En fisiología , la contradifusión isobárica ( ICD ) es la difusión de diferentes gases dentro y fuera de los tejidos bajo una presión ambiental constante , después de un cambio en la composición del gas, y los efectos fisiológicos de este fenómeno. El término contradifusión de gas inerte se utiliza a veces como sinónimo, pero también se puede aplicar a situaciones en las que cambia la presión ambiental. [1] [2] Tiene relevancia en el buceo con mezcla de gases y en anestesiología . [ cita necesaria ]
La contradifusión isobárica fue descrita por primera vez por Graves, Idicula, Lambertsen y Quinn en 1973 en sujetos que respiraban una mezcla de gases (en la que el componente inerte era nitrógeno o neón ) mientras estaban rodeados por otra ( a base de helio ). [3] [4]
En medicina, ICD es la difusión de gases en diferentes direcciones que pueden aumentar la presión dentro de los espacios al aire libre del cuerpo y los equipos circundantes. [5]
Un ejemplo de esto sería un paciente que respira óxido nitroso en un quirófano (rodeado de aire). Se deben controlar los manguitos de los tubos endotraqueales, ya que el óxido nitroso se difundirá en el espacio lleno de aire y aumentará el volumen. En cirugía laparoscópica se evita el óxido nitroso ya que el gas se difundirá hacia las cavidades abdominal o pélvica provocando un aumento de la presión interna. En el caso de una timpanoplastia , el colgajo de piel no se asentará ya que el óxido nitroso se difundirá hacia el oído medio . [ cita necesaria ]
En el buceo submarino , el ICD es la difusión de un gas inerte en los tejidos del cuerpo mientras otro gas inerte se difunde hacia afuera. Si bien no es estrictamente hablando un fenómeno de descompresión, es una complicación que puede ocurrir durante la descompresión y que puede resultar en la formación o crecimiento de burbujas sin cambios en la presión ambiental. [6] [7] Si el gas que se difunde en un tejido lo hace a una velocidad que excede la velocidad del otro que sale del tejido, puede elevar la concentración de gas combinado en el tejido a una sobresaturación suficiente para causar la formación o crecimiento de burbujas, sin cambios en la presión ambiental y, en particular, sin descompresión concurrente . Lambertsen ha descrito dos formas de este fenómeno: [1] [8]
El ICD superficial (también conocido como contradifusión isobárica en estado estacionario) ocurre cuando el gas inerte respirado por el buceador se difunde más lentamente en el cuerpo que el gas inerte que rodea el cuerpo. [1] [8] [9]
Un ejemplo de esto sería respirar aire en un ambiente de heliox . El helio del heliox se difunde rápidamente hacia la piel, mientras que el nitrógeno se difunde más lentamente desde los capilares hasta la piel y fuera del cuerpo. El efecto resultante genera sobresaturación en determinadas zonas de los tejidos superficiales y la formación de burbujas de gas inerte. Estas lesiones cutáneas isobáricas (urticaria) no ocurren cuando el gas ambiental es nitrógeno y el gas respirable es helio. [10] [9]
El ICD de tejido profundo (también conocido como contradifusión isobárica transitoria) se produce cuando el buzo respira diferentes gases inertes en secuencia. [1] [8] El gas que se difunde rápidamente se transporta al tejido más rápidamente que el gas que se difunde más lentamente fuera del tejido. [7]
Harvey mostró un ejemplo de esto en la literatura en 1977 cuando los buzos cambiaron de una mezcla de nitrógeno a una mezcla de helio (la difusividad del helio es 2,65 veces más rápida que la del nitrógeno), [7] rápidamente desarrollaron picazón seguida de dolor en las articulaciones. [11] Los buceadores de saturación que respiraban hidroxilox cambiaron a una mezcla de heliox y desarrollaron síntomas de enfermedad por descompresión durante Hydra V. [12] En 2003, Doolette y Mitchell describieron el DCI como la base de la enfermedad por descompresión del oído interno y sugieren que "se deben programar cambios de gas respiratorio". profundo o poco profundo para evitar el período de máxima sobresaturación resultante de la descompresión". [13] También puede ocurrir cuando los buceadores de saturación que respiran hidreliox cambian a una mezcla de heliox. [14]
Hay otro efecto que puede manifestarse como resultado de la disparidad en la solubilidad entre los diluyentes del gas respirable inerte, que ocurre en los cambios de gas isobárico cerca del techo de descompresión entre un gas de baja solubilidad (típicamente helio y un gas de mayor solubilidad, típicamente nitrógeno) . 15] [16]
