La fisiología humana del buceo submarino son las influencias fisiológicas del entorno submarino en el buceador humano y las adaptaciones para operar bajo el agua, tanto durante las inmersiones en apnea como mientras respira a presión ambiental con un suministro de gas respirable adecuado. Por lo tanto, incluye la gama de efectos fisiológicos generalmente limitados a los buceadores humanos a presión ambiental, ya sea en apnea o que utilizan aparatos de respiración subacuáticos . Varios factores influyen en el buceador, incluida la inmersión, la exposición al agua, las limitaciones de la resistencia a la respiración, las variaciones en la presión ambiental, los efectos de respirar gases a una presión ambiental elevada, los efectos causados por el uso de aparatos respiratorios y el deterioro sensorial. Todo esto puede afectar el rendimiento y la seguridad del buceador. [1]
La inmersión afecta el equilibrio de líquidos, la circulación y el trabajo respiratorio. [2] [3] La exposición al agua fría puede provocar una dañina respuesta de choque por frío , [4] [5] el útil reflejo de inmersión y una pérdida excesiva de calor corporal. [6] [7] [8] [9] La duración de la retención de la respiración está limitada por las reservas de oxígeno, la respuesta a los niveles elevados de dióxido de carbono y el riesgo de apagón hipóxico , que tiene un alto riesgo asociado de ahogamiento . [10] [11] [12]
Los cambios grandes o repentinos en la presión ambiental tienen el potencial de provocar lesiones conocidas como barotrauma . [1] [13] Respirar bajo presión implica varios efectos. Los gases metabólicamente inactivos son absorbidos por los tejidos y pueden tener efectos narcóticos u otros efectos indeseables, y deben liberarse lentamente para evitar la formación de burbujas durante la descompresión . [14] Los gases metabólicamente activos tienen un mayor efecto en proporción a su concentración, que es proporcional a su presión parcial, que en el caso de los contaminantes aumenta en proporción a la presión ambiental absoluta. [1]
El trabajo respiratorio aumenta por el aumento de la densidad del gas respirable, los artefactos del aparato respiratorio y las variaciones de la presión hidrostática debido a la postura en el agua. El entorno submarino también afecta la información sensorial, lo que puede afectar la seguridad y la capacidad de funcionar eficazmente en las profundidades. [2]
Se necesitan algunos conocimientos básicos de anatomía y fisiología para comprender los efectos del buceo en el cuerpo humano, los mecanismos de lesiones razonablemente previsibles que pueden ocurrir durante las actividades de buceo y la respuesta que puede ser necesaria en caso de tales lesiones. La fisiología del buceo es parte de la formación de nivel inicial para los buceadores profesionales, pero puede variar para los buceadores recreativos, ya que algunas agencias de certificación proporcionan el mínimo necesario para la certificación específica. El alcance y el nivel de detalle pueden variar entre los proveedores de capacitación y las agencias de certificación, y generalmente se encuentra aproximadamente en un nivel de detalle de escuela secundaria. Algunos de los subtemas comúnmente requeridos se enumeran aquí. [15]
Aspectos de fisiología básica necesarios para una comprensión adecuada de los efectos del buceo en el cuerpo humano y el mecanismo de las lesiones por buceo. [15]
Aspectos de fisiología básica necesarios para una comprensión suficiente de las técnicas de primeros auxilios apropiadas para la certificación de buceador comercial y recreativo. (prácticamente los mismos sistemas, pero con más detalles prácticos que puedan ser necesarios para primeros auxilios) [15]
La inmersión del cuerpo humano en agua tiene efectos sobre la circulación , el sistema renal y el equilibrio de líquidos , y la respiración, los cuales son causados por la presión hidrostática externa del agua brindando apoyo contra la presión hidrostática interna de la sangre. Esto provoca un desplazamiento de la sangre desde los tejidos extravasculares de las extremidades hacia la cavidad torácica, [2] y las pérdidas de líquido conocidas como diuresis de inmersión compensan el desplazamiento de la sangre en sujetos hidratados poco después de la inmersión. [3] [2] La presión hidrostática sobre el cuerpo debido a la inmersión de la cabeza provoca una respiración con presión negativa que contribuye al desplazamiento de la sangre. [3]
El cambio de sangre provoca un aumento de la carga de trabajo respiratoria y cardíaca. El volumen sistólico no se ve muy afectado por la inmersión o la variación en la presión ambiental , pero los latidos cardíacos más lentos reducen el gasto cardíaco general, particularmente debido al reflejo de inmersión en el buceo con apnea . [2] El volumen pulmonar disminuye en la posición erguida debido al desplazamiento craneal del abdomen debido a la presión hidrostática, y la resistencia al flujo de aire en las vías respiratorias aumenta significativamente debido a la disminución del volumen pulmonar. [3] Parece haber una conexión entre el edema pulmonar y el aumento del flujo sanguíneo y la presión pulmonar, lo que resulta en ingurgitación capilar. Esto puede ocurrir durante ejercicios de mayor intensidad mientras se está sumergido o sumergido. [2] La carga pulmonar estática negativa debido a la diferencia de presión hidrostática entre la presión ambiental en el pecho y la presión del suministro de gas respirable puede causar una reducción en la distensibilidad de los tejidos pulmonares blandos, lo que lleva a un aumento del trabajo respiratorio . [dieciséis]
.jpg/1280px-thumbnail.jpg)
La respuesta al shock por frío es la respuesta fisiológica de los organismos al frío repentino, especialmente al agua fría, y es una causa común de muerte por inmersión en agua muy fría, [5] como por caída a través de hielo fino. El impacto inmediato del frío provoca una inhalación involuntaria, que si se encuentra bajo el agua puede provocar el ahogamiento. El agua fría también puede provocar un infarto por vasoconstricción; [4] el corazón tiene que trabajar más para bombear el mismo volumen de sangre por todo el cuerpo y, en el caso de las personas con enfermedades cardíacas, esta carga de trabajo adicional puede provocar que el corazón se detenga. Una persona que sobrevive al minuto inicial del trauma después de caer al agua helada puede sobrevivir al menos treinta minutos, siempre que no se ahogue. Sin embargo, la capacidad de realizar un trabajo útil como mantenerse a flote disminuye sustancialmente después de diez minutos, ya que el cuerpo corta de forma protectora el flujo sanguíneo a los músculos "no esenciales". [5]
