La fisología hiperbárica estudia los cambios morfofuncionales agudos (inmediátos) y crónicos (a largo plazo) que ocurren en los órganos del organismo humano cuando éste so somete a presiones altas, particularmente durante el buceo autónomo (S.C.U.B.A.) recreativo y profesional.
        Bajo este tema habremos de discutir lo que le occurre al cuerpo durante el buceo con tanque/escafandra y de apnea (sosteniendo la respiración bajo el agua). Además, explicaremos la patofisiología de las enfermedades hiperbáricas y de las otras condiciones que resultan cuando no se sigue unas medidas de seguridad y los estándares establecidos para el buceo SCUBA de aficionados y aquel profesional.

        Cuando el cuerpo humano desciende hacia las profundidades del mar, el agua comienza a ejercer presión contra las cavidades de nuestro cuerpo. Si repasamos nuestra física básica, conforme el cuerpo desciende, i.e., al aumentar la presión, los gases del volumen de nuestras cavidades corporales se van comprimiendo debidido a que le volumen se reduce también. Esto representa una relación inversamente proporcional entre el volumen y la presión, la cual es dictada por la ley de Boyle. Esta ley postula que el volumen de una masa determinada de gas varía inversamente con la presión absoluta. Por ejemplo, durante la submersión, el aire de los pulmones se comprime aproximadamente la mitad de su volumen original bajo una presión hiperbárica que ocurre a los 10 metros de profundidad. A medida que el organismos continúa descendiendo, aumenta la presión de la columna de agua sobre nuestros pulmones, lo cual resulta en una disminución progresiva del volumen pulmonar. Este fenómeno físico tambien ocurre en las otros volúmenes que posee nuestro cuerpo.
        El anterior principio de la física también se aplica cuando subimos hacia la superficie del agua. en este caso la presión se reduce y los volumenes del cuerpo se reducen. En el caso del pulmón, si un buceador de SCUBA sostiene su respiración durante su ascenso, el volumen de gas en los pulmones aumenta progresivamente. Si el buseador continúa subiendo sin liberar el aire de sus pulmones, se habrá de sufrir una sobreexpansión del pulmón, cual puede resultar en un neumotorax (ruptura pulmonar) o aire que es atrapado en la vencindad de la cavidad torácica. Posiblemente, también puede ocurrir la formación de burbujas en el torrente sanguíneo, conocido como embolias, las cueles pueden eventuamente producir la obstrucción de la circulación hacia los tejidos vitales del organismo.
        El ambiente hiperbárico también tiene efectos importantes sobre los gases disueltos en los líquidos del cuerpo, particularmente el oxígeno, bióxido de carbono y el nitrógeno. Como fue previamente mencionado, la presión del agua causa que una redución en el tamaño de las moléculas de estos gases. Esto implica un aumento en las presiones parciales, lo cual ocasiona que estos gases se disuelvan en la sangre. El peligro potencial ocurre cuando el buceador decida subir hacia la superficie. Habíamos mencionados que los volumenes se expanden al bajar la presión. Si durante esecenso, el buceador sube muy rápido, ocurre tamnibién una reducción drástica en la presión del agua, de manera que puede que las presiones parciales de los gases en los líquidos sean mayores que la del agua. Si esto ocurriera, entonces los gases disueltos se expanden y forman burbujas, saliendose de su estado de solución.

El Sistema Cardiovacular

        La presión del agua tiende a producir efectos de tipo "relajante" en nuestro aparato circulatorio. Por ejemplo, durante la inmersión se ha encontrado que se reduce la frecuencia cardíaca, pruduciendo un estado de bradicardia (frecuencia cardíaca menor de 60 latidos por minuto). El augua fría exagera estos efectos sobre el sistema cardiovascular.Además, se experimeta una vasoconstricción periférica, lo cual permite una redistribución vacular apropiada hacia el corazón, cerebro y riñnes.