Un modelo de descompresión del oído interno de Doolette y Mitchell sugiere que un aumento transitorio en la tensión del gas después de un cambio de helio a nitrógeno en el gas respirable puede resultar de la diferencia en la transferencia de gas entre compartimentos. Si el transporte de nitrógeno al compartimiento vascular por perfusión excede la eliminación de helio por perfusión, mientras que la transferencia de helio al compartimiento vascular por difusión desde la perilinfa y la endolinfa excede la contradifusión de nitrógeno, esto puede resultar en un aumento temporal en la tensión total del gas. , ya que la entrada de nitrógeno supera la eliminación de helio, lo que puede provocar la formación y el crecimiento de burbujas. Este modelo sugiere que la difusión de gases desde el oído medio a través de la ventana redonda es insignificante. El modelo no es necesariamente aplicable a todos los tipos de tejidos. [13]
Lambertsen hizo sugerencias para ayudar a evitar el uso del DAI al bucear. [1] [8] Si el buceador está rodeado o saturado con nitrógeno, no debe respirar gases ricos en helio. Lambertson también propuso que los cambios de gas que implican pasar de mezclas ricas en helio a mezclas ricas en nitrógeno serían aceptables, pero los cambios de nitrógeno a helio deberían incluir la recompresión. Sin embargo, el estudio más reciente de Doolette y Mitchell sobre la enfermedad por descompresión del oído interno (IEDCS) muestra ahora que el oído interno puede no estar bien modelado mediante algoritmos comunes (por ejemplo, Bühlmann ). Doolette y Mitchell proponen que un cambio de una mezcla rica en helio a una mezcla rica en nitrógeno, como es común en el buceo técnico cuando se cambia de trimix a nitrox en el ascenso, puede causar una sobresaturación transitoria de gas inerte dentro del oído interno y provocar IEDCS. [13] Steve Burton propuso una hipótesis similar para explicar la incidencia de IEDCS al cambiar de trimix a nitrox, quien consideró el efecto de la solubilidad mucho mayor del nitrógeno que del helio en la producción de aumentos transitorios en la presión total del gas inerte, lo que podría llevar a a DCS en condiciones isobáricas. [17] La recompresión con oxígeno es eficaz para aliviar los síntomas resultantes del DAI. Sin embargo, el modelo de Burton para IEDCS no concuerda con el modelo del oído interno de Doolette y Mitchell. Doolette y Mitchell modelan el oído interno utilizando coeficientes de solubilidad cercanos al del agua. [13] Sugieren que los cambios de gas respirable de mezclas ricas en helio a mezclas ricas en nitrógeno deben programarse cuidadosamente, ya sea en profundidad (con la debida consideración a la narcosis por nitrógeno) o poco profundas para evitar el período de máxima sobresaturación resultante de la descompresión. También se deben realizar cambios durante la respiración a la mayor presión parcial de oxígeno inspirado que pueda tolerarse con seguridad, teniendo debidamente en cuenta la toxicidad del oxígeno. [13]
Steve Burton propuso una hipótesis similar para explicar la incidencia de IEDCS al cambiar de trimix a nitrox, quien consideró el efecto de la solubilidad mucho mayor del nitrógeno que del helio en la producción de aumentos transitorios en la presión total del gas inerte, lo que podría conducir a DCS bajo condiciones isobáricas. [18]
Burton sostiene que el efecto de cambiar a Nitrox desde Trimix con un gran aumento de la fracción de nitrógeno a presión constante tiene el efecto de aumentar la carga general de gas particularmente en los tejidos más rápidos, ya que la pérdida de helio se compensa con creces con el aumento de nitrógeno. Esto podría provocar la formación y el crecimiento inmediatos de burbujas en los tejidos rápidos. Se sugiere una regla simple para evitar el DAI cuando se cambia el gas en un techo de descompresión: [18]
Se ha descubierto que esta regla evita con éxito el ICD en cientos de inmersiones profundas con trimix. [18]
Una herramienta de software de planificación de descompresión llamada Ultimate Planner intenta predecir el DAI modelando el oído interno como tejido acuoso (enfoque de Mitchell y Doolette) o lipídico (enfoque de Burton). [19]
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