CENTRO DE MEDICINA REGENERATIVA VITHAS XANIT
CMRX
JESUS BARRIONUEVO RODRIGUEZ LST Cert.# 51372
Consideraciones en bases teóricas sobre la profundidad máxima que se podrían alcanzar en el buceo de saturación.
Considerations in theoretical bases about the maximum depth that could be reached in saturation diving.
La aparición de episodios narcóticos paroxísticos que incluyen síntomas similares a los psicóticos en buzos que participan en programas experimentales de buceo profundo con varias mezclas de gases ha constituido, más allá de los síntomas clásicos del síndrome neurológico de alta presión, la mayor limitación para el buceo profundo. Con el desarrollo de nuevos programas de saturación profunda y experimentos de buceo, creemos que es interesante examinar cuál podría ser la profundidad máxima a la que podrían acceder los buzos humanos de saturación. Con base en los datos previos y el modelo de volumen crítico de narcosis de gas inerte, proponemos que la profundidad máxima para el buceo de saturación podría ser de alrededor de 1.000 m.
Cuando los buzos están expuestos a la profundidad, es decir, a un aumento de presión (10 m = 1 atmósfera absoluta (ATA); 1 ATA = 0.1 MPa), tanto la presión como la presión parcial de cada gas en la mezcla de respiración se disuelven en el organismo del buceador con afectación en mayor o menor grado. El desarrollo del buceo de saturación ha eliminado la restricción de la descompresión repetitiva, lo que lleva a una ganancia de tiempo de descompresión. Además, el reemplazo del nitrógeno por helio, que es el gas inerte que posee la potencia narcótica más baja, ha eliminado la restricción de la narcosis de nitrógeno, o mas correctamente, posponerla. Sin embargo, a una profundidad superior a 200 m (21 ATA), la respiración de mezclas de helio-oxígeno induce el síndrome neurológico de alta presión (HPNS) que se considera una función de la presión elevada per se y se ve exacerbada por las tasas de compresión rápida. Este síndrome se manifiesta por una hiperexcitabilidad general caracterizada principalmente por temblores, mioclonos, cambios electroencefalográficos y alteraciones en las funciones cognitivas del hombre. Las estrategias utilizadas para reducir HPNS incluyen principalmente velocidades de compresión lentas con etapas, adaptación con el tiempo en profundidad y la adición a las mezclas básicas de gases narcóticos como el nitrógeno y el hidrógeno. Esto ha permitido a los buceadores alcanzar profundidades de hasta 534,4 m (54,4 ATA) en mar abierto, así como presiones de hasta 71,1 ATA correspondientes a profundidades simuladas de hasta 701 m en cámaras hiperbáricas. Sin embargo, a pesar de tales estrategias, las inmersiones profundas experimentales utilizando hidrógeno-oxígeno, helio-hidrógeno-nitrógeno-oxígeno y mezclas de respiración de helio-nitrógeno-oxígeno tuvieron que ser detenidas porque algunos de los buzos experimentaron trastornos similares a los psicóticos . También, curiosamente, se han reportado trastornos similares en las inmersiones pioneras con aire . Estos síntomas claramente constituyen más allá de los síntomas clásicos de HPNS, la principal limitación para el buceo profundo, independientemente de las mezclas de gases utilizadas. Entre las características mostradas por los buzos estaban las alucinaciones, la agitación, el delirio y los pensamientos paranoicos. Se demostró que estos eventos críticos eran síntomas narcóticos paroxísticos que resultaban de la suma de la potencia narcótica de cada gas que componía las mezclas de respiración de buceo. Condiciones ambientales de presión absoluta y presión parcial de cada gas inerte durante las inmersiones experimentales en las que se produjeron episodios narcóticos paroxísticos:
Los gases de inmersión a presión elevada tienen efectos narcóticos cuyas potencias relativas están altamente correlacionadas con la solubilidad de los lípidos. Aunque sus mecanismos estructurales de acción, se piensa que son similares a los gases anestésicos nobles y generales xenón y óxido nitroso, son aún en discusión, el modelo de volumen crítico (o alguna extensión del mismo) ha permitido estudios predictivos tanto en humanos como en animales de experimentación. Este modelo indica que, para un efecto farmacológico similar, la narcosis se produce cuando el volumen de una región celular hidrófoba se hace expandir más allá de un cierto volumen crítico mediante la absorción de una sustancia inerte. La expansión fraccional E que ocurre cuando un gas a una presión parcial Pi se disuelve en el sitio hidrofóbico viene dada por:
E = Vi. Xi. Pi / Vm
Donde Vi es el volumen molar parcial del gas en el solvente (o algún modelo del mismo como aceite de oliva o benceno) del volumen molar Vm y Xi es la fracción molar de solubilidad del gas en ese solvente cuando su presión parcial es de 1 ATA . Para una mezcla de gases, el efecto neto viene dado por la suma de los términos individuales de cada gas. La siguiente tabla indica los valores de Vi y Xi para el rango de gases que se han utilizado para el buceo profundo; el valor de Vm se estima en 640 mL.
