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Articulo de referencia

Ventana de oxígeno

En el buceo y la descompresión , la ventana de oxígeno es la diferencia entre la presión parcial de oxígeno (PO₂ ) en la sangre arterial y la PO₂ en los tejidos corporales. Se d...

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En el buceo y la descompresión , la ventana de oxígeno es la diferencia entre la presión parcial de oxígeno (PO₂ ) en la sangre arterial y la PO₂ en los tejidos corporales. Se debe al consumo metabólico de oxígeno. [ 1 ]

Descripción

El término «ventana de oxígeno» fue utilizado por primera vez por Albert R. Behnke en 1967. [ 2 ] Behnke se refiere al trabajo inicial de Momsen sobre la «vacante de presión parcial» (VPP), donde utilizó presiones parciales de oxígeno y helio de hasta 2–3 ATA para crear una VPP máxima. [ 3 ] [ 4 ] Behnke luego describe el «transporte isobárico de gas inerte» o «insaturación inherente», como lo denominaron LeMessurier y Hills , y por separado Hills, [ 5 ] [ 6 ] [ 7 ] [ 8 ] quienes realizaron sus observaciones independientes al mismo tiempo. Van Liew et al. también hicieron una observación similar que no denominaron en ese momento. [ 9 ] La importancia clínica de su trabajo fue demostrada posteriormente por Sass. [ 10 ] 

El efecto de ventana de oxígeno en la descompresión se describe en textos médicos de buceo y los límites fueron revisados ​​por Van Liew et al. en 1993. [ 1 ] [ 11 ]

Cuando los animales vivos están en estado estacionario, la suma de las presiones parciales de los gases disueltos en los tejidos suele ser menor que la presión atmosférica, un fenómeno conocido como "ventana de oxígeno", "vacante de presión parcial" o "insaturación inherente". [ 2 ] [ 7 ] [ 10 ] [ 12 ] Esto se debe a que el metabolismo reduce la presión parcial de O 2 en el tejido por debajo del valor en la sangre arterial y la unión de O 2 por la hemoglobina causa una diferencia de P O 2 relativamente grande entre los tejidos y la sangre arterial. La producción de CO 2 suele ser aproximadamente igual al consumo de O 2 en base molar, pero hay poco aumento de P CO 2 debido a su alta solubilidad efectiva. Los niveles de O 2 y CO 2 en el tejido pueden influir en el flujo sanguíneo y, por lo tanto, influir en el lavado del gas inerte disuelto, pero la magnitud de la ventana de oxígeno no tiene un efecto directo sobre el lavado del gas inerte. La ventana de oxígeno proporciona una tendencia a la absorción de cantidades de gas en el cuerpo, como neumotórax o burbujas de enfermedad por descompresión (EDC). [ 9 ] En el caso de las burbujas de EDC, la ventana es un factor importante en la velocidad de contracción de la burbuja cuando el sujeto está en estado estable, modifica la dinámica de la burbuja cuando los tejidos absorben o liberan gas inerte y, en ocasiones, puede impedir la transformación de núcleos de burbujas en burbujas estables. [ 13 ]

— Este pasaje se cita de la nota técnica de Van Liew: [ 11 ]

Van Liew et al. describen las mediciones importantes para evaluar la ventana de oxígeno, así como simplifican las "suposiciones disponibles para la compleja situación anatómica y fisiológica existente para proporcionar cálculos, en un amplio rango de exposiciones, de la ventana de oxígeno". [ 11 ]

Fondo

El oxígeno se utiliza para reducir el tiempo necesario para una descompresión segura en el buceo , pero sus consecuencias y beneficios prácticos requieren más investigación. La descompresión aún dista mucho de ser una ciencia exacta, y los buceadores, al sumergirse a gran profundidad, deben tomar muchas decisiones basadas en su experiencia personal más que en el conocimiento científico.

En el buceo técnico , la aplicación del efecto ventana de oxígeno mediante el uso de gases de descompresión con alta P O 2 aumenta la eficiencia de la descompresión y permite paradas de descompresión más cortas. Reducir el tiempo de descompresión puede ser importante para disminuir el tiempo que se pasa a poca profundidad en aguas abiertas (evitando peligros como corrientes marinas y tráfico de embarcaciones) y para reducir el estrés físico que sufre el buceador.