El reflejo de inmersión es una respuesta a la inmersión que anula los reflejos homeostáticos básicos y que se encuentra en todos los vertebrados que respiran aire. [6] [7] Optimiza la respiración distribuyendo preferentemente las reservas de oxígeno al corazón y al cerebro, lo que permite permanecer bajo el agua durante largos períodos de tiempo. Se exhibe fuertemente en mamíferos acuáticos ( focas , [17] nutrias , delfines , ratas almizcleras ), [18] pero existe en otros mamíferos, incluidos los humanos . Las aves buceadoras , como los pingüinos , tienen un reflejo de inmersión similar. [6] El reflejo de inmersión se activa específicamente al enfriar la cara y contener la respiración. [6] [19] Los efectos más notables se producen en el sistema cardiovascular, que muestra vasoconstricción periférica, frecuencia del pulso más lenta, redirección de la sangre a los órganos vitales para conservar oxígeno, liberación de glóbulos rojos almacenados en el bazo y, en humanos. , irregularidades del ritmo cardíaco. [6] Los mamíferos acuáticos han desarrollado adaptaciones fisiológicas para conservar oxígeno durante la inmersión, pero la apnea, la bradicardia y la vasoconstricción se comparten con los mamíferos terrestres como una respuesta neuronal. [7]
La hipotermia es la reducción de la temperatura corporal que ocurre cuando un cuerpo disipa más calor del que absorbe y produce. [20] La hipotermia es una limitación importante para nadar o bucear en agua fría. [8] La reducción de la destreza de los dedos debido al dolor o entumecimiento disminuye la seguridad general y la capacidad de trabajo, lo que en consecuencia aumenta el riesgo de otras lesiones. [8] [9] El calor corporal se pierde mucho más rápidamente en el agua que en el aire, por lo que temperaturas del agua que serían bastante razonables como temperaturas del aire exterior pueden provocar hipotermia en buceadores mal protegidos, aunque no suele ser la causa clínica directa de muerte. [8]
.jpg/1280px-Diver_about_to_surface_(seen_from_below).jpg)
El buceo con apnea por parte de un animal que respira aire está limitado por la capacidad fisiológica de realizar la inmersión con el oxígeno disponible hasta que regresa a una fuente de gas respirable fresco, generalmente el aire en la superficie. Cuando se agota este suministro interno de oxígeno, el animal sufre una creciente necesidad de respirar provocada por una acumulación de dióxido de carbono en la circulación, seguida de la pérdida del conocimiento debido a la hipoxia del sistema nervioso central . Si esto ocurre bajo el agua, se ahogará . La profundidad del buceo en apnea está limitada en los animales cuando el volumen de los espacios de aire internos de paredes rígidas está ocupado por todo el gas comprimido del aliento y los espacios blandos han colapsado bajo la presión externa. Los animales que pueden bucear profundamente tienen espacios de aire internos que pueden colapsar ampliamente sin sufrir daño y pueden exhalar activamente antes de bucear para evitar la absorción de gas inerte durante la inmersión.
El apagón en apnea es una pérdida del conocimiento causada por hipoxia cerebral hacia el final de una inmersión en apnea , cuando el nadador no necesariamente experimenta una necesidad urgente de respirar y no tiene otra condición médica obvia que pueda haberlo causado. Puede ser provocada por una hiperventilación justo antes de una inmersión, o como consecuencia de la reducción de presión durante el ascenso, o una combinación de estos. Las víctimas suelen ser practicantes consagrados del buceo en apnea, están en forma, son buenos nadadores y no han experimentado problemas antes. [13] [12] [11]
Los buceadores y nadadores que se desmayan o se vuelven grises bajo el agua durante una inmersión generalmente se ahogarán a menos que sean rescatados y reanimados en poco tiempo. [21] El apagón en apnea tiene una alta tasa de mortalidad y afecta principalmente a hombres menores de 40 años, pero generalmente es evitable. El riesgo no se puede cuantificar, pero claramente aumenta con cualquier nivel de hiperventilación. [10]
El apagón en apnea puede ocurrir en cualquier perfil de inmersión: a una profundidad constante, en un ascenso desde una profundidad o en la superficie después de un ascenso desde una profundidad y puede describirse mediante varios términos según el perfil de inmersión y la profundidad a la que se pierde el conocimiento. El apagón durante una inmersión poco profunda se diferencia del apagón durante el ascenso desde una inmersión profunda en que el apagón en aguas profundas es precipitado por la despresurización al ascender desde las profundidades, mientras que el apagón en aguas poco profundas es consecuencia de la hipocapnia después de la hiperventilación. [11] [22]
La presión parcial mínima de oxígeno en los tejidos y en las venas que mantendrá la conciencia es de unos 20 milímetros de mercurio (27 mbar). [23] Esto equivale aproximadamente a 30 milímetros de mercurio (40 mbar) en los pulmones. [24] Se requieren aproximadamente 46 ml/min de oxígeno para la función cerebral. Esto equivale a una presión parcial arterial mínima de oxígeno ( ) de 29 milímetros de mercurio (39 mbar) a un flujo cerebral de 868 ml/min. [23]
La hiperventilación agota la sangre de dióxido de carbono (hipocapnia), lo que provoca alcalosis respiratoria (aumento del pH) y provoca un desplazamiento hacia la izquierda en la curva de disociación oxígeno-hemoglobina . Esto da como resultado una presión parcial venosa de oxígeno más baja, lo que empeora la hipoxia. [23] Una apnea normalmente ventilada generalmente se rompe (por CO 2 ) con más del 90% de saturación, lo que está lejos de ser hipoxia. La hipoxia produce un impulso respiratorio, pero no tan fuerte como el impulso respiratorio hipercápnico. [25] Esto se ha estudiado en medicina de altura, donde la hipoxia ocurre sin hipercapnia debido a la baja presión ambiental. [24] El equilibrio entre los impulsos respiratorios hipercápnico e hipóxico tiene variabilidad genética y puede modificarse mediante entrenamiento hipóxico. Estas variaciones implican que el riesgo predictivo no se puede estimar de manera confiable, pero la hiperventilación previa a la inmersión conlleva riesgos definidos. [10]
Hay tres mecanismos diferentes detrás de los apagones en el buceo en apnea: [26]