Volumen molar parcial y solubilidad en fracción molar de los gases utilizados durante las inmersiones experimentales en las que se produjeron episodios narcóticos paroxísticos utilizando benceno como modelo del sitio de acción hidrofóbica de los gases.
Dado que los episodios similares a los psicóticos que se producen a presión elevada resultan de la suma de la potencia narcótica de cada gas utilizado para componer la mezcla de respiración, la ventaja de agregar los gases narcóticos nitrógeno o hidrógeno a la respiración básica de oxígeno y helio La mezcla no parece ser evidente, ya que las estrategias físicas utilizadas para reducir la HPNS, como velocidades de compresión lentas con etapas y adaptación con el tiempo en profundidad, han permitido a los buceadores respirar mezclas de helio y oxígeno alcanzar profundidades de hasta 610 ( 62 ATA ) tan pronto como la década de 1970. Como se muestra en la Figura 1, los cálculos con el modelo de volumen crítico han permitido establecer que la expansión media del sitio de acción hidrofóbica del gas de inmersión necesario para la expresión de episodios narcóticos similares a los psicóticos es de aproximadamente 0.0453 ± 0.0032% . Como también se ilustra en la Figura 1, teniendo en cuenta este valor de expansión, la profundidad de inicio para la aparición de trastornos de tipo psicótico con la mezcla básica de helio-oxígeno se puede estimar entre 930 my 1.080 m (94-109 ATA) ( profundidad media : 1.005 m, es decir, 101.5 ATA ).
Figura 1
Los cuadrados completos representan la expansión teórica neta del sitio de acción hidrofóbica de los gases, utilizando benceno como disolvente modelo, en el momento en que se produjeron episodios narcóticos paroxísticos con aire e hidrógeno (H2) -oxígeno (O2), helio (He) -H2 mezclas de respiración de nitrógeno (N2) -O2 o H2-N2-O2.
Nota: Los datos muestran que cualquiera que sea la mezcla de gases utilizada, la expansión fraccional fue notablemente similar (valor medio: 0.0453 ± 0.0032%) en el momento en que las inmersiones tuvieron que suspenderse debido a episodios narcóticos paroxísticos que incluyen síntomas similares a los psicóticos. Teniendo en cuenta este valor de expansión, la profundidad de inicio para la ocurrencia de episodios narcóticos paroxísticos en la mezcla de helio-oxígeno puede estimarse entre 930 my 1.080 m (94-109 ATA). 1 ATA = 0.1 MPa. ATA: Atmósfera Absoluta.
El apoyo para una profundidad de inicio entre 930 my 1.080 m para la aparición de trastornos de tipo psicótico con la mezcla básica de helio-oxígeno es el hecho de que no se han registrado patrones epilépticos electroencefalográficos en buzos humanos a profundidades de hasta 701 m (71.1 ATA) y que las convulsiones en primates, al usar tasas de compresión mucho más rápidas que las utilizadas en los buzos humanos, solo ocurrieron a alrededor de 1,000 m (101 ATA). Desde esta profundidad de inicio, si uno considera aproximadamente 50% de los buceadores que participan en las inmersiones en que ocurrieron episodios narcóticos similares a los psicóticos estaban preocupados por tales síntomas, solo es necesario aumentar la concentración anestésica mínima de los anestésicos inhalatorios (que es la concentración que produce anestesia en el 50% de los sujetos) en un 10-15% para narcotizar la gran mayoría de los sujetos, se puede estimar que no sería posible realizar inmersiones humanas más allá de 1,030 -1,200 m (104-121 ATA) incluso en buzos que muestran una baja sensibilidad a la narcosis de helio-oxígeno.
En conclusión, sugerimos que la mejora de las estrategias físicas utilizadas para reducir la HPNS, como las tasas de compresión lenta con etapas y la adaptación con el tiempo en profundidad, puede ser la clave para avanzar con éxito más allá de las actuales inmersiones humanas de 534 m. 54.4 ATA) en mar abierto y de 701 m (71.1 ATA) en cámaras hiperbáricas.