Mecanismo

La ventana de oxígeno no aumenta la tasa de desgasificación para un gradiente de concentración dado de gas inerte, pero reduce el riesgo de formación y crecimiento de burbujas, que depende de la tensión total del gas disuelto. El aumento de la tasa de desgasificación se logra proporcionando un gradiente mayor. El menor riesgo de formación de burbujas a un gradiente dado permite aumentar el gradiente sin un riesgo excesivo de formación de burbujas. En otras palabras, una ventana de oxígeno más amplia debido a una mayor presión parcial de oxígeno puede permitir al buceador descomprimirse más rápido a una menor profundidad con el mismo riesgo, o a la misma velocidad a la misma profundidad con un riesgo menor, o a una velocidad intermedia a una profundidad intermedia con un riesgo intermedio. [ 14 ]

Solicitud

El uso de oxígeno al 100% está limitado por la toxicidad del oxígeno a mayores profundidades. Las convulsiones son más probables cuando la P O 2 supera los 1,6 bar (160 kPa) . Los buceadores técnicos utilizan mezclas de gases con alta P O 2 en algunos sectores del programa de descompresión. Por ejemplo, un gas de descompresión popular es el nitrox al 50% en las paradas de descompresión que comienzan a los 21 metros (69 pies) .   

El momento adecuado para añadir el gas con alta presión parcial de oxígeno ( PO₂ ) al programa depende de los límites de PO₂ considerados seguros y de la opinión del buceador sobre el nivel de eficiencia adicional. Muchos buceadores técnicos han optado por alargar las paradas de descompresión cuando la PO₂ es alta y aumentar el gradiente en las paradas de descompresión menos profundas.

Sin embargo, aún se desconoce mucho sobre la duración ideal de esta extensión y el nivel de eficiencia de descompresión que se logra. Al menos cuatro variables de descompresión son relevantes al analizar la duración ideal de las paradas de descompresión con alta P O 2 :

  • Tiempo necesario para la circulación y eliminación de gases a través de los pulmones ;
  • El efecto vasoconstrictor (reducción del tamaño de los vasos sanguíneos) del oxígeno, que reduce la eficacia de la descompresión cuando los vasos sanguíneos comienzan a contraerse;
  • La profundidad umbral a partir de la cual los compartimentos tisulares críticos comienzan a liberar gases en lugar de absorberlos.
  • Efecto acumulativo de la toxicidad aguda por oxígeno.

Ventana de oxígeno extendida

El concepto de insaturación parcial en los tejidos se ha extendido a la descompresión por saturación. Al inicio de la descompresión desde la saturación, la cantidad de insaturación en los tejidos permite una velocidad de descompresión más rápida a través de la ventana de oxígeno, que es proporcional a la presión parcial de oxígeno en el gas respiratorio. Kot et al. han planteado la hipótesis de que la ventana de oxígeno definida originalmente por Behnke como 60 torr (en el aire) puede extenderse en aproximadamente 90 torr debido a la tensión del vapor de agua, ya que no contribuye a la formación de burbujas, y a parte de la presión parcial del dióxido de carbono, dado que es altamente soluble y químicamente activo. [ 15 ]

Tras la descompresión inicial a través de la ventana de oxígeno, la velocidad segura de descompresión está limitada por el tejido más lento, que generalmente se considera que tiene una semivida de 360 ​​minutos. Este concepto se ha utilizado para calcular las tablas polacas de descompresión por saturación. [ 15 ]