El mecanismo del desmayo durante el ascenso difiere de los desmayos acelerados por hipocapnia inducida por hiperventilación y no necesariamente sigue a la hiperventilación. [11] [22] Sin embargo, la hiperventilación exacerbará el riesgo y no existe una línea clara entre ellos. Los apagones en aguas poco profundas pueden ocurrir en aguas extremadamente poco profundas, incluso en tierra firme después de hiperventilación y apnea , pero el efecto se vuelve mucho más peligroso en la etapa de ascenso de una inmersión en apnea profunda. Existe una considerable confusión en torno a los términos apagón en aguas poco profundas y profundas y se han utilizado para referirse a cosas diferentes, o usarse indistintamente, en diferentes círculos de deportes acuáticos. Por ejemplo, el término apagón en aguas poco profundas se ha utilizado para describir el apagón durante el ascenso porque el apagón generalmente ocurre cuando el buceador asciende a una profundidad poco profunda. [27] [29] [30]
Investigaciones recientes (2021) sobre apneistas han demostrado cambios hemodinámicos cerebrales característicos del buceo en apnea en mamíferos buceadores especializados. Algunos buceadores también mostraron aumentos significativos en el volumen de sangre venosa hacia el final de las inmersiones. En algunos casos los valores de saturación arterial de oxígeno medidos mostraron una desoxigenación arterial considerable, con un valor extremo del 25%. Se registraron cambios en la frecuencia cardíaca similares a los de los mamíferos buceadores en magnitud y patrones de cambio, y los cambios en la forma de onda cardíaca a frecuencias cardíacas inferiores a 40 latidos por minuto se vincularon con cambios que sugieren una reducción en la distensibilidad vascular. [31]
Hay dos componentes de la presión ambiental que actúan sobre el buceador: la presión atmosférica y la presión del agua (hidrostática). Un descenso de 10 metros (33 pies) en el agua aumenta la presión ambiental en una cantidad aproximadamente igual a la presión de la atmósfera al nivel del mar. Así, un descenso desde la superficie hasta 10 metros (33 pies) bajo el agua da como resultado una duplicación de la presión sobre el buceador. Este cambio de presión reducirá a la mitad el volumen de un espacio lleno de gas. La ley de Boyle describe la relación entre el volumen del espacio del gas y la presión en el gas. [1] [32]
El barotrauma es un daño físico a los tejidos del cuerpo causado por una diferencia de presión entre un espacio de gas dentro o en contacto con el cuerpo y el gas o fluido circundante. [13] Por lo general, ocurre cuando el organismo está expuesto a un cambio significativo en la presión ambiental , como cuando un buzo asciende o desciende. Al bucear, las diferencias de presión que causan el barotrauma son cambios en la presión hidrostática: [1]
El daño inicial suele deberse a un estiramiento excesivo de los tejidos en tensión o cizallamiento, ya sea directamente por expansión del gas en el espacio cerrado o por diferencia de presión transmitida hidrostáticamente a través del tejido. La rotura del tejido puede complicarse por la introducción de gas en el tejido local o la circulación a través del sitio del trauma inicial, lo que puede causar bloqueo de la circulación en sitios distantes o interferir con la función normal de un órgano por su presencia. [13] El barotrauma generalmente se manifiesta como efectos en los senos nasales o en el oído medio, enfermedad por descompresión (EDC), lesiones por sobrepresión pulmonar y lesiones resultantes de compresiones externas. [13]
Los barotraumas de descenso se producen al impedir el libre cambio de volumen del gas en un espacio cerrado en contacto con el buceador, lo que produce una diferencia de presión entre los tejidos y el espacio de gas, y la fuerza desequilibrada debida a esta diferencia de presión provoca la deformación del los tejidos resultando en la ruptura celular. [13]
Los barotraumas de ascenso también se producen cuando se impide el libre cambio de volumen del gas en un espacio cerrado en contacto con el buceador. En este caso, la diferencia de presión provoca una tensión resultante en los tejidos circundantes que excede su resistencia a la tracción. Además de la rotura del tejido, la sobrepresión puede provocar la entrada de gases en los tejidos y más allá a través del sistema circulatorio. [13] Este barotrauma pulmonar (PBt) de ascenso también se conoce como síndrome de sobreinflación pulmonar (POIS), lesión por sobrepresión pulmonar (LOP) y pulmón reventado. Las lesiones consiguientes pueden incluir embolia gaseosa arterial, neumotórax, enfisema mediastínico, intersticial y subcutáneo, y no suelen ser todas al mismo tiempo. [32]
Respirar gas a profundidad con aparatos respiratorios submarinos hace que los pulmones contengan gas a una presión más alta que la presión atmosférica. Así, un buzo en apnea puede bucear hasta 10 metros (33 pies) y ascender con seguridad sin exhalar, porque el gas en los pulmones ha sido inhalado a presión atmosférica, mientras que un buceador que inhala profundamente a 10 metros y asciende sin exhalar tiene pulmones que contienen dos veces. la cantidad de gas a presión atmosférica y es muy probable que sufra daños pulmonares potencialmente mortales. [13] [32]
La descompresión explosiva de un entorno hiperbárico puede producir un barotrauma grave, seguido de una formación grave de burbujas de descompresión y otras lesiones relacionadas. El incidente de Byford Dolphin es un ejemplo. [33]
La artralgia por compresión es un dolor en las articulaciones causado por la exposición a una presión ambiental alta a una tasa de compresión relativamente alta. Se ha registrado como un dolor profundo en las rodillas, hombros, dedos, espalda, caderas, cuello y costillas. El dolor puede tener un inicio repentino e intenso y puede ir acompañado de una sensación de aspereza en las articulaciones. [34] El inicio ocurre comúnmente alrededor de 60 msw (metros de agua de mar) y los síntomas varían dependiendo de la profundidad, la tasa de compresión y la susceptibilidad personal. La intensidad aumenta con la profundidad y puede agravarse con el ejercicio. La artralgia por compresión es generalmente un problema del buceo profundo, particularmente del buceo de saturación profunda , donde a una profundidad suficiente incluso una compresión lenta puede producir síntomas. Peter B. Bennett y otros. demostró que el uso de trimix podría reducir los síntomas. [35] Se resuelve sin consecuencias a largo plazo tras la descompresión.