El Sistema Pulmonar

        La respiración bajo presión será más activa de  lo usual, puesto que tiene que vencer una presión positiva. El aire comprimido que se respira es mucho más denso que el normal y su volumen es menor,
lo cual incrementa la viscocidad y turbulencia a nivel de la tráque y bronquios. Esto requiere un mayor esfuerzo para respirar y mayor trabajo de los músculos respiratorios.
        El aumento en la presión externa  y la reducción resultante en el volumen de las moléculas gaseosas, inducen un incremento proporcional en la presión parcial de los gases corporales. Los efectos tóxicos son más evidentes a medida que aumenta la presión parcial del oxígeno. Se han encontrado traumatismos pulmonares debido a la toxicidad pulmonar del oxígeno durante exposiciones prolongadas con una presión parcial de oxígeno mayor de 0.6 atmósferas (ATA) (El Manual de merck, 1994, p. 2793). Por otra lado, pueden produuicirse convulsiones por intoxicación con oxígeno, particularmente durante una inmersión cerca o mayor de 2 ATA.
        El aumento en la presión parcial del nitrógeno puede resultar en la Narcosis por Nitrógeno. Por lo regular, esta condición puede ser evidente cuando los buceadores con escafandra se aproximan a los 30 metros de profundidad.

Volumenes Corporales

        La alta presión experimentada durante el submarinismo afecta las diversas cavidades o volumenes que se hayan en nuestro organismo, tales como los pulmones, el oído medio (particularmente el tímpano), los senos paranasales y esfenoidales, caries dentales empastes dentales mal hechos, entre otros. Para evitar daño en estos espacios, se requiere seguir ciertas medidas de prevención y realizar maniobras para igualar la presión interna con la externa, i.e., la igualación (o equilibración) de la presión de la presión en los espacios corporales del cuerpo durante el descenso. Por ejemplo, para evitar barotraumas otorrinolaringológicos y odontológicos, se sugiere, tragar o soplar con la nariz cerrada y evitar bucear cuando se posee una enfermedad inflamatoria o infeciosa del sistema respiratorio superior (e.g., amigdalistis, laringitis, rinitis, farinmgitis), condición auditiva  o problema odontológico (particularmente caries dentales).
        Como fue mencionado previamente, durante el asecenso, el aire pulmonar se dilata progresivamente, debido a la redución en la presión. Para evitar daños en las estructuras respiratorias, el buceador deberá subir lentamente respirando normalmente, evitando a toda costa sostener la respiración o se realizar una maniobra de valsalva, la cual aumenta peligrosamente la presión dentro de los alveolos pulmonares. Además, se deberá evitar el buceo cuando se posee una enfermedad respiratoria (e.g., asma bronquial).

El Buceo de Apnea

        El sostener la respiración durante el sunmersión en el agua llega a su límite cuando se recibe el estímulo por parte del bióxido de carbono que se encuentra acumulado en nuestro sistema circulatorio arterial. En teoría, si el buceador de apnea estará más tiempo debajo del agua si hiperventila antes inhalar aire para la inmersión. Durante la hiperventilación,  se eliminan una gran cantidad de bióxido de carbono almacenado en el cuerpo, lo cual aumenta la capcidad de sostener la respiración debido a que el estímulo para respirar se retarda (hay menos bióxido de carbono en nuestro cuerpo). No obstante, esto puede ser muy peligroso durante el asenso. Esta práctica puede también disminuir peligrosamente los niveles de oxígeno en el sistema arterial, una condición conocida como hipoxia. Este estado puede inducir la pérdida del conocimiento antes de que la presión parcial del bióxido de carbono sanguíneo aumente lo suficiente para que produzca el estímulo para respirar (El Manual de merck, 1994, p. 2793,2795; Wilmore & Costil, 1998, p. 281).

El Buceo SCUBA (Con Escafandra)

        Los buceadores con tanque autónomo pueden mantenerse debajo del agua debido a que respiran aire comprimido que se encuentra a la misma presión que la del agua. Para que esto ocurre, se requiere un equipo especializado conocido como ecafandra autónoma. La más común, empleado por los buceadores aficionados, es la escafandra de circuito abierto por demanda. Este sistema fue concebido por Jacques Cousteau en el 1943 y consite de los siguientes elementos:

• Tanque de aire comprimido.
• Válvula reguladora de primera fase, la cual reduce la presión del tanque a una presión atmosférica que pueda se respido por el buzo.
• Válvula reguladora de segunda etapa encargada de liberar el aire por demanda a una presión equivalente a la de la columna de agua.

Válvula de respirar de una sola dirección, la cual permite al buceador inhalar y exhalar el aire comprimido.

        En esta sección discutiremos los peligros inminentes de submarinismo, incluyendo los barotraumas más comunes y la enfermedad de decompresión.

