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Articulo de referencia

Fisiología aeroespacial

La fisiología aeroespacial estudia los efectos de las grandes altitudes en el organismo, como las diferentes presiones y niveles de oxígeno. A distintas altitudes, el cuerpo pue...

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La fisiología aeroespacial estudia los efectos de las grandes altitudes en el organismo, como las diferentes presiones y niveles de oxígeno. A distintas altitudes, el cuerpo puede reaccionar de maneras diferentes, aumentando el gasto cardíaco y la producción de eritrocitos . Estos cambios provocan un mayor gasto energético, causando fatiga muscular, aunque esto varía según la altitud.

Efectos de la altitud

Las leyes físicas que afectan al cuerpo en el cielo o en el espacio son diferentes a las que rigen en la Tierra. Por ejemplo, la presión barométrica varía según la altitud. A nivel del mar , la  presión barométrica es de 760 mmHg; a 3048 m sobre el nivel del mar, es de 523 mmHg, y a 15 240  m, es de 87 mmHg. A medida que disminuye la presión barométrica , también disminuye la presión parcial atmosférica . Esta presión siempre se mantiene por debajo del 20 % de la presión barométrica total. A nivel del mar, la presión parcial alveolar de oxígeno es de 104 mmHg, y alcanza los 6000 metros sobre el nivel del mar. Esta presión disminuye hasta 40 mmHg en una persona no aclimatada, pero en una persona aclimatada, disminuye hasta 52 mmHg. Esto se debe a que la ventilación alveolar aumenta en la persona aclimatada. [ 1 ] La fisiología de la aviación también puede incluir el efecto en humanos y animales expuestos durante largos períodos de tiempo dentro de cabinas presurizadas. [ 2 ]

El otro problema principal de la altitud es la hipoxia , causada tanto por la falta de presión barométrica como por la disminución del oxígeno a medida que el cuerpo asciende. [ 3 ] Con la exposición a mayores altitudes, la presión parcial de dióxido de carbono alveolar (PCO₂ ) disminuye de 40 mmHg (nivel del mar) a niveles más bajos. En una persona aclimatada al nivel del mar, la ventilación aumenta aproximadamente cinco veces y la presión parcial de dióxido de carbono disminuye hasta 6 mmHg. A una altitud de 3040 metros, la saturación arterial de oxígeno se eleva al 90%, pero por encima de esta altitud la saturación arterial de oxígeno disminuye rápidamente hasta el 70% (6000  m), y disminuye aún más a mayores altitudes. [ 4 ]

fuerzas g

Las fuerzas G son experimentadas principalmente por el cuerpo durante el vuelo, especialmente en vuelos a alta velocidad y viajes espaciales. Esto incluye fuerzas G positivas, negativas y nulas, causadas por la aceleración simple, la desaceleración y la aceleración centrípeta. Cuando un avión gira, la aceleración centrípeta se determina mediante la fórmula ƒ=mv²/r. Esto indica que si la velocidad aumenta, la fuerza de aceleración centrípeta también aumenta en proporción al cuadrado de la velocidad. [ 5 ]

Cuando un aviador se somete a una fuerza G positiva durante la aceleración, la sangre se desplaza hacia la parte inferior del cuerpo. Esto significa que, si la fuerza G aumenta, la presión sanguínea en las venas se incrementa. Esto implica que llega menos sangre al corazón, lo que afecta su capacidad de funcionar y disminuye la circulación. [ 6 ]

Los efectos de la fuerza G negativa pueden ser más peligrosos, produciendo hiperemia y también episodios psicóticos . En el espacio, las fuerzas G son casi nulas, lo que se denomina microgravedad, lo que significa que la persona flota en el interior de la nave. Esto sucede porque la gravedad actúa por igual sobre la nave espacial y sobre el cuerpo; ambos son atraídos con las mismas fuerzas de aceleración y en la misma dirección. [ 7 ]

Hipoxia (médica)

Efectos generales

La hipoxia se produce cuando el torrente sanguíneo carece de oxígeno. En un entorno aeroespacial, esto ocurre debido a la escasez o ausencia de oxígeno. La capacidad de trabajo del cuerpo se reduce, disminuyendo el movimiento de todos los músculos (esqueléticos y cardíacos). La disminución de la capacidad de trabajo está relacionada con la disminución de la velocidad de transporte de oxígeno. [ 8 ] Algunos efectos agudos de la hipoxia incluyen: mareos, laxitud, fatiga mental, fatiga muscular y euforia. Estos efectos afectarán a una persona no aclimatada a partir de una altitud de 3650 metros sobre el nivel del mar. Estos efectos se intensificarán y pueden provocar calambres o convulsiones a una altitud de 5500 metros, y culminarán en coma a una altitud de 7000 metros. [ 8 ]

enfermedad del montañismo

Un tipo de síndrome relacionado con la hipoxia es la enfermedad del montañismo . Una persona no aclimatada que permanece durante un tiempo significativo a gran altitud puede desarrollar un aumento de eritrocitos y hematocrito . La presión arterial pulmonar aumentará incluso si la persona está aclimatada, presentando dilatación del lado derecho del corazón. La presión arterial periférica disminuye, lo que conduce a insuficiencia cardíaca congestiva y muerte si la exposición es lo suficientemente prolongada. [ 9 ] Estos efectos se producen por una disminución de eritrocitos, lo que causa un aumento significativo de la viscosidad en la sangre. Esto provoca una disminución del flujo sanguíneo en los tejidos, por lo que disminuye la distribución de oxígeno. La vasoconstricción de las arteriolas pulmonares es causada por la hipoxia en la porción derecha del corazón. Los espasmos arteriolares afectan la mayor parte del flujo sanguíneo a través de los vasos pulmonares, produciendo un cortocircuito en el flujo sanguíneo que resulta en una menor oxigenación de la sangre. La persona se recuperará si se le administra oxígeno o si se la traslada a altitudes bajas. [ 10 ]