Véase también

Referencias

  1. 1 2 Tikuisis, Peter; Gerth, Wayne A (2003). "Teoría de la descompresión". En Brubakk, Alf O ; Neuman, Tom S (eds.). Fisiología y medicina del buceo de Bennett y Elliott (5.ª  ed.). Filadelfia, EE. UU.: Saunders. págs. 425–7 . ISBN  978-0-7020-2571-6.
  2. 1 2 Behnke, Albert R (1967). "El principio isobárico (ventana de oxígeno) de descompresión". Trans. Tercera Conferencia de la Sociedad de Tecnología Marina, San Diego . El nuevo impulso hacia el mar. Washington DC: Sociedad de Tecnología Marina.
  3. ↑ Momsen, Charles (1942). "Informe sobre el uso de mezclas de helio y oxígeno para el buceo". Informe técnico de la Unidad de Buceo Experimental de la Armada de los Estados Unidos ( 42–02 ).
  4. ↑ Behnke, Albert R (1969). «Primeros estudios de descompresión». En Bennett, Peter B; Elliott, David H (eds.). Fisiología y medicina del buceo . Baltimore, EE. UU.: The Williams & Wilkins Company. pág. 234. ISBN  978-0-7020-0274-8.
  5. ↑ LeMessurier, DH; Hills, Brian A (1965). "Enfermedad por descompresión. Un enfoque termodinámico derivado de un estudio sobre técnicas de buceo en el Estrecho de Torres". Hvalradets Skrifter . 48 : 54–84 .
  6. ↑ Hills, Brian A (1966). "Un enfoque termodinámico y cinético de la enfermedad por descompresión". Tesis doctoral . Adelaida, Australia: Junta de Bibliotecas de Australia Meridional.
  7. 1 2 Hills, Brian A (1977). Enfermedad por descompresión: Bases biofísicas de la prevención y el tratamiento . Vol. 1. Nueva York, EE. UU.: John Wiley & Sons. ISBN  978-0-471-99457-2.
  8. ↑ Hills, Brian A (1978). "Un enfoque fundamental para la prevención de la enfermedad por descompresión". South Pacific Underwater Medicine Society Journal . 8 (4). ISSN 0813-1988 . OCLC 16986801 .  
  9. 1 2 Van Liew, Hugh D; Bishop, B; Walder, P; Rahn, H (1965). "Efectos de la compresión sobre la composición y absorción de las bolsas de gas tisular". Journal of Applied Physiology . 20 (5): 927– 33. doi : 10.1152/jappl.1965.20.5.927 . ISSN 0021-8987 . OCLC 11603017 . PMID 5837620 .   
  10. 1 2 Sass, DJ (1976). "Delta P mínimo para la formación de burbujas en la vasculatura pulmonar". Investigación biomédica submarina . 3 (Suplemento). ISSN 0093-5387 . OCLC 2068005 .  
  11. 1 2 3 Van Liew, Hugh D; Conkin, J; Burkard, ME (1993). "La ventana de oxígeno y las burbujas de descompresión: estimaciones y significado". Aviation, Space, and Environmental Medicine . 64 (9): 859– 65. ISSN 0095-6562 . PMID 8216150 .  
  12. ↑ Vann, Richard D (1982). «Teoría y aplicaciones de la descompresión». En Bennett, Peter B; Elliott, David H (eds.). Fisiología y medicina del buceo (3.ª ed.). Londres: Bailliere Tindall. pp. 52–82 . ISBN   978-0-941332-02-6.
  13. ↑ Van Liew, Hugh D (1991). "Simulación de la dinámica de las burbujas de la enfermedad por descompresión y la generación de nuevas burbujas". Undersea Biomedical Research . 18 (4): 333– 45. ISSN 0093-5387 . OCLC 2068005 . PMID 1887520 .   
  14. ↑ Powell, Mark (2008). Deco for Divers . Southend-on-Sea: Aquapress. ISBN 978-1-905492-07-7.
  15. 1 2 Kot, Jacek; Sicko, Zdzislaw; Doboszynski, Tadeusz (2015). "El concepto de ventana de oxígeno extendida para la programación de descompresiones de saturación utilizando aire y nitrox" . PLOS ONE . 10 (6): 1– 20. Bibcode : 2015PLoSO..1030835K . doi : 10.1371/journal.pone.0130835 . PMC 4482426. PMID 26111113 .  

Lecturas adicionales

  • Hills, BA ; LeMessurier, DH (1969). "Insaturación en tejido vivo en relación con la presión y composición del gas inhalado y su importancia en la teoría de la descompresión". Clinical Science . 36 (2): 185– 95. PMID 5772098 . 
  • Van Liew, HD (1976). "Variabilidad de la presión parcial del gas inerte en burbujas y tejidos". Undersea Biomedical Research . 3 (Suplemento). ISSN 0093-5387 . OCLC 2068005 .  
  • Yount, DE; Lally, DA (1980). "Sobre el uso de oxígeno para facilitar la descompresión". Aviation, Space, and Environmental Medicine . 51 (6): 544– 50. ISSN 0095-6562 . PMID 6774706 .  
  • Reinertsen, RE; Flook, V; Koteng, S; Brubakk, Alf O (1998). "Efecto de la tensión de oxígeno y la tasa de reducción de presión durante la descompresión en las burbujas de gas centrales". Journal of Applied Physiology . 84 (1): 351– 356. doi : 10.1152/jappl.1998.84.1.351 . ISSN 0021-8987 . OCLC 11603017 . PMID 9451656 .   
  • Blatteau, Jean-Eric; Souraud, Jean-Baptiste; Gempp, Emmanuel; Boussuges, Alain (2006). "Núcleos de gas, su origen y su papel en la formación de burbujas" . Aviation, Space, and Environmental Medicine . 77 (10): 1068– 76. ISSN 0095-6562 . PMID 17042253. Consultado el 23 de abril de 2008 .  
  • Brian, Eddie. "Ventana de oxígeno" . Exploradores submarinos globales. Archivado del original el 30 de noviembre de 2007. Recuperado el 17 de diciembre de 2008 .Buen artículo en profundidad

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