El futuro de la medicina de buceo

Cómo la investigación científica mejorará la seguridad de los buzos


Las pruebas genéticas hacen posible la medicina de precisión, que ha
mejorado el tratamiento del cáncer de mama.
Los avances médicos de las últimas décadas han dado lugar a tratamientos específicos para algunos tipos de cáncer. Esto ha despertado esperanzas de lograr avances similares en la lucha contra otras enfermedades. Los políticos se están involucrando y solicitando nuevos trabajos en la "medicina de precisión" y métodos individualizados para los pacientes. La medicina del siglo XX identificó causas y tratamientos específicos para muchas enfermedades, pero los resultados de los tratamientos siguen siendo sumamente variables. Hemos aprendido que la mayoría de las enfermedades y lesiones son causadas por múltiples factores, lo que significa que un suceso, condición o característica individual en particular por sí solo en general no es suficiente para producir la enfermedad. Cuando nuestros conocimientos de cualquiera de los factores integrales de una determinada enfermedad están incompletos, quedamos desconcertados con los diversos resultados y nuestras intervenciones preventivas y de tratamiento carecen de una precisión y eficacia deseables.

A veces, sin nosotros saberlo, existen varios conjuntos diferentes de mecanismos causales que pueden provocar una enfermedad específica. Otras veces, las respuestas de las personas a un conjunto conocido de factores causales se mantienen variables por motivos desconocidos. Los avances en los estudios de genómica abren nuevas posibilidades para identificar causas de variabilidad, tanto en respuestas a factores nocivos como en la eficacia de tratamientos específicos. Esto ha provocado avances en la oncología moderna y un enfoque similar también podría beneficiar otras áreas de la medicina. Primero examinaremos cómo las pruebas genéticas habilitan la medicina de precisión en dos tipos comunes de cáncer, el cáncer de mama y el de pulmón, y luego hablaremos sobre cómo la medicina de precisión abarca la medicina de buceo.

El cáncer de mama proporciona un buen ejemplo de cómo las pruebas genéticas contribuyen a la medicina de precisión. En la población general, el cáncer de mama es causado por múltiples factores. Aproximadamente entre el 5 y el 10 por ciento de los casos de cáncer de mama el causado por mutaciones genéticas hereditarias. Las dos mutaciones más importantes relacionadas con el cáncer de mama, BRCA1 y BRCA2, están presentes en el 0,1 al 0,2 por ciento de la población general y en un porcentaje mucho más alto en algunas minorías. El riesgo total para las mujeres de la población general de desarrollar cáncer para la edad de 70 años es del 12 por ciento. No obstante, el riesgo promedio es mucho mayor para las portadores de los genes BRCA1 (55 a 65 por ciento) y BRCA2 (45 por ciento).

Aunque no todas las mujeres con factores de riesgo hereditarios desarrollan cáncer de mama, el riesgo de algunas mujeres puede ser mayor debido a la existencia de otros factores conocidos o no. El cáncer de mama es menos común en los hombres (0,1 por ciento), pero en los hombres que tienen la mutación BRCA2 el riesgo de cáncer de mama es de aproximadamente del 7 por ciento, es decir 70 veces el de las personas no portadoras. Además de las pruebas genéticas del individuo, que proporcionan información acerca del riesgo de adquirir cáncer de mama, las pruebas genéticas del cáncer ayudan a los profesionales de la medicina a establecer un pronóstico, elegir terapias eficaces y evitar aquellas a las que el cáncer es resistente.

