum des Gehirns, um die Atmung zu unterdrücken - denn Sie haben bereits Luft geholt.
Aber auch die Psychologie spielt eine entscheidende Rolle. „Sie können freiwillig sagen, dass ich meinen Atem länger anhalten werde als ein gewöhnlicher Atemzug. Auf diese Weise können Sie trainieren, immer länger Atemzüge zu machen“, sagt Cowl.
So scheinen Menschen wie Segura Vendrell, der ein Taucher ist, und andere Menschen, die Freitauchen betreiben, in der Lage zu sein, besonders lange den Atem anzuhalten - vier bis acht Minuten oder länger, auch ohne Sauerstoff einzuatmen vorher - während sie in Tiefen von bis zu 700 Fuß abtauchen.
Dies ist eine trainierte freiwillige Reaktion, sagt Cowl, aber „auf zellulärer Ebene ist nicht klar, wie jemand physiologisch dazu in der Lage ist.“ Er vermutet, dass dies bedeuten könnte, dass die Taucher die Symptome länger „mental tolerieren“.
Olympia-Schwimmer scheinen in der Lage zu sein, große Entfernungen zu fahren, ohne zu atmen, aber das liegt in erster Linie an der aeroben Konditionierung, sagt Cowl. Diese Sportler bringen effizienter Sauerstoff in das Gewebe und extrahieren Kohlendioxid. Dadurch können sie effektiver atmen und möglicherweise ihre Atemhaltung verbessern.
Nur im Wasser zu sein, kann zusätzliche Fähigkeit zum Atmen verleihen. Alle Säugetiere haben einen sogenannten Tauchreflex. Der unwillkürliche Reflex ist bei aquatischen Säugetieren wie Walen und Robben am offensichtlichsten - und ausgeprägtesten. Aber auch Menschen haben diesen Reflex. Der Zweck scheint laut einer Studie darin zu bestehen, den auf natürliche Weise im Körper gespeicherten Sauerstoff zu erhalten.
Wenn ein Säugetier ins Wasser taucht, verlangsamt sich die Herzfrequenz und die Kapillaren von Extremitäten wie Armen und Beinen - oder Flossen - verengen sich. Blut und Sauerstoff werden zu den inneren Organen umgeleitet. Der Reflex hilft tauchenden Tieren dabei, über das Atmen hinwegzukommen, was bedeutet, dass sie länger unter Wasser bleiben können.
Es ist nicht klar, warum sich der Reflex entwickelt hat, aber ein besseres Verständnis könnte die Grenzen der menschlichen Leistung erweitern.