El suministro de gas respirable a presión ambiental puede prolongar en gran medida la duración de una inmersión, pero existen otros problemas que pueden surgir de esta solución tecnológica. La absorción de gases metabólicamente inertes aumenta en función del tiempo y la presión, y ambos pueden producir efectos indeseables inmediatamente, como consecuencia de su presencia en estado disuelto, como la narcosis por nitrógeno y el síndrome nervioso por alta presión, [36] [37 ] o causar problemas al salir de la solución dentro de los tejidos durante la descompresión. [38]
Otros problemas surgen cuando aumenta la concentración de gases metabólicamente activos. Estos van desde los efectos tóxicos del oxígeno a alta presión parcial, [39] pasando por la acumulación de dióxido de carbono debido al trabajo excesivo de la respiración y el aumento del espacio muerto, [40] hasta la exacerbación de los efectos tóxicos de los contaminantes en el gas respirable debido a la el aumento de la concentración a altas presiones, [41] e incluyen efectos sobre el control de la ventilación para mantener la homeostasis. [42]
Uno de estos problemas es que los componentes inertes del gas respirable se disuelven en la sangre y se transportan a otros tejidos en concentraciones más altas bajo presión, y cuando se reduce la presión, si la concentración es lo suficientemente alta, este gas puede formar burbujas en el tejidos, incluida la sangre venosa, lo que puede causar la lesión conocida como enfermedad de descompresión o "las curvas". Este problema se puede solucionar descomprimiendo lo suficientemente lento como para permitir que el gas se elimine mientras aún está disuelto, [38] y eliminando las burbujas que se forman cuando aún son pequeñas y lo suficientemente pocas como para no producir síntomas. [43]
La fisiología de la descompresión implica una interacción compleja de solubilidad del gas, presiones parciales y gradientes de concentración, difusión, transporte de masa y mecánica de burbujas en los tejidos vivos. [44] El gas se respira a presión ambiental y parte de este gas se disuelve en la sangre y otros fluidos. Se continúa absorbiendo gas inerte hasta que el gas disuelto en los tejidos esté en equilibrio con el gas en los pulmones (ver: " Buceo de saturación "), o se reduce la presión ambiental hasta que los gases inertes se disuelvan en los tejidos. están en una concentración más alta que el estado de equilibrio y comienzan a difundirse nuevamente. [38]
La absorción de gases en líquidos depende de la solubilidad del gas específico en el líquido específico, de la concentración del gas, habitualmente medida mediante presión parcial, y de la temperatura. [38] En el estudio de la teoría de la descompresión, se investiga y modela el comportamiento de los gases disueltos en los tejidos en función de las variaciones de presión a lo largo del tiempo. [45] Una vez disuelto, la distribución del gas disuelto puede ser por difusión , donde no hay un flujo masivo del solvente , o por perfusión , donde el solvente (sangre) circula alrededor del cuerpo del buzo, donde el gas puede difundirse a regiones locales de menor concentración . Dado el tiempo suficiente a una presión parcial específica en el gas respirable, la concentración en los tejidos se estabilizará o saturará a un ritmo que dependerá de la solubilidad, la velocidad de difusión y la perfusión. Si la concentración del gas inerte en el gas respirable se reduce por debajo de la de cualquiera de los tejidos, habrá una tendencia a que el gas regrese de los tejidos al gas respirable. Esto se conoce como desgasificación y ocurre durante la descompresión, cuando la reducción de la presión ambiental o un cambio de gas respirable reduce la presión parcial del gas inerte en los pulmones. [38]
Las concentraciones combinadas de gases en cualquier tejido dependerán de la historia de la presión y la composición del gas. En condiciones de equilibrio, la concentración total de gases disueltos será menor que la presión ambiental, ya que el oxígeno se metaboliza en los tejidos y el dióxido de carbono producido es mucho más soluble. Sin embargo, durante una reducción de la presión ambiental, la tasa de reducción de presión puede exceder la tasa a la cual el gas puede ser eliminado por difusión y perfusión, y si la concentración aumenta demasiado, puede llegar a una etapa en la que puede ocurrir la formación de burbujas en el ambiente sobresaturado. tejidos. Cuando la presión de los gases en una burbuja excede las presiones externas combinadas de la presión ambiental y la tensión superficial de la interfaz burbuja-líquido, las burbujas crecerán y este crecimiento puede causar daños a los tejidos. Los síntomas causados por este daño se conocen como enfermedad de descompresión . [38]
Las tasas reales de difusión y perfusión y la solubilidad de los gases en tejidos específicos generalmente no se conocen y varían considerablemente. Sin embargo, se han propuesto modelos matemáticos que se aproximan a la situación real en mayor o menor medida, y estos modelos se utilizan para predecir si es probable que se produzca formación de burbujas sintomáticas para un perfil de exposición a presión determinado. [45]
Excepto el helio y posiblemente el neón , todos los gases que se pueden respirar tienen un efecto narcótico bajo presión, aunque de grado muy variable. [36] [14] La narcosis produce un estado similar a la embriaguez (intoxicación por alcohol) o la inhalación de óxido nitroso . Puede ocurrir durante inmersiones poco profundas, pero generalmente no se nota a profundidades inferiores a unos 30 metros (100 pies).
El efecto es consistentemente mayor para los gases con una mayor solubilidad en lípidos , y existe buena evidencia de que las dos propiedades están relacionadas mecánicamente. [36] A medida que aumenta la profundidad, el deterioro mental puede volverse peligroso. Los buceadores pueden aprender a afrontar algunos de los efectos de la narcosis, pero es imposible desarrollar tolerancia . La narcosis afecta a todos los buceadores, aunque la susceptibilidad varía mucho de una inmersión a otra y entre individuos.
La narcosis puede revertirse completamente en unos minutos ascendiendo a una profundidad menor, sin efectos a largo plazo. Por lo tanto, la narcosis al bucear en aguas abiertas rara vez se convierte en un problema grave siempre que los buzos sean conscientes de sus síntomas y puedan ascender para controlarla. Debido a sus efectos que alteran la percepción, el inicio de la narcosis puede ser difícil de reconocer. [46] [47] En su forma más benigna, la narcosis produce un alivio de la ansiedad: una sensación de tranquilidad y dominio del entorno. Estos efectos son esencialmente idénticos a varias concentraciones de óxido nitroso. También se parecen (aunque no tanto) a los efectos del alcohol o el cannabis y de las conocidas benzodiazepinas como el diazepam y el alprazolam . [48] Tales efectos no son dañinos a menos que causen que algún peligro inmediato pase desapercibido y no se aborde. Una vez estabilizados, los efectos generalmente siguen siendo los mismos a una profundidad determinada, y solo empeoran si el buceador se aventura más profundamente. [49]
