CENTRO DE MEDICINA REGENERATIVA VITHAS XANIT
CMRX
JESUS BARRIONUEVO RODRIGUEZ LST Cert.# 51372
BUCEO DE SATURACION Y SU CONSECUENCIA SOBRE LA HEMOGLOBINA Y LA ERITROPOYETINA
SATURATION DIVING AND ITS CONSEQUENCE ON HEMOGLOBIN AND ERYTHROPOIETIN
El buceo de saturación se considera un método seguro para intervenciones humanas submarinas durante largos períodos de tiempo. Varios estudios experimentales sobre la aclimatación fisiológica y los posibles efectos nocivos del buceo de saturación reportan una reducción en la producción de reticulocitos, eritrocitos, eritrocitos séricos, eritropoyetina y hemoglobina; y casos de anemia. Sin embargo, se han realizado pocas investigaciones durante el buceo de saturacion real en alta mar. De hecho, la diferencia en las condiciones entre inmersiones en seco y en húmedo, incluyendo el uso de trajes de agua caliente y el nivel de actividad durante la inmersión; contribuyen a los niveles de estrés que se enfrentan durante las inmersiones. En un estudio previo en buceo de saturacion en una determinada plataforma noruega, se midieron los niveles de hematocrito de los buceadores. Los datos mostraron que se redujeron después de la aparición de la superficie, un posible signo de aclimatación fisiológica a una elevada presión parcial de oxígeno (PpO2) durante la saturación. Por lo tanto, se decide investigar los cambios en la hemoglobina (Hb) y la eritropoyetina (EPO) durante las primeras 24 horas después de la descompresión de una larga inmersión de saturación, para ver el reajuste de los buceadores cuando se mueven de una atmósfera hiperbárica de helio y oxígeno (heliox) a aire normobárico. Se plantea la hipótesis de que los niveles de Hb y EPO deberían disminuir inmediatamente después de la aparición de la superficie y comenzar a aumentar durante las primeras 24 horas después de la saturación, con cierto retraso para el aumento de la Hb después del aumento del EPO.
PROCEDIMIENTO DE INMERSION
Las investigaciones de las operaciones de buceo tienen lugar frente a la costa noreste de Escocia. Las profundidades de almacenamiento de los buceadores variaban entre 80 y 90 metros de agua de mar (msw). Un período de saturación incluyó compresión, tiempo de fondo con excursiones de campana y descompresión. Durante la compresión, la cámara fue presurizada a 1 msw/min con una parada de 20 minutos a 10 msw para la comprobación de fugas en la cámara antes de proceder a la profundidad de almacenamiento a la que se mantenían los buzos. A la profundidad de almacenamiento, los buzos tienen un período de estabilización de 1 hora antes de que comienzen las excursiones de campana. Durante todo el período de almacenamiento, la atmósfera heliox de la cámara mantuvo una PpO2 de 40 kPa. Cada campana dura hasta 8 horas con < 6 horas en el agua por campana. Durante el buceo con campana, la PpO2 se mantiene entre 50 y 80 kPa. Entre la tercera y cuarta hora de inmersión en el agua, los buceadores vuelven a la campana de buceo para una pausa de restitución. Durante la descompresión, una PpO2 de 50 kPa se mantiene hasta 12,7 msw; luego la PpO2 se reduce gradualmente mientras que el contenido de oxígeno en el heliox se mantiene entre 21 y 23% hasta la superficie. La velocidad de ascenso es de 1,5 msw/h hasta llegar a 15 msw; desde allí a la superficie, la velocidad de ascenso es de 0,6 msw/h. La descompresión se detiene durante 5 h después de cada 19 h de ascenso, para que los buceadores se estabilizaran. Cuatro buzos permanecen en saturación durante 25 días (d) y 15 h, n = 5 se quedaron 27 días y 6 h y n = 4 se quedaron 27 días y 21 h. La duración total de la saturación es variable; con un máximo de 28 días según los requisitos del contratista de buceo. Después de salir a la superficie, los buceadores permanecen en el barco durante al menos 12 horas para la «vigilancia de curvas». Se les instruye a descansar y evitar el esfuerzo físico durante las primeras 24 horas.