Fisiopatología del Hiperbarismo - Barotraumas

        Básicamente, las condiciones que se producen durante el submarinismo resultan de diferencias marcadas entre la presión externa del agua y la presión interna de las cavidades en el organismo. Por ejemplo, durante la inmersión, si no es posible igualar la presión externa con la interna a nivel de la trompas de Eustaquio del oído medio, entonces ocurrirá un exceso de presión interna en el tímpano. Como resultado, los líquidos de la mucosa del oído medio y los capilares adyacentes pueden eventualmente dilatarse y romperse, lo cual produce la rotura del tímpano. Esto se conoce como una barotitis media.  Similaemente, estos tipos de barotraumas puede ocurrir en otras cavidades que no puede igualar la presión externa de agua, tal como en los senos paranasales. Esta condición se produce dolor local o referido al occipucio, vértex o zona frontal.

        Otros espacios no corporales pueden verse afectado por las presiones de agua. Por ejemplo, si el buceador no puede igualar el aire dentro de las mascaras de buceo que permiten ver debaho del agua, entonces puede producirse la adherencia de la máscaca. Esto resulta en epitaxis, hemorragias conjuntivales o hematomas perioculares. Inclusive, puede ocuure el desprendimiento de la retina en persona miopes (Duvallet & Monfrais, 1991). Para prevenir esta condición el buceador debe de sobrar el aire por la nariz durante el descento, de manera que se equilibre la presión dentro de la careta con la presión externa del agua.

        Es posible sufrir barotraumas dentales. Esto sucede cuando e una carie o empaste inapropiado una burbuja penetra la cavidad intrapulpar, lo cual puede que, durante el ascenso, aumente en volumen hasta que se desprenda el empaste o estalle el diente.

        La dilatación del estómago pyuede ocurrir duarante el ascenso. Esto ocurre comunmente en principiantes, donde tiene problemas con una respiración normal, involucrando al; estómago eneste proceso.

Sobreexpansión Pulmonar

        Cuando el buceador de escafandra no permite que el gas comprimido que respira de su tanque sea liberado durante el ascenso, el volumen del gas pulmonar habrá de aumentar en proporciones sumanmente peligrosas, ocasionando la hiperinsuflación de los pulmones. Consecuentemente, se podrá experimentar accidentes pulmonares particulares, tales como neumotorax, enfisemas mediastínico y subcutáneo y embolia por gas (aérea).

        Embolia Gaseosa:

        Esta condición resulta de la sobrexepansión de los pulmones durante una reducción súbita en la presión externa del agua, comunmene evidente cuando un buceador de escafandra asciende muy rápido. Algunas manifestaciones clínicas son la pérdida de consciencia y patologías a nivel del sistema nervioso central (SNC) que resultan de las embolias aérea obstruyendo la circulatoria en el cerebro.

        Causa. La retensión de la respiración de un buceador de escafandra durante el acenso hacia la superficie del agua induce la hiperinsuflación de los pulmones, lo cual puede ocasionar una embolia arterial gaseosa. Posiblemente el sostener la respiración ocurre porque que submarinista se quedo sin aire en su tanque. Cuando el gas comprimido no puede escaparse, el volumen pulmonar se expenda peligrossamente y se eleva la presión alveolar, oacsionando que se transfiera el gas hacia las vena pulmonares durante el retorno venoso. Cuando la embolia de gas llega a nivel de las arteria carótidas, existe una alta probabilidad que el gas alcance los vasos sanguíneo del encéfalo. En estos casos, la obstrución circulatoria cerebral es casi inevitable, produiciento un infarto cerebral y posible daño en el SNC.

        Manifestiaciones clínicas. El buceador afectado con esta condición puede perder el conocimiento, experimentar convulsiones, cambios en la conducta y hemiparesia. Conjuntamente con la embolia de gas, puede estar presente enfisemas mediastínico y subcutáneo. Si se observa hemoptisis o espuma sanguinolente, se debe sospechar trauma en los pulmones.

        Tratamiento. Administrar 100% de oxígeno vía una válvula por demanda. Además, Dar grandes cantidades de líquidos (oral o intravenoso). No administre lùquido oral en víctimas insconscientes. Colocar a la víctima en posición supina (boca arriba). Si la víctima ha perdido el conocimeinto, tiene naúsea o se encuentra vomitando, colocar en posición de recuperación (conocido también como posición de coma). En esta posición, el buzo afectado se encuentra sobre su costado y cabeza abajo. Es urgente que se transporte inmediátamente al accidentado hacia una cámara de recompresión
 

Enfermedad de Decompresión

        Bends. Conocido
 

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Rev.  22  de abril de 2000