Los aspectos más peligrosos de la narcosis son el deterioro del juicio, la multitarea y la coordinación, y la pérdida de la capacidad de tomar decisiones y de la concentración. Otros efectos incluyen vértigo y alteraciones visuales o auditivas. El síndrome puede causar euforia, vértigo, ansiedad extrema, depresión o paranoia , dependiendo de cada buzo y de su historial médico o personal. Cuando es más grave, el buceador puede sentirse demasiado confiado e ignorar las prácticas normales de buceo seguro. [50] La actividad mental más lenta, como lo indica el aumento del tiempo de reacción y el aumento de errores en la función cognitiva, son efectos que aumentan el riesgo de que un buceador gestione mal un incidente. [51] La narcosis reduce tanto la percepción de malestar por el frío como los escalofríos y, por lo tanto, afecta la producción de calor corporal y, en consecuencia, permite una caída más rápida de la temperatura central en agua fría, con una menor conciencia del problema en desarrollo. [51] [52] [53]
El tratamiento de la narcosis consiste simplemente en ascender a profundidades menos profundas; Los efectos desaparecen en cuestión de minutos. [54] En caso de complicaciones u otras condiciones presentes, ascender es siempre la respuesta inicial correcta. Si los problemas persisten, será necesario cancelar la inmersión. Aún se puede seguir el programa de descompresión a menos que otras condiciones requieran asistencia de emergencia. [55]
La forma más sencilla de evitar la narcosis por nitrógeno es que el buzo limite la profundidad de las inmersiones. Dado que la narcosis se vuelve más grave a medida que aumenta la profundidad, un buceador que se mantenga a menor profundidad puede evitar una narcosis grave. La mayoría de las agencias de certificación de buceadores recreativos solo certificarán a buceadores básicos hasta profundidades de 18 m (60 pies) y, a estas profundidades, la narcosis no presenta un riesgo significativo. Normalmente se requiere capacitación adicional para la certificación de hasta 30 m (100 pies) en el aire, y esta capacitación incluye una discusión sobre la narcosis, sus efectos y su manejo. Algunas agencias de formación de buceadores ofrecen formación especializada para preparar a los buceadores recreativos para llegar a profundidades de 40 m (130 pies), que a menudo consiste en más teoría y algo de práctica en inmersiones profundas bajo estrecha supervisión. [56] Las organizaciones de buceo que entrenan para bucear más allá de profundidades recreativas, pueden prohibir el buceo con gases que causan demasiada narcosis en profundidad en el buceador promedio, y recomiendan encarecidamente el uso de otras mezclas de gases respirables que contengan helio en lugar de algunos o todos los nitrógeno en el aire, como trimix y heliox , porque el helio no tiene ningún efecto narcótico. [36] [57] El uso de estos gases forma parte del buceo técnico y requiere mayor formación y certificación. [58] El buceo comercial con suministro de superficie puede alcanzar habitualmente profundidades de 50 metros en el aire, pero el buceador es monitoreado desde la superficie y las vías respiratorias están protegidas por una máscara que cubre todo el rostro o un casco. [59]
Las pruebas han demostrado que todos los buceadores se ven afectados por la narcosis por nitrógeno, aunque algunos experimentan efectos menores que otros. Aunque es posible que algunos buceadores puedan desenvolverse mejor que otros gracias a que han aprendido a afrontar el deterioro subjetivo , los efectos conductuales subyacentes persisten. [60] [61] [62] Estos efectos son particularmente peligrosos porque un buceador puede sentir que no está experimentando narcosis, pero aún así verse afectado por ella. [46]
El síndrome nervioso de alta presión (HPNS) es un trastorno neurológico y fisiológico del buceo que se produce cuando un buceador desciende por debajo de unos 500 pies (150 m) utilizando un gas respirable que contiene helio. Los efectos experimentados y la gravedad de esos efectos dependen de la velocidad de descenso, la profundidad y el porcentaje de helio. [37]
Los síntomas del HPNS incluyen temblores , espasmos mioclónicos , somnolencia , cambios en el EEG , [63] alteraciones visuales , náuseas , mareos y disminución del rendimiento mental . [37] [64] HPNS tiene dos componentes, uno resultante de la velocidad de compresión y el otro de la presión absoluta. Los efectos de la compresión pueden ocurrir al descender por debajo de 500 pies (150 m) a velocidades superiores a unos pocos metros por minuto, pero se reducen en unas pocas horas una vez que la presión se ha estabilizado. Los efectos de la profundidad se vuelven significativos a profundidades superiores a 1000 pies (300 m) y permanecen independientemente del tiempo que se pasa a esa profundidad. [37] La susceptibilidad de los buceadores a HPNS varía considerablemente dependiendo del individuo, pero tiene poca variación entre diferentes inmersiones realizadas por el mismo buzo. [37]
Es probable que el HPNS no pueda prevenirse por completo, pero existen métodos eficaces para retrasar o cambiar el desarrollo de los síntomas. [37] [65] Se ha descubierto que velocidades lentas de compresión o la adición de paradas a la compresión evitan grandes disminuciones iniciales en el rendimiento, [37] [66] mientras que la inclusión de otros gases en la mezcla de helio y oxígeno, como nitrógeno o El hidrógeno suprime los efectos neurológicos. [67] [68] [69]
La fisiología humana ha evolucionado para adaptarse a las condiciones de presión atmosférica cercanas al nivel del mar. Los gases atmosféricos a presiones significativamente mayores pueden tener efectos tóxicos que varían con el gas y su presión parcial, y los efectos tóxicos de los contaminantes del gas respirable son función de su concentración, que es proporcional a la presión parcial y, por lo tanto, a la profundidad.
El resultado de respirar presiones parciales aumentadas de oxígeno es la hiperoxia , un exceso de oxígeno en los tejidos del cuerpo. El cuerpo se ve afectado de diferentes maneras según el tipo de exposición. La toxicidad del sistema nervioso central es causada por una exposición breve a altas presiones parciales de oxígeno superiores a la presión atmosférica. La toxicidad pulmonar puede resultar de una exposición más prolongada a niveles elevados de oxígeno durante el tratamiento hiperbárico. Los síntomas pueden incluir desorientación, problemas respiratorios y cambios en la visión como miopía . La exposición prolongada a presiones parciales de oxígeno por encima de lo normal, o exposiciones más cortas a presiones parciales muy altas, pueden causar daño oxidativo a las membranas celulares , colapso de los alvéolos de los pulmones, desprendimiento de retina y convulsiones . La toxicidad del oxígeno se controla reduciendo la exposición a niveles elevados de oxígeno. Los estudios demuestran que, a largo plazo, es posible una recuperación sólida de la mayoría de los tipos de toxicidad por oxígeno.
Existen protocolos para evitar los efectos de la hiperoxia en campos donde se respira oxígeno a presiones parciales más altas de lo normal, incluido el buceo submarino utilizando gases respirables comprimidos . Estos protocolos han dado como resultado una rareza cada vez mayor de las convulsiones debido a la toxicidad del oxígeno.