MUESTREO DE SANGRE
La muestra final se recoge 24 horas después del final de la descompresión. El muestreo se realiza entre las 08:00 y las 24:00 horas, dependiendo de la hora del día en que los buceadores salen de la cámara. La Hb se mide inmediatamente después de la extracción de sangre. Se utilizó una pipeta capilar para transferir una gota de sangre de 10 µl del tubo y depositarla en el pozo de una tira reactiva desechable conectada a un aparato portátil de Mission Plus Hb.El mismo aparato se utilizó para todas las mediciones. Se utiliza regularmente tiras de control para comprobar el rendimiento analítico. El fabricante determina que la precisión del aparato es de 0,4 g/dl para Hb. Todos los valores de Hb estaban dentro del rango normal reportado para los hombres sanos (14-18 g/dl). El coeficiente de variación dentro de la materia para Hb fue 0,44 g/dl. A los 30 minutos de la toma de muestras, los tubos de sangre se centrifugan en una centrífugadora EBA 270 (Hettich GmbH & Co.KG, Tuttlingen, Alemania) a 4.000 RPM (1.800 G) durante 10 minutos a temperatura ambiente para separar el suero. Las mediciones de EPO se realizaron en un solo lote en un sistema de inmunoensayo Siemens DPC IMMULITE 2000 (Siemens Healthcare GmbH, Alemania) en el laboratorio acreditado. El laboratorio reportó una variación analítica de 8.6%. Con una excepción, (EPO 37,7 IU/l), todos los valores del EPO estaban dentro del rango normal, 4,3-29,0 IU/l, reportados por el laboratorio.
RESULTADOS
Las inmersiones se completan de acuerdo con los procedimientos de saturación de buceo del contratista de buceo, sin eventos adversos. De los 20 buzos inscritos en el estudio, siete fueron excluidos al abandonar el barco poco después de salir a la superficie, antes de que se pudieran obtener las muestras de sangre de las 24 horas posteriores a la inmersión. En laTabla 1 se muestra un resumen de la demografía de los participantes del estudio, historia del buceo, índice de masa corporal (IMC) y frecuencia cardíaca en reposo antes y después del buceo de saturación. En la Figura 1 se muestran los datos de Hb y EPO. Los valores de buceo de presaturación se utilizaron como base de referencia para cada buceador para evitar la variación intrasujeta.
FIGURA 1 (A) Hb y (B) Niveles del EPO, 0 h después de la inmersión y 24 h después de la inmersión expresados como porcentajes de los niveles de inmersión previos a la saturación ( línea de puntos ) en 13 buceadores de saturación. Las barras de error son +- SE. *P ≤ 0.01; **P ≤ 0.001; ***P ≤ 0.0001 y NS, no significativo.
La Hb cae durante la inmersión, y continua haciéndolo durante las primeras 24 horas después del buceo de saturación. Inmediatamente después de la descompresión, la Hb se reduce en un 4% con respecto a los valores anteriores a la inmersión (P = 0,01); y a las 24 horas después de la inmersión, la Hb se reduce en un 8% (P < 0,0001). La EPO se mantiene sin cambios inmediatamente después de la descompresión en relación con los valores previos a la inmersión (P = 0,4). Sin embargo, durante las 24 horas posteriores a la inmersión, hay un marcado aumento en el que los niveles del EPO casi se duplican (99%, P = 0,0002). Entre 0 y 24 horas de inmersión después de la saturación, hay una disminución en los niveles de Hb (P = 0,02) y un aumento en el EPO (P < 0,001).