Hoy en día, en lo que respecta al cáncer de pulmón, las pruebas genéticas desgraciadamente suponen un menor beneficio, a pesar de todo el trabajo realizado. El cáncer de pulmón es la principal causa de muerte por cáncer en hombres y mujeres, y un factor externo, el consumo de cigarrillos, es su principal causa; el 90 por ciento de los casos de cáncer de pulmón se relaciona con el tabaquismo. Sin embargo, sólo el 10 al 15 por ciento de los fumadores desarrollan cáncer de pulmón a lo largo de su vida, lo que sugiere que es posible que haya una serie de diferencias en cuanto a la susceptibilidad. Un historial familiar de cáncer de pulmón duplica el riesgo de desarrollar este tipo de cáncer, pero no se ha identificado un factor hereditario específico. Los estudios genéticos del cáncer de pulmón continúan, no porque queramos saber quién puede fumar sin riesgo (fumar causa muchos otros tipos de cáncer y enfermedades graves) sino para encontrar posibles factores genéticos del desarrollo del cáncer en los que podría focalizarse la terapia. En el presente, las pruebas genéticas pueden ayudar a guiar la terapia en una pequeña fracción de los casos de cáncer de pulmón. Sin embargo, el objetivo más importante para la prevención del cáncer de pulmón es la interrupción del tabaquismo y los esfuerzos preventivos no deben hacerse esperar para que los avances en la medicina eliminen el 90 por ciento de los casos de cáncer de pulmón.
Problemas con la precisión en la EDC
En la enfermedad por descompresión (EDC), la magnitud y duración de la exposición a la presión, la velocidad de descompresión y algunos factores externos determinan el resultado de un buceo. El papel de la supersaturación de los tejidos con gas inerte es notorio. Cuanto mayor sea la profundidad y la duración del buceo y mayor la velocidad de la descompresión, mayor será la probabilidad de supersaturación durante el ascenso y de desarrollar émbolos gaseosos venosos (VGE, por sus siglas en inglés), conocidos popularmente como burbujas, lo que puede provocar una EDC. En accidentes de descompresión graves, las consecuencias son generalmente peligrosas sin mucha variación entre las personas dada la gran importancia de los factores externos. No obstante, en las exposiciones de buceo relativamente leves cuando la presión y el cambio de presión son limitados, la existencia de VGE es variable pero común, mientras que los sucesos de EDC son muy raros pero no inexistentes.


La enfermedad por descompresión, al igual que el cáncer de mama, puede ser provocada por variables genéticas o epigenéticas particulares, que si se comprenden mejor podrían dar lugar a una medicina de precisión para los buzos.


La variabilidad en ambos resultados aún escapa nuestra comprensión. Después de realizar el mismo buceo, algunos buzos pueden desarrollar una gran cantidad de VGE, mientras que es posible que otros no desarrollen burbujas. En la mayoría de los buzos que desarrollan burbujas, los VGE son filtrados hacia afuera por los pulmones y no causan ningún daño. Sin embargo, en una fracción de los buzos, los VGE pasan a través de un "shunt" o "cortocircuito" de derecha a izquierda desde las venas hacia la circulación arterial, lo que podría bloquear arterias terminales, dañar órganos y causar síntomas de EDC. Incluso cuando esta arterialización de burbujas tiene lugar, sólo unos pocos buzos afectados desarrollan una EDC. La única constante es que con perfiles de buceo agresivos (mayor profundidad, mayor duración de la exposición y descompresión más rápida) la probabilidad promedio de EDC aumenta.

Los modelos de computadoras de buceo actuales miden la exposición según un factor externo (presión) en el tiempo, pero no pueden medir factores internos que modifican la saturación y desaturación del cuerpo. Entre ellos se encuentran la cantidad de sangre que perfunde los tejidos por unidad de tiempo, el porcentaje y la distribución de la grasa del cuerpo y otros factores conocidos y desconocidos. Los algoritmos utilizados en las computadoras de buceo tienen en cuenta sólo el perfil de buceo (profundidad, tiempo, mezcla respiratoria y velocidad de cambio de presión), suponen un estado metabólico y una estructura corporal promedio y predicen la probabilidad de sufrir una EDC. Sin embargo, está claro que el riesgo no es el mismo para todas las personas, pero los factores individuales específicos no se conocen. La figura 1 muestra tres etapas del riesgo diferenciado individualmente.


