Sus pulmones y el buceo




El buceo supone importantes desafíos para el sistema respiratorio. Las condiciones pulmonares se encuentran entre los motivos más comunes por los que las personas no pasan los exámenes médicos de buceo y, por supuesto, dependemos de nuestros pulmones para sobrevivir. Por consiguiente, es importante que los buzos conozcan qué limitaciones se observan en la función pulmonar durante el buceo.
Intercambio de gases
La función más importante de los pulmones es favorecer el intercambio de gases: suministrar oxígeno al torrente sanguíneo y extraer y exhalar dióxido de carbono (CO22). De estos dos procesos, la exhalación de CO2 es verdaderamente el principal impulsor de la respiración. El CO2 se combina con el agua en la sangre y forma ácido carbónico (que se disocia como hidrógeno e iones de bicarbonato).1 El cambio en el pH de la sangre es percibido por el cerebro y sirve de disparador para estimular la respiración. Para mantener el equilibrio del pH en la sangre, los pulmones deben poder "desechar" el CO2 que es producido por el cuerpo.

Para hacerlo, se utiliza un determinado volumen de aire para diluir el CO2 en los alvéolos de los pulmones por medio de la inhalación y la exhalación. Una determinada cantidad de ejercicio también causa una cantidad correspondiente de CO2 que es producido por el cuerpo y se necesita la misma cantidad de ventilación alveolar para eliminar el CO2 independientemente de si una persona se encuentra en la superficie o a profundidad. Los cuerpos de los buzos deben esforzarse más para eliminar el CO2 durante los buceos y tienen una capacidad limitada para realizar esta tarea. A continuación figuran ocho factores que se encuentran entre los motivos principales por lo que esto sucede.





La densidad de una mezcla respiratoria aumenta con la profundidad
La mezcla respiratoria de un buzo es comprimida por la mayor presión ambiental a profundidad. Un volumen de gas a profundidad contiene más moléculas que el mismo volumen en la superficie. La mayor densidad también aumenta la viscosidad del gas, lo que significa que es más difícil respirar el mismo volumen de gas a profundidad. Un estudio indicó que a una profundidad de 30 metros (100 pies), el volumen máximo de gas que un individuo puede inhalar y exhalar en un minuto (ventilación voluntaria máxima) es de aproximadamente la mitad de lo que sería en la superficie. Asimismo, el volumen de gas que un individuo puede exhalar enérgicamente en un segundo se reduce en casi un 10 por ciento a 10 metros (33 pies) y aproximadamente un 13 por ciento a 30 metros (100 pies). El caudal máximo que un individuo puede producir (caudal espiratorio máximo) se reduce en aproximadamente un 23 por ciento a 10 metros (33 pies) y un 39 por ciento a 30 metros (100 pies). Estas son limitaciones considerables sobre los sistemas respiratorios de los buzos.
Efectos fisiológicos de la inmersión
Durante la inmersión, la sangre que normalmente se distribuye a las extremidades se mueve hacia el espacio central del cuerpo (es decir, el pecho). Aproximadamente 700 ml de sangre se desplazan de esta manera y una gran parte de este volumen es albergada por los vasos sanguíneos del corazón y los pulmones. Esto vuelve a los pulmones más rígidos, lo que significa que tienen un menor retroceso elástico y que la respiración requiere más esfuerzo de lo normal. La sangre también ocupa volumen. Esto significa que el volumen total de los pulmones se reduciría como resultado del desplazamiento de fluido. Utilizar un traje de neopreno apretado acrecienta esta redistribución de fluido y desplaza la sangre adicional hacia el espacio central al comprimir los vasos sanguíneos de las extremidades. Lo que promueve aún más este desplazamiento de fluido es cuando un buceo se lleva a cabo en un entorno relativamente frío, lo que significa que la vasoconstricción periférica también contribuye a un desplazamiento de fluido central.


Un buzo realiza una prueba anterior a un buceo para confirmar el funcionamiento correcto del equipo.