DISCUSIÓN
Los niveles de Hb se reducen después de la descompresión del buceo de saturación, permaneciendo por debajo de sus niveles previos al buceo 24 horas después. La reducción observada de Hb inmediatamente después de la descompresión está de acuerdo con los hallazgos de un informe reciente. Mientras que encontraron que la Hb ya no se reducía significativamente 24 horas más tarde, el presente estudio determina una disminución adicional. En un estudio previo de buceadores de saturación, los niveles de bilirrubina no cambiaron después de la inmersión, lo que indica que los eritrocitos no estaban hemolizados sino que su producción se redujo, en línea con la reducción de la producción de Hb. Después de la última intervencion, se tardó más de 5 días en completar la descompresión, tiempo durante el cual se animó a los buceadores a mantener sus niveles de hidratación altos para facilitar el intercambio eficiente de gases, ya que se sabe que la deshidratación interfiere con la tensión superficial plasmática y el aumento de la producción de burbujas durante la descompresión. Los niveles de EPO en el estudio no cambiaron inmediatamente después del buceo de saturación, pero aumentaron notablemente durante las siguientes 24 h. Durante el largo período de saturación, los buzos se aclimatan a una PpO2 de 40 kPa, que es casi el doble de la PpO2 en aire normal. La regulación descendente del EPO conduce a una disminución en la producción de eritrocitos , trabajando para reducir la toxicidad causada por el aumento de la concentración de especies reactivas de oxígeno (ROS) en altas concentraciones de PpO2. El EPO es regulado al alza cuando se detecta una reducción en el contenido de oxígeno del gas respiratorio; lo cual ocurre después de que los buzos salen de la cámara hiperbárica y se reajustan a la vida en el aire ambiente. El paso de la hiperoxia hiperbárica a la normoxia normobárica durante las primeras 24 horas después de la descompresión causa una hipoxia relativa. Durante esta fase, la regulación al alza de EPO desencadena la producción de eritrocitos. Este fenómeno, conocido como paradoja del oxígeno normobárico (NOP), se describió por primera vez en sujetos sanos que respiraban oxígeno normobárico; y más tarde se reportó en inmersiones experimentales de saturación profunda. El glutatión antioxidante endógeno primario (GSH) elimina el ROS en ambientes hiperóxicos hiperbáricos por oxidación. Cuando la GSH se oxida, forma disulfuro de glutatión (GSSH) que tarda en volver a su estado reducido. El proceso de reducción es catalizado por la enzima GSH reductasa utilizando NADPH, cuya eficiencia depende de la tasa de conversión de la glucosa. La lenta tasa de este último lleva al agotamiento de GSH y acumulación de GSSH, que inhibe la activación del factor de transcripción hipoxia inducible factor-1 alfa (HIF-1α) a través del elemento hipoxia correspondiente (HRE). La unión de HIF a HRE controla la expresión de los genes involucrados. en la homeostasis del oxígeno, incluyendo EPO. En condiciones normóxicas estables, el HIF- 1α se inactiva al unirse a la proteína Von Hippel Lindau (BVS); este complejo se une constantemente a la ubiquitina ligasa. Pero al volver a la normoxia normobárica o en el caso de nuestros buceadores a una hipoxia relativa, la proporción de GSH aumenta. El GSH extra neutralizará el ROS e inhibirá la unión del HIF-1α a la BVS; lo que lleva a la activación de la transcripción de genes mediada por el HIF-1. Esto desencadena la producción de EPO, aumentando así la producción de hemoglobina y eritrocitos.
LIMITACIONES
Las variables hematológicas pueden estar sujetas a variaciones circadianas ( Oscilacion de un parametro biologico que tiene lugar según ciclos de 24 horas ), y otras variaciones temporales. Los estudios de variación circadiana en el EPO han llegado a conclusiones diferentes y no se determinan si los ritmos circadianos tienen un impacto relevante en este tipo de investigaciones.
CONCLUSIÓN
La Hb en sangre se reduce inmediatamente después de la descompresión del buceo de saturación, compatible con la aclimatación a la hiperoxia hiperbárica que los buceadores experimentaban durante la saturación. Un marcado aumento de los niveles de EPO 24 horas después de la descompresión sugiere una nueva aclimatación a la respiración de aire normobárico, abogando por un efecto fisiológicamente compensado del procedimiento de buceo.