La toxicidad del oxígeno en el sistema nervioso central se manifiesta como síntomas tales como cambios visuales (especialmente visión de túnel ), zumbidos en los oídos ( tinnitus ), náuseas , espasmos (especialmente en la cara), cambios de comportamiento (irritabilidad, ansiedad , confusión) y mareos . A esto puede seguirle una convulsión tónico-clónica que consta de dos fases: se produce una contracción muscular intensa durante varios segundos (fase tónica); seguidos de espasmos rápidos de relajación y contracción muscular alternas que producen sacudidas convulsivas ( fase clónica ). La convulsión finaliza con un período de inconsciencia (el estado postictal ). [70] [39] El inicio de la convulsión depende de la presión parcial de oxígeno en el gas respirable y de la duración de la exposición. Sin embargo, el tiempo de exposición antes de su aparición es impredecible, ya que las pruebas han demostrado una amplia variación, tanto entre individuos como en el mismo individuo de un día a otro. [70] [71] [72] Además, muchos factores externos, como la inmersión bajo el agua, la exposición al frío y el ejercicio, disminuirán el tiempo hasta la aparición de los síntomas del sistema nervioso central. [73] La disminución de la tolerancia está estrechamente relacionada con la retención de dióxido de carbono . [74] [75] [76]
Los síntomas de toxicidad pulmonar resultan de una inflamación que comienza en las vías respiratorias que conducen a los pulmones y luego se propaga a los pulmones. [77] [78] [79] Esto comienza como un leve cosquilleo al inhalar y progresa a tos frecuente. [77] Si continúa respirando presiones parciales de oxígeno aumentadas, se experimenta un leve ardor al inhalar junto con tos incontrolable y dificultad para respirar ocasional. [77] Generalmente hay una reducción en la cantidad de aire que los pulmones pueden contener ( capacidad vital ) y cambios en la función espiratoria y la elasticidad pulmonar. [79] [80] Cuando la exposición al oxígeno por encima de 0,5 bar (50 kPa) es intermitente, permite que los pulmones se recuperen y retrasa la aparición de la toxicidad. [81]
La respiración normal en los buceadores produce hipoventilación alveolar con eliminación inadecuada de dióxido de carbono (hipercapnia). [1] El trabajo experimental realizado por EH Lanphier en la Unidad de Buceo Experimental de la Marina de los EE. UU. indica que: [1]
El dióxido de carbono no se expulsa por completo cuando el buceador exhala en aparatos con espacio muerto mecánico, como un snorkel , una máscara de buceo completa o un casco de buceo , y luego inhala desde el espacio muerto. [40]
En el buceo con rebreather en circuito cerrado o semicerrado , el dióxido de carbono exhalado debe eliminarse del sistema respiratorio, generalmente mediante un depurador que contiene un compuesto químico sólido con alta afinidad por el CO 2 , como la cal sodada . [75] Si no se elimina del sistema, provocará un aumento en la concentración inhalada, lo que se conoce como avance del depurador. Cuando el buceador hace ejercicio a un mayor nivel de esfuerzo, se produce más dióxido de carbono debido a la elevada actividad metabólica. La densidad del gas respirable es mayor en la profundidad, por lo que el esfuerzo necesario para inhalar y exhalar ( trabajo respiratorio ) aumenta, haciendo que la respiración sea más difícil y menos eficiente. [1] La mayor densidad del gas también hace que la mezcla de gases dentro del pulmón sea menos eficiente, aumentando efectivamente el espacio muerto fisiológico. [40] El trabajo respiratorio puede llegar a un punto en el que toda la energía disponible debe gastarse en respirar. Más allá de este punto, el dióxido de carbono no se puede eliminar tan rápido como se produce. [dieciséis]
El buceador puede hipoventilar intencionalmente , lo que se conoce como "salto de respiración". Saltar la respiración es una técnica controvertida para conservar el gas respirable cuando se utiliza equipo de buceo de circuito abierto , que consiste en hacer una breve pausa o contener la respiración entre la inhalación y la exhalación (es decir, "saltarse" una respiración). Esto utiliza más oxígeno disponible en el gas respirable, pero aumenta el nivel de dióxido de carbono en el gas alveolar y ralentiza su eliminación de la circulación. [87] Saltar la respiración es particularmente contraproducente con un rebreather , donde el acto de respirar bombea el gas alrededor del "bucle" para ser limpiado de dióxido de carbono, ya que el gas exhalado se recicla y saltar la respiración no reduce el consumo de oxígeno.
Los síntomas y signos de hipercapnia temprana incluyen enrojecimiento de la piel, pulso lleno , taquipnea , disnea , espasmos musculares, actividad neuronal reducida, dolor de cabeza, confusión y letargo, aumento del gasto cardíaco, elevación de la presión arterial y propensión a las arritmias . [88] [89] En la hipercapnia grave, los síntomas progresan hacia desorientación, pánico , hiperventilación , convulsiones , pérdida del conocimiento y, finalmente, muerte . [90] [91]
También se cree que la hipercapnia es un factor que aumenta el riesgo de convulsiones por toxicidad del oxígeno en el sistema nervioso central. [dieciséis]
La toxicidad de los contaminantes generalmente es función de la concentración y la exposición ( dosis ) y, por lo tanto, los efectos aumentan con la presión ambiental. La consecuencia es que los gases respirables para uso hiperbárico deben tener límites aceptables proporcionalmente más bajos para contaminantes tóxicos en comparación con el uso normal a presión superficial. [ cita necesaria ] La concentración permitida también se ve afectada por si el efecto es acumulativo y si existe un umbral para una exposición aceptable a largo plazo.
Los contaminantes de gases respirables que son un problema reconocido en el buceo submarino incluyen dióxido de carbono, monóxido de carbono e hidrocarburos que pueden introducirse mediante el proceso de compresión, y sulfuro de hidrógeno, que es principalmente un problema en la industria petrolera marina. [92] [41]
El gas respirable seleccionado para evitar la toxicidad del oxígeno en profundidad (generalmente por debajo de aproximadamente 65 m) puede ser hipóxico a presión superficial o a poca profundidad. Es posible que no haya ninguna advertencia fisiológica durante el ascenso con dicha combinación hasta la pérdida del conocimiento.
Las diferencias de presión hidrostática entre el interior del pulmón y el suministro de gas respirable, el aumento de la densidad del gas respirable debido a la presión ambiental y el aumento de la resistencia al flujo debido a tasas respiratorias más altas, pueden causar un aumento del trabajo respiratorio y fatiga de los músculos respiratorios. [2] Un alto trabajo respiratorio puede ser parcialmente compensado por una mayor tolerancia al dióxido de carbono y, eventualmente, puede resultar en acidosis respiratoria . Los factores que influyen en el trabajo de respiración de un aparato respiratorio subacuático incluyen la densidad y la viscosidad del gas, los caudales, la presión de apertura (el diferencial de presión necesario para abrir la válvula de demanda) y la contrapresión sobre las válvulas de escape. [93]
Se pueden tolerar pequeñas variaciones de presión entre el gas administrado y la presión ambiental en los pulmones. Estos pueden resultar del ajuste del buzo en el agua, la posición del diafragma que opera la válvula de demanda, la posición de los contrapulmones en un rebreather, la presión de apertura y la resistencia al flujo de la válvula de escape, o la sobrepresión intencional en un respirador de cara completa. máscara o casco, destinado a reducir el riesgo de que agua contaminada se filtre al aparato respiratorio a través de la válvula de escape. Una variación constante en la diferencia de presión suministrada no afecta el trabajo respiratorio del aparato (todo el gráfico se desplaza hacia arriba o hacia abajo sin cambios en el área cerrada), pero el esfuerzo requerido para la inhalación y la exhalación es perceptiblemente diferente de lo normal, y si es excesivo , puede dificultar o imposibilitar la respiración. Una carga pulmonar estática negativa, donde la presión ambiental en el pecho es mayor que la presión del suministro de gas respirable en la boca, puede aumentar el trabajo respiratorio debido a la reducción de la distensibilidad del tejido blando del pulmón. Los sistemas de flujo libre operan inherentemente bajo una presión positiva relativa a la cabeza, para permitir un flujo de escape controlado, pero no necesariamente a los pulmones en el buceador erguido. La respiración con snorkel es inherentemente respiración con presión negativa, ya que los pulmones del nadador están al menos parcialmente debajo de la superficie del agua. [dieciséis]
En fisiología , el espacio muerto es el volumen de aire que se inhala y que no participa en el intercambio gaseoso, ya sea porque permanece en las vías respiratorias de conducción, o llega a los alvéolos no perfundidos o mal perfundidos . Es decir, no todo el aire de cada respiración está disponible para el intercambio de oxígeno y dióxido de carbono . Los mamíferos inhalan y exhalan desde sus pulmones, desperdiciando la parte de la inspiración que queda en las vías respiratorias conductoras, donde no puede producirse ningún intercambio de gases. En los seres humanos, aproximadamente un tercio de cada respiración en reposo no experimenta cambios en los niveles de oxígeno y dióxido de carbono.