Regulación alterada de la respiración
Algunos estudios han descubierto que incluso si un buzo no se desempeña al nivel máximo de ejercicio durante un buceo y no alcanza sus límites ventilatorios, los niveles de CO2 en la sangre del buzo aún serán elevados. El sentido común dictaría que el CO2 (y el ácido carbónico que se forma) indicaría al cerebro que aumente la frecuencia respiratoria, pero esta respuesta esperada no se observó. Esto significaría que si bien los niveles respiratorios máximos no fueron superados, el cerebro "decidió" permitir un nivel más alto de CO2 en el cuerpo bajo condiciones donde el trabajo respiratorio aumentó. Esto demuestra una alteración en el funcionamiento del centro de regulación respiratoria del cerebro, cosa que aún no se comprende completamente. Para explicar este fenómeno se han propuesto al menos cuatro hipótesis: 1) los efectos de un aumento de la presión parcial del oxígeno durante el buceo, 2) algunos efectos de la narcosis por nitrógeno, 3) un efecto directo el aumento de la presión y 4) cambios en la manera en que el cerebro controla la ventilación cuando la carga de trabajo en los pulmones aumenta. Se necesita más investigación para poder comprender el mecanismo exacto.
Mayor “espacio muerto” durante el buceo
El espacio muerto hace referencia a las áreas donde hay ventilación (es decir, movimiento de gas), pero no se produce ningún intercambio de gases. Debido a que el intercambio de gases sólo se produce en los alvéolos, las vías aéreas conductoras como la tráquea y los bronquios son un espacio muerto. El equipo de buceo agrega espacio adicional, normalmente menos de 200 ml. El espacio muerto en un regulador de buceo habitualmente es inferior a 100 ml. A pesar de ello, si se tiene en cuenta que el volumen de una respiración normal es de aproximadamente 500 ml, el espacio muerto aumenta rápidamente, lo que da lugar a volúmenes respiratorios elevados. Además de este espacio muerto físico, hay un espacio muerto fisiológico que también aumenta durante el buceo. Una descripción completa de esto está más allá del alcance de este artículo, pero basta con decir que hay mecanismos adicionales por los que la ventilación en un buzo se ve comprometida.
Reinhalación
Los buzos con rebreathers (recirculadores) deben tener especial cuidado para evitar una intoxicación por CO2 como resultado de una reinhalación de gas. La hipercapnia (nivel elevado de CO2 en la sangre) es probablemente la

Un buzo observa el naufragio del USS Kittiwake al final de un buceo a 90
metros (300 pies) con un rebreather de circuito cerrado.
primera consideración en el diagnóstico diferencial de un buzo que perdió el conocimiento durante un buceo con un rebreather (las otras dos explicaciones más probables son la hipoxia [bajo suministro de oxígeno] y la hiperoxia [exceso de oxígeno]). La reinhalación de CO2 es posible si el material adsorbente (cal sodada) no está embalado correctamente y se produce una canalización. La canalización es un fenómeno mediante el que el gas se desplaza por canales en el material adsorbente, lo que limita la eliminación de CO2. Para reducir el riesgo de reinhalar CO2, los buzos aprenden a realizar una prueba de "respiración previa" a través del rebreather durante cinco minutos antes de un buceo. Un estudio publicado en 2015 demostró que este enfoque no tiene eficacia para detectar todas las fallas del material adsorbente y algunos participantes del estudio incluso no pudieron reconocer un problema cuando se les entregaron rebreathers sin material adsorbente para realizar la prueba de respiración previa.2

Si se produce una reinhalación por una falla en el material adsorbente, la hipercapnia comenzará a estimular el centro de control respiratorio del cerebro para incrementar la frecuencia y la profundidad de la respiración. A medida que la hipercapnia continúa aumentando, los buzos pueden experimentar una disnea grave y pueden entrar en pánico. En casos graves, la hipercapnia puede provocar una pérdida del conocimiento, lo que puede sucederles a los buzos con rebreathers de vez en cuando. Existe una preocupación de que los buzos que no son susceptibles a la hipercapnia pueden experimentar sólo síntomas leves, como falta de aire, antes de perder el conocimiento. No obstante, incluso una hipercapnia leve puede tener consecuencias adversas, en particular para los buzos con rebreathers y Nitrox: los niveles elevados de CO2 aumentan el riesgo de intoxicación por oxígeno a nivel del sistema nervioso central (SNC), lo que puede causar convulsiones bajo el agua y el ahogamiento de la persona.
Procedimientos de buceo deficientes