La enfermedad del alpinismo y el edema pulmonar son más frecuentes en quienes ascienden rápidamente a gran altitud. Esta enfermedad comienza entre unas horas y dos o tres días después del ascenso. Existen dos casos: edema cerebral agudo y edema pulmonar agudo. El primero se debe a la vasodilatación de los vasos sanguíneos cerebrales producida por la hipoxia; el segundo, a la vasoconstricción de las arteriolas pulmonares, también causada por la hipoxia. [ 9 ]

Adaptación a ambientes con bajo contenido de oxígeno.

La hipoxia es el principal estímulo que aumenta el número de eritrocitos, incrementando el hematocrito del 40 al 60%, con un aumento de la concentración de hemoglobina en sangre de 15 g/dl a 20–21 g/dl. Además, el volumen sanguíneo aumenta un 20%, produciendo un incremento de la hemoglobina corporal de hasta un 15% o más. [ 3 ] Una persona que permanece durante un período de tiempo a mayor altitud se aclimata, produciendo menos efectos sobre el cuerpo humano. [ 3 ] Existen varios mecanismos que ayudan a la aclimatación, que son un aumento de la ventilación pulmonar, mayores niveles de eritrocitos, un aumento de la capacidad de difusión pulmonar y un aumento de la vascularización de los tejidos periféricos. [ 11 ]

Los receptores químicos arteriales se estimulan al exponerse a una baja presión parcial, lo que aumenta la ventilación alveolar hasta un máximo de 1,65 veces. Casi de inmediato, comienza la compensación por la mayor altitud con un aumento de la ventilación pulmonar, eliminando una gran cantidad de CO₂ . La presión parcial de dióxido de carbono disminuye y el pH de los fluidos corporales aumenta. Estas acciones inhiben el centro respiratorio del tronco encefálico, pero posteriormente esta inhibición desaparece y el centro respiratorio responde a la estimulación de los receptores químicos periféricos debido a la hipoxia, aumentando la ventilación hasta seis veces. [ 12 ]

El gasto cardíaco aumenta hasta un 30 % después de que una persona asciende a gran altitud, pero luego disminuye hasta volver a niveles normales, dependiendo del aumento del hematocrito. La cantidad de oxígeno que llega a los tejidos periféricos es relativamente normal. También aparece una enfermedad llamada "angiogenia". [ 13 ]

Los riñones responden a la baja presión parcial de dióxido de carbono disminuyendo la secreción de iones de hidrógeno y aumentando la excreción de bicarbonato . Esta alcalosis respiratoria reduce la concentración de HCO3 y normaliza el pH plasmático. El centro respiratorio responde a la estimulación de los receptores químicos periféricos producida por la hipoxia una vez que los riñones se han recuperado de la alcalosis. [ 14 ]

Referencias

  1. ^ GUYTON, AC, HALL, JE "Tratado De Fisiología Médica" 10. Ed. Rj. Elsevier Saunders: 2011;527
  2. ^ GUYTON, AC, HALL, JE "Tratado De Fisiología Médica" 10. Ed. Rj. Elsevier Saunders: 2011; 527
  3. 1 2 3 GUYTON, AC, HALL, JE "Tratado De Fisiología Médica" 10. Ed. Rj. Elsevier Saunders: 2011; 528
  4. ^ GUYTON, AC, HALL, JE "Tratado De Fisiología Médica" 10. Ed. Rj. Elsevier Saunders: 2011;528
  5. ^ GUYTON, AC, HALL, JE "Tratado De Fisiología Médica" 10. Ed. Rj. Elsevier Saunders: 2011;531
  6. ↑ BORON, Walter. Et al. "Fisiología médica" 3.ª ed. España. Elsevier Saunders: 2012; 220
  7. ↑ BORON, Walter. Et al. Fisiología médica 3.ª ed. España. Elsevier Saunders: 2012; 224
  8. 1 2 MEJOR Y TAYLOR. Bases fisiológicas de la práctica médica. 11 ed. España. gElservier Saunders: 2006; 230
  9. 1 2 MEJOR Y TAYLOR. Bases fisiológicas de la práctica médica. 11 ed. España. gElservier Saunders: 2006; 228
  10. ^ DOUGLAS, CR Tratado De Fisiología Aplicada As Ciencias Da Saude. 5 ed. sp. Túnica Ed Belman Ed. Diablillo. Exp. 2002.
  11. ↑ BORON, Walter. Et al. Fisiología médica 3.ª ed. España. Elsevier Saunders: 2012;221
  12. ↑ BORON, Walter. Et al. Fisiología médica 3.ª ed. España. Elsevier Saunders: 2012; 223
  13. ^ GUYTON, AC, HALL, JE "Tratado De Fisiología Médica" 10. Ed. Rj. Elsevier Saunders: 2011; 530
  14. ^ GUYTON, AC, HALL, JE "Tratado De Fisiología Médica" 10. Ed. Rj. Elsevier Saunders: 2011; 532
  • Programas de formación para personal aviador: Capacitación en fisiología aeroespacial
  • FAA: Vídeos sobre salud y seguridad de las tripulaciones aéreas