El espacio muerto en un aparato respiratorio es el espacio en el aparato en el que el gas respirable debe fluir en ambas direcciones cuando el usuario inhala y exhala, aumentando el esfuerzo respiratorio necesario para obtener la misma cantidad de aire o gas respirable utilizable y con el riesgo de acumulación de dióxido de carbono de respiraciones superficiales. Se trata, en efecto, de una extensión externa del espacio muerto fisiológico.
El espacio muerto mecánico se puede reducir mediante características de diseño como:
Bajo el agua, las cosas son menos visibles debido a los niveles más bajos de iluminación natural causados por la rápida atenuación de la luz con la distancia que recorre el agua. También se ven borrosos por la dispersión de la luz entre el objeto y el espectador, lo que también resulta en un menor contraste. Estos efectos varían según la longitud de onda de la luz y el color y la turbidez del agua. El ojo de los vertebrados suele estar optimizado para la visión submarina o para la visión aérea, como es el caso del ojo humano. La agudeza visual del ojo optimizado con aire se ve gravemente afectada por la diferencia en el índice de refracción entre el aire y el agua cuando se sumergen en contacto directo. la provisión de un espacio de aire entre la córnea y el agua puede compensar, pero tiene el efecto secundario de distorsión de escala y distancia. La iluminación artificial es eficaz para mejorar la iluminación a corta distancia. [95]
La agudeza estereoscópica, la capacidad de juzgar distancias relativas de diferentes objetos, se reduce considerablemente bajo el agua, y esto se ve afectado por el campo de visión. Un campo de visión estrecho causado por una pequeña ventana de visualización en un casco da como resultado una estereoagudeza muy reducida y la pérdida asociada de coordinación ojo-mano. [95]
A muy corta distancia en aguas claras, la distancia se subestima, de acuerdo con el aumento debido a la refracción a través de la lente plana de la máscara, pero a distancias mayores, mayores que el alcance del brazo, la distancia tiende a sobreestimarse en un grado influenciado por la turbidez. Tanto la percepción de profundidad relativa como absoluta se reducen bajo el agua. La pérdida de contraste da como resultado una sobreestimación y los efectos de magnificación explican la subestimación a corta distancia. [95]
Los buceadores pueden adaptarse en gran medida a estos efectos aprendiendo a compensar estas distorsiones. [95]
Los efectos de distorsión óptica de la máscara del buzo o de la placa frontal del casco también producen un movimiento aparente de un objeto estacionario cuando se mueve la cabeza.
El agua tiene propiedades acústicas diferentes a las del aire. El sonido de una fuente submarina puede propagarse con relativa libertad a través de los tejidos corporales donde hay contacto con el agua, ya que las propiedades acústicas son similares. Cuando la cabeza se expone al agua, una parte importante del sonido llega a la cóclea independientemente del oído medio y del tímpano, pero una parte se transmite por el oído medio. [96]
La conducción ósea juega un papel importante en la audición bajo el agua cuando la cabeza está en contacto con el agua (no dentro de un casco), [96] [97] pero la audición humana bajo el agua, en los casos en que el oído del buzo está mojado, es menos sensible que en aire. [96]
El sonido viaja aproximadamente 4,5 veces más rápido en el agua que en el aire [96] y a una velocidad igualmente mayor en los tejidos corporales y, por lo tanto, el intervalo entre que un sonido llega al oído interno izquierdo y derecho es mucho menor que en el aire, y el cerebro está menos capaces de discriminar el intervalo, que es como se identifica la dirección de una fuente de sonido. [98] Es posible cierta localización del sonido, aunque es difícil. [96]
Esta derivación del oído medio también afecta a la sensibilidad de frecuencia del oído. [96] El sonido también se refleja en proporción al cambio de densidad o elasticidad (desajuste de impedancia acústica ) al pasar a través de una interfaz, de modo que encerrar la cabeza en un casco rígido puede causar una atenuación significativa del sonido que se origina en el agua. [ cita necesaria ] El material de atenuación del sonido interno puede reducir aún más los niveles de ruido. [96]
La sensibilidad de frecuencia bajo el agua también difiere significativamente de la del aire, con un umbral de audición consistentemente más alto bajo el agua, pero también significativamente sesgado. [96] Se dispone de una escala de ponderación del ruido subacuático para evaluar el peligro del ruido según la sensibilidad de frecuencia para la conducción húmeda. [96]
La pérdida de audición en los buceadores es un problema conocido y tiene muchos factores, uno de los cuales es la exposición al ruido. [96] Los buceadores de circuito abierto producen un alto nivel de ruido respiratorio mediante el flujo de aire a través del regulador durante la inhalación y ruido de burbujas durante la exhalación. [96] La principal fuente de ruido son las burbujas de escape que pueden superar los 95 dB(A). Las comunicaciones de voz y el desempañado de flujo libre elevan estos niveles por encima de los 100 dB(A), ya que las comunicaciones deben estar a unos 15 dB por encima del fondo para ser inteligibles. [96] Los niveles de ruido de los cascos de flujo libre son generalmente más altos que los de los sistemas de demanda y son comparables con los niveles de ruido del desempañado. [96] Los sistemas de rebreather y recuperación son significativamente más silenciosos, ya que no hay ruido de burbujas la mayor parte del tiempo. El tipo de casco afecta la sensibilidad al ruido y el peligro del ruido dependiendo de si la transmisión es húmeda o seca. [96] La audición humana bajo el agua es menos sensible con los oídos mojados que en el aire, y una capucha de neopreno proporciona una atenuación sustancial. Cuando se usa un casco, la sensibilidad es similar a la del aire en la superficie, ya que la sensibilidad auditiva no se ve afectada significativamente por el gas respirable o la composición o presión de la atmósfera de la cámara. [96]
La percepción sensorial táctil en los buceadores puede verse afectada por el traje de protección ambiental y las bajas temperaturas. La combinación de inestabilidad, equipamiento, flotabilidad neutra y resistencia al movimiento por los efectos inerciales y viscosos del agua entorpece al buceador. El frío provoca pérdidas en la función sensorial y motora y distrae y altera la actividad cognitiva. Se reduce la capacidad de ejercer una fuerza grande y precisa. [99] : Capítulo 5D