Una acumulación leve de CO2 puede provocar un dolor de cabeza punzante y puede ser el resultado de una disminución del volumen minuto o una respiración irregular.
Un descenso muy rápido promueve una acumulación de CO2 y normalmente se relaciona con un volumen minuto menor (la cantidad de gas que se respira en un minuto), lo que puede producir una hipercapnia. Otra práctica que puede dar lugar a un volumen minuto menor es la respiración irregular: contener la respiración por períodos cortos entre la inhalación y la exhalación. La intención de los buzos que hacen esto es preservar el gas, pero puede producir un aumento del nivel de CO2 (y también es una mala idea por otros motivos). Esto provoca los síntomas que se describieron en la sección anterior.
Contaminación del gas
Aparte de los diversos motivos fisiológicos por los que puede producirse una hipercapnia durante un buceo, también debe considerarse la contaminación del suministro de gas. Si la entrada del compresor está situada donde una contaminación es posible, el buzo puede inhalar CO2 con concentraciones más altas que en el aire normal. Esto pondría al buzo en una clara desventaja por motivos obvios. La concentración de CO2 en los cilindros de buceo no debe superar las 500 ppm y los operadores están legalmente obligados a examinar regularmente el aire que suministran a los buzos.
Retenedores de CO2
Algunas personas no tienen una respuesta proporcional a la hipercapnia (es decir, su respiración no se ajusta completamente para mantener los niveles de CO2 de referencia) y estos individuos pueden tener niveles de CO2 muy altos, e incluso peligrosos, en la sangre. Estas individuos son conocidos como retenedores de CO2. Una serie de estudios ha evaluado los estándares para analizar a dichos individuos durante exámenes de aptitud médica para el buceo. Estos estudios concluyeron que en la actualidad no existe ninguna prueba de preselección que nos permita identificar a estos individuos. A lo sumo, las pruebas disponibles actualmente descalificarían a una gran cantidad de personas normales al identificarlas de manera incorrecta como retenedores de CO2. Por lo tanto, no se recomienda realizar una preselección.
Conclusión
La hipercapnia es peligrosa durante el buceo por el riesgo de sufrir un trastorno o una pérdida total del conocimiento. Una acumulación de CO2 más leve y gradual puede causar un dolor de cabeza punzante o la sensación de que el buzo no

Un buzo desciende por un cabo de amarre hacia un arrecife profundo.
recibe suficiente aire. Esto puede provocar una respuesta de pánico donde el buzo se dirige a toda velocidad hacia la superficie, lo que posiblemente puede producir una enfermedad por descompresión o un barotrauma pulmonar y un embolismo arterial gaseoso si el buzo no exhala lo suficiente durante el ascenso rápido. La hipercapnia también aumenta el riesgo de enfermedad por descompresión, narcosis por nitrógeno e intoxicación por oxígeno a nivel del SNC principalmente debido a la mayor perfusión de sangre causada por la dilatación de los vasos sanguíneos inducida por CO2.

Todos los buzos probablemente pueden experimentar un aumento de los niveles de CO2 (hasta cierto grado) durante un buceo. Las manifestaciones normalmente son leves, por ejemplo un dolor de cabeza punzante, y si el buzo se da cuenta de esto y reanuda la respiración normal de inmediato, el dolor de cabeza puede desaparecer. De lo contrario, es conveniente acortar el buceo pero también asegurarse de mantener una ventilación adecuada durante el ascenso. Una respiración relajada y profunda en la parada de seguridad también puede ser de ayuda en muchos casos.


Naturalmente, existen otras causas de dolor de cabeza, incluso contaminación por monóxido de carbono, por lo que los dolores de cabeza vinculados al buceo no deben ser desestimados por considerarlos triviales. Si tiene alguna duda, comuníquese con DAN®. Esté atento y tenga conciencia de los signos de la hipercapnia.
Referencias
1. Camporesi EM, Bosco G. Ventilation, gas exchange, and exercise under pressure. In: Brubakk AO, Neuman TS, eds. Bennett and Elliott's Physiology and Medicine of Diving, 5th ed. Edinburgh, UK: Saunders; 2003.
2. Deng C, Pollock NW, Gant N, Hannam JA, Dooley A, Mesley P, Mitchell SJ. 2015. The five-minute prebreathe in evaluating carbon dioxide absorption in a closed-circuit rebreather: a randomized single-blind study. Diving Hyperb Med 2015; 45(1):16-24.
3. Doolette DJ, Mitchell SJ. Hyperbaric conditions. Compr Physiol 2011; 1(1):163-201.

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