Figura 1. No siempre se producen VGE después de cada buceo, no todos los VGE ingresan en la circulación arterial y los VGE arterializados no siempre provocan una EDC.



En cada una de estas tres etapas existen factores que modifican los efectos y resultados de la exposición. En ausencia de conocimientos específicos, la estrategia preventiva más común consiste en reducir la supersaturación mediante la limitación de la exposición de profundidad/tiempo y la velocidad de ascenso para que todos los buzos eviten una formación considerable de burbujas, aunque las burbujas sólo ponen en riesgo a algunos buzos (aquellos con un shunt de derecha a izquierda). Sin burbujas no habrá arterialización. Con sólo con unas pocas, las posibilidades de arterialización se reducen dramáticamente, incluso en buzos con shunt.

Se han estudiado varios enfoques para mitigar la formación de burbujas después del buceo; entre ellos se encuentran la eliminación de hipotéticos núcleos de burbujas mediante la vibración de todo el cuerpo previa al buceo, intentos para influenciar los radicales de oxígeno o el óxido nítrico sospechado de contribuir a la generación de burbujas, la estimulación de la producción de proteínas de choque térmico y otros métodos diversos, incluso el uso de chocolate antes de un buceo. Aunque algunos de estos factores puede reducir la cantidad de burbujas, los efectos varían y pueden tener menos importancia que la variación individual en respuesta a la descompresión.

Si cada buzo tuviera una propensión individual constante a la producción de VGE y pudiera clasificarse como "propenso a la producción de burbujas" o "no propenso a la producción de burbujas" en un amplio espectro de exposiciones de buceo razonables, podrían definirse límites de exposición segura individualmente. Si pudiéramos identificar a aquellos buzos que tienen un shunt persistente u ocasional y luego personalizar una exposición de buceo para ellos, podríamos alcanzar una mayor precisión. En el presente ya sabemos que un foramen oval permeable (FOP) grande permite la arterialización y aparentemente aumenta el riesgo de EDC. Existe una prueba para detectar la presencia de un FOP. Podemos identificar a los buzos con un FOP grande y cerrarlo, pero esto no soluciona el problema para todos los buzos porque se puede producir un shunt en los pulmones independientemente de la existencia de un FOP. El riesgo de EDC por la presencia de un shunt intra-pulmonar puede ser más difícil de resolver porque estos shunts intra-pulmonares parecen ser parte de la respuesta fisiológica normal al ejercicio y serían mucho más frecuentes en la población general que los FOP grandes.


Los embolismos gaseosos venosos (VGE) pueden ingresar en la circulación
arterial a través de una derivación de derecha a izquierda como por ejemplo
un foramen oval permeable (FOP).
Es importante destacar que incluso si pudiéramos evitar la aparición de VGE, aún podría producirse una EDC. Los VGE no desempeñan ningún papel en las EDC donde sólo hay dolor. Algunos casos de EDC en la médula espinal pueden ser causados por la presencia de burbujas en los tejidos a nivel local, sin burbujas en la sangre venosa. De modo similar, algunos casos de EDC en el oído interno pueden ser causados por burbujas locales en lugar de por embolismos gaseosos arterializados. Las manifestaciones cutáneas (de la piel) de la EDC pueden ser causadas por diversos mecanismos, algunos de los que suponen la embolización de VGE arterializados y otros independientes de los VGE.

Al igual que en el cáncer de pulmón, la causa definitiva de la EDC es un factor físico externo que, a diferencia del tabaquismo, no podemos eliminar si deseamos bucear. Pero al controlar la magnitud de la exposición, podemos minimizar el riesgo de EDC. Aún hay mucho margen para mejorar la precisión de la predicción de la EDC y desarrollar restricciones de exposición preventivas diseñadas individualmente. Esto puede lograrse mediante el avance de los métodos de estudio de los VGE y los estudios de la población del buceo a fin de identificar a las personas que pueden producir VGE con facilidad o que son propensas a la arterialización.

