Modelo de descompresión de Haldane

Paul Bert (17 de octubre de 1833 – 11 de noviembre de 1886) fue un fisiólogo francés que se graduó en París como doctor en medicina en 1863 y doctor en ciencias en 1866. Fue nombrado catedrático de fisiología sucesivamente en Burdeos (1866) y en la Sorbona (1869). Paul Bert recibió el apodo de «Padre de la Medicina Aeronáutica» tras su obra La Pression barometrique (1878), una investigación exhaustiva sobre los efectos fisiológicos de la presión atmosférica, que señalaba que los síntomas de la enfermedad de los cajones de combustible podían evitarse mediante una descompresión muy lenta. Sin embargo, su obra no aportó datos sobre velocidades de descompresión seguras. ^{[ 6 ] [ 7 ]}

Anton Hermann Victor Thomas Schrötter (5 de agosto de 1870 - 6 de enero de 1928), fisiólogo y médico austriaco originario de Viena, fue pionero de la medicina aeronáutica e hiperbárica , ^{[ 8 ]} y realizó importantes contribuciones al estudio de la enfermedad por descompresión . Estudió medicina y ciencias naturales en las Universidades de Viena y Estrasburgo , obteniendo su título de médico en 1894 y, al año siguiente, su doctorado en filosofía . Fue activo en muchos campos de la medicina y la fisiología . Su primer interés, desde 1895, fue la investigación y el tratamiento de la enfermedad de los cajones de combustible, y durante su estancia en Nussdorf estudió las numerosas enfermedades que se habían producido y buscó formas de tratamiento y prevención.

Su informe publicado en 1900 junto con el Dr. Richard Heller y el Dr. Wilhelm Mager sobre la enfermedad por presión atmosférica se considera la obra fundamental en alemán sobre medicina hiperbárica y de buceo . Schrötter, Heller y Mager establecieron normas para una descompresión segura y creían que una tasa de descompresión de una atmósfera (atm) cada 20 minutos sería segura. Leonard Erskine Hill y Greenwood se descomprimieron sin síntomas graves tras exponerse a 6 atm (610 kPa) .  

Haldane realizó sus experimentos con algunos animales, ilustrando la diferencia entre distintos tipos de animales como cabras, cobayas, ratones, ratas, gallinas y conejos, pero su trabajo principal y sus resultados se basaron en cabras y hombres.

Haldane afirmó en su artículo: "Para evitar el riesgo de que se formen burbujas durante la descompresión, hasta ahora se ha recomendado que la descompresión sea lenta y a una velocidad lo más uniforme posible. Por lo tanto, debemos considerar cuidadosamente el proceso de desaturación del cuerpo durante la descompresión lenta y uniforme", ^{[ 2 ]} de ahí que se anote el esquema de su trabajo: ^{[ 3 ]}

• Cuando los seres humanos o los animales se exponen a aire comprimido, la sangre que pasa por los pulmones absorbe una cantidad de gas disuelto. Esta cantidad aumenta en proporción al incremento de la presión parcial de cada gas presente en el aire alveolar.

• En lo que respecta al oxígeno, la cantidad en solución simple en la sangre arterial aumentará, pero tan pronto como la sangre llegue a los tejidos del cuerpo, el oxígeno disuelto adicional se consumirá, por lo que la sangre venosa mostrará un ligero aumento en la presión parcial de oxígeno.
• En lo que respecta al dióxido de carbono, los experimentos de Haldane y Greenwood demostraron que la presión parcial de CO₂ _en el aire alveolar permanece constante con el aumento de la presión atmosférica; por lo tanto, no puede haber un aumento de CO₂ _en la sangre durante la exposición al aire comprimido.
• En lo que respecta al nitrógeno, se deben tener en cuenta las consideraciones sobre su saturación en los tejidos corporales.

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  La tasa de solubilidad del nitrógeno por unidad de masa de tejido varía mucho en diferentes partes del cuerpo; por lo tanto, después de un aumento repentino de la presión atmosférica, varía en consecuencia.
• Si la presión disminuye rápidamente hasta la normalidad tras la exposición a la saturación en aire comprimido, la sangre venosa liberará todo el exceso de nitrógeno disuelto durante su paso a los pulmones. Si se forman burbujas de gas como consecuencia de una descompresión demasiado rápida, estas aumentarán de tamaño por difusión hacia el interior del aire, provocando así la obstrucción de los vasos pequeños. Para evitar el riesgo de formación de burbujas durante la descompresión, esta debe ser lenta y la circulación sanguínea puede incrementarse considerablemente mediante el ejercicio muscular.

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  Cuando un buzo desciende por un tiempo muy corto, se tiene en cuenta el tiempo empleado en el descenso y el ascenso. Durante el descenso, el buzo se satura con nitrógeno, por lo que debe descender lo más rápido posible. Durante el ascenso, por otro lado, Haldane demostró que al final de la descompresión hay un exceso peligroso de saturación en todas las partes del cuerpo excepto aquellas que se saturaron a la mitad en menos de siete u ocho minutos. Las cabras utilizadas para los experimentos de descompresión por etapas fueron sometidas a una descompresión uniforme en el mismo tiempo y exposición, y dentro de treinta y seis ensayos de descompresión, una murió, dos quedaron paralizadas, una tuvo síntomas generales indefinidos de carácter grave, y otros once casos de "enfermedad por descompresión" ocurrieron además de dos casos dudosos.
• Período de buceo:

• Para periodos de buceo cortos de menos de siete u ocho minutos sin buceo repetitivo: los experimentos de Haldane con cabras demostraron que, tras una descompresión repentina en menos de un minuto después de exposiciones de hasta cuatro minutos a 75 psi (5,2 bar) , equivalente a 42 metros (138 pies) de agua de mar, las cabras no desarrollaron ningún síntoma, incluso cuando las exposiciones se elevaron a seis minutos en algunos casos. Esto coincide con los informes de la época procedentes del Mediterráneo sobre buceadores griegos expertos que, al bucear hasta 30 brazas (55 m) , si su equipo se enredaba en el fondo, cortaban la manguera de aire y la línea, y ascendían a la superficie en menos de un minuto. ^{[ 2 ]}    
• En inmersiones que duraban más de unos minutos o en inmersiones breves y repetitivas, Hill y Greenwood se comprimieron hasta alcanzar los 91 psi (6,3 bares) , equivalente a 53 metros (174 pies) de agua de mar, un experimento de muy alta presión y riesgo, y sufrieron descompresión tras la misma.   

  

  Las curvas de saturación de su experimento para partes del cuerpo se publicaron en 1908. ^{[ 9 ]}

• Los experimentos continuaron con las cabras, y los síntomas observados en ellas se registraron en cada ocasión según un cronograma apropiado para documentar la presencia de síntomas, no la presencia de burbujas:

• La deformidad por curvatura es el síntoma más común. La extremidad afectada suele ser la pierna delantera.
• Parálisis temporal, síntoma de deficiencia general de oxígeno
• Dolor, balido continuo
• Parálisis permanente, generalmente inmediatamente después de la descompresión.
• Enfermedad, imposible identificar síntomas locales, a veces ciego
• Disnea y muerte
• Los síntomas mecánicos no son importantes si la cabra sufrió problemas en las orejas durante la compresión.

• Los experimentos con cabras incluyeron: ^{[ 2 ]}

• Se realizó una descompresión escalonada a diferentes presiones y con distintos tiempos de descompresión, comparándola también con una descompresión uniforme. Los resultados mostraron que se requiere una presión mínima para que las cabras presenten síntomas y que la duración de la exposición a altas presiones con diferentes tiempos de descompresión también influyó.
• Se realizaron experimentos comparando diferentes tipos de animales y su susceptibilidad a los síntomas de descompresión, y se comparó la influencia del tamaño entre exposiciones cortas y largas, y el tiempo de descompresión.
• Los experimentos realizados sobre la masa y el volumen sanguíneo de las cabras aparentemente no mostraron relación con la susceptibilidad.
• Las observaciones patológicas realizadas en las autopsias de cabras tras la descompresión mostraron una importancia práctica en relación con el tamaño de las burbujas encontradas en la sangre. Se observaron cambios patológicos subyacentes a los síntomas principales, a excepción de la enfermedad por descompresión. Se desconocía la causa exacta de esta enfermedad.

Este trabajo se publica en el libro "La prevención de las enfermedades causadas por el aire comprimido". Los resultados se publican en el mismo libro en el apartado "Resumen" en las páginas 424 y 425. Las principales conclusiones de su modelo de descompresión son: ^{[ 2 ]}

• En la página 354, Haldane concluyó: «Es evidente que la velocidad de desaturación podría acelerarse (1) aumentando la diferencia de presión de nitrógeno entre la sangre venosa y el aire en los pulmones, o (2) aumentando la velocidad de circulación sanguínea». Por lo tanto, para lograr una desaturación más rápida, Haldane concluyó que el esfuerzo muscular puede aumentar considerablemente la velocidad de circulación sanguínea y, por consiguiente, «también debería haber esfuerzo muscular durante la descompresión».
• En resumen, en la página 424, la quinta conclusión de Haldane es: "La descompresión no es segura si la presión del nitrógeno dentro del cuerpo supera con creces el doble de la presión atmosférica". Haldane había colocado cabras en cámaras de compresión bajo presión durante largas horas para asegurar que sus tejidos estuvieran completamente saturados de nitrógeno, y luego concluyó, tras estos experimentos, que "si la presión absoluta se reduce en un 50%, no provocará una enfermedad por descompresión".
• Haldane publicó sus "Tablas de Descompresión" (Tabla I y Tabla II ) en las páginas 442 y 443. Para facilitar su uso, convierta pies a metros multiplicando por 0,3048 y psi a bar multiplicando por 0,0689475729. Estas tablas permiten a los buceadores ascender hasta la mitad de su presión absoluta ambiental y permanecer allí durante un tiempo de descompresión calculado antes de ascender aún más hasta la mitad de la presión absoluta de la última etapa. Haldane dividió sus programas en la Tabla I para "exposiciones ordinarias" y la Tabla II para "retrasos más allá de los límites de tiempo habituales". Actualmente, según las evaluaciones, los tiempos de descompresión de la Tabla II se asocian con un alto riesgo de enfermedad por descompresión.
• Haldane clasificó los tejidos corporales en diferentes categorías y midió la desaturación de nitrógeno en cada una. Esto dio lugar al concepto de tejidos rápidos y lentos: algunos tejidos se llenan de gas y lo liberan rápidamente, mientras que los tejidos lentos se llenan y liberan lentamente. Haldane describió la tendencia logarítmica de estos tejidos al llenarse y liberarse.