Sin embargo, para comprender por qué algunos buzos pueden producir VGE con facilidad y por qué otros son menos propensos a la EDC en el caso de la arterialización de VGE se necesitará un enfoque novedoso. Una dirección prometedora es el estudio del sistema inmunológico innato y la inflamación, ambos involucrados en la respuesta del cuerpo humano al estrés. El buceo supone una exposición a cambios ambientales que desafían a todo el cuerpo y provocan respuestas inmunes y una inflamación controlada por mecanismos genéticos. No obstante, rara vez pueden observarse cambios apreciables en buzos asintomáticos, lo que dificulta estudiar la transición de las respuestas del estrés adaptativo fisiológico a reacciones maladaptativas o patológicas que dan lugar a un deterioro en el funcionamiento de los órganos.
Estudios genéticos
La idea de que la EDC, al igual que el cáncer de mama, puede deberse a una variación genética o epigenética en particular atrae cada vez a más investigadores.

Los genes son las unidades físicas básicas de la herencia que pasan de los padres a los hijos y contienen la información necesaria para especificar rasgos característicos. Los humanos tienen aproximadamente 20.000 genes, una colección impresionante que constituye el genotipo de un individuo. Los genes están agrupados en 23 pares de cromosomas, cada par con aproximadamente 3,1 mil millones de elementos de código diferentes. La información codificada en los genes se expresa a través de la creación de proteínas que dan forma a las estructuras del cuerpo y controlan las funciones del cuerpo, los rasgos visibles (fenotipo) de un individuo.


Los estudios han identificado cambios en la expresión y transcripción de los genes después de realizar buceos en apnea y con gas comprimido.



Esta expresión supone la transcripción del código de los genes a las moléculas mensajeras que abandonan los núcleos celulares e ingresan al cuerpo celular, donde dirigen la síntesis de una proteína específica. La expresión de los genes se ve afectada por otra capa de moléculas (el epigenoma), que varía de una célula a otra. Esta relación entre el genotipo y el fenotipo se complica aún más con la interacción de los genes con el medioambiente. Por lo tanto, el estudio de la genética es complejo y requiere una gran cantidad de recursos. Hasta ahora, los estudios genéticos en el buceo apenas han explorado la superficie.

Se han observado cambios en la expresión y la transcripción de los genes en animales expuestos a buceos en apnea y con gas comprimido. El buceo expone a los buzos a la hiperoxia y un aumento en la producción de especies reactivas de oxígeno, que participan en casi todos los procesos fisiológicos en las células, incluso la muerte celular programada (apoptosis). La respuesta a este estrés puede alterar la expresión y transcripción de los genes. Un estrés similar puede ser causado por el ejercicio en personas que no son buzos y por muchos otros factores.

Algunos estudios comprobaron que los buzos experimentados, en comparación con aquellas personas que no son buzos, mostraron cambios persistentes en las vías de la apoptosis, inflamación y respuestas inmunes en los transcriptomas de sangre, lo que indicaba un estado celular de alerta constante hacia el estrés exógeno. Sin embargo, no hubo diferencias fisiológicas apreciables entre los buzos y aquellos que no lo son. Los cambios observados después del buceo con aire comprimido eran típicos del estrés oxidativo subletal; incluían la supresión de la actividad linfocitaria y la activación del sistema inmunológico innato. No fue posible distinguir los efectos del estrés oxidativo y de las microburbujas de gas. Los cambios fueron similares después de realizar buceos adicionales y regresaron a la normalidad entre un buceo y otro.

En este momento es imposible predecir si habrá un análogo para el buceo de los genes BRCA1 y BRCA2. Pero estos son sólo los primeros pasos de un largo camino y la aceleración del desarrollo en la medicina y la tecnología deja pocas dudas de que se podrá lograr una medicina de precisión para los buzos.

© Alert Diver — 1er Trimestre 2016