El equilibrio y el equilibrio dependen de la función vestibular y de información secundaria de los sentidos visuales, orgánicos, cutáneos, cinestésicos y, a veces, auditivos que son procesados por el sistema nervioso central para proporcionar la sensación de equilibrio. Bajo el agua, algunas de estas entradas pueden estar ausentes o disminuidas, lo que hace que las señales restantes sean más importantes. Las entradas contradictorias pueden provocar vértigo y desorientación. El sentido vestibular se considera esencial en estas condiciones para lograr movimientos rápidos, complejos y precisos. [99] : Capítulo 5C
La percepción cinestésica, propioceptiva y orgánica son una parte importante de la retroalimentación sensorial que hace que el buceador sea consciente de la posición y el movimiento personal y, en asociación con la información vestibular y visual, le permite funcionar eficazmente para mantener el equilibrio físico y el equilibrio en el agua. [99] : Capítulo 5D
En el agua con flotabilidad neutra, las señales de posición recibidas por los sentidos cinestésico, propioceptivo y orgánico están reducidas o ausentes. Este efecto puede verse exacerbado por el traje de buzo y otros equipos. [99] : Capítulo 5D
Los sentidos del gusto y el olfato no son muy importantes para el buceador en el agua, pero son más importantes para el buceador de saturación mientras se encuentra en las cámaras de alojamiento. Hay evidencia de una ligera disminución en el umbral del gusto y el olfato después de períodos prolongados bajo presión. [99] : Capítulo 5D
Los vertebrados marinos que respiran aire y que han regresado al océano desde linajes terrestres son un grupo diverso que incluye serpientes marinas , tortugas marinas , iguanas marinas , cocodrilos de agua salada , pingüinos , pinnípedos , cetáceos , nutrias marinas , manatíes y dugongos . La mayoría de los vertebrados buceadores realizan inmersiones relativamente cortas y poco profundas. Las serpientes marinas, los cocodrilos y las iguanas marinas sólo bucean en aguas costeras y rara vez se sumergen a más de 10 m, pero ambos grupos pueden realizar inmersiones mucho más profundas y más largas. Los pingüinos emperador se sumergen regularmente a profundidades de 400 a 500 m durante 4 a 5 minutos, a menudo bucean durante 8 a 12 minutos y tienen una resistencia máxima de unos 22 minutos. Los elefantes marinos permanecen en el mar entre 2 y 8 meses y bucean continuamente, pasando el 90% de su tiempo bajo el agua y con un promedio de 20 minutos por inmersión con menos de 3 minutos en la superficie entre inmersiones. Su duración máxima de inmersión es de unas 2 horas y se alimenta habitualmente a profundidades de entre 300 y 600 m, aunque pueden superar los 1600 m. Se ha descubierto que los zifios bucean rutinariamente para buscar alimento a profundidades entre 835 y 1070 m, y permanecen sumergidos durante unos 50 minutos. Su profundidad máxima registrada es de 1888 m y su duración máxima es de 85 minutos. [100]
Los vertebrados marinos que respiran aire y se sumergen para alimentarse deben lidiar con los efectos de la presión en las profundidades y la necesidad de encontrar y capturar su alimento. Las adaptaciones al buceo pueden estar asociadas a estos dos requisitos. Las adaptaciones a la presión deben abordar los efectos mecánicos de la presión sobre las cavidades llenas de gas, los cambios de solubilidad de los gases bajo presión y los posibles efectos directos de la presión sobre el metabolismo, mientras que las adaptaciones a la capacidad de contener la respiración incluyen modificaciones del metabolismo, la perfusión y la tolerancia al dióxido de carbono. y capacidad de almacenamiento de oxígeno. [100]
La mayoría de los mamíferos marinos suelen bucear dentro de sus límites de inmersión aeróbica, ya que esto minimiza el período de recuperación en la superficie o cerca de ella y permite pasar un mayor tiempo total bajo el agua, pero algunas especies, incluidas algunas ballenas picudas, bucean de forma rutinaria durante períodos que requieren metabolismo anaeróbico. que desarrolla una importante deuda de oxígeno que requiere un largo período de recuperación entre inmersiones. [101]
Los vertebrados buceadores han aumentado la cantidad de oxígeno almacenado en sus tejidos internos. Este depósito de oxígeno tiene tres componentes: el oxígeno contenido en el aire de los pulmones, el oxígeno almacenado por la hemoglobina en la sangre y por la mioglobina en el tejido muscular. Los músculos y la sangre de los vertebrados buceadores tienen mayores concentraciones de hemoglobina y mioglobina que los animales terrestres. La concentración de mioglobina en los músculos locomotores de los vertebrados buceadores es hasta 30 veces mayor que en sus parientes terrestres. La hemoglobina aumenta tanto por una cantidad relativamente mayor de sangre como por una mayor proporción de glóbulos rojos en la sangre en comparación con los animales terrestres. Los valores más altos se encuentran en los mamíferos que bucean a mayor profundidad y durante más tiempo. El volumen de sangre es generalmente relativamente grande en proporción a la masa corporal, y el contenido de hemoglobina en sangre puede aumentar durante una inmersión a partir de los glóbulos rojos almacenados en el bazo. [100]
El tamaño del cuerpo es un factor en la capacidad de buceo. Una masa corporal mayor se correlaciona con una tasa metabólica relativamente más baja, mientras que el almacenamiento de oxígeno es directamente proporcional a la masa corporal, por lo que los animales más grandes deberían poder bucear durante más tiempo, en igualdad de condiciones. La eficiencia de la natación también afecta la capacidad de buceo, ya que la baja resistencia y la alta eficiencia de propulsión requieren menos energía para la misma inmersión. La locomoción de ráfaga y deslizamiento también se utiliza a menudo para minimizar el consumo de energía y puede implicar el uso de flotabilidad positiva o negativa para impulsar parte del ascenso o descenso. [100]
{{cite journal}}: Mantenimiento CS1: URL no apta ( enlace ){{cite journal}}: Mantenimiento CS1: URL no apta ( enlace ){{cite book}}: Mantenimiento CS1: URL no apta ( enlace ){{cite journal}}: Mantenimiento CS1: URL no apta ( enlace ){{cite journal}}: Mantenimiento CS1: URL no apta ( enlace ){{cite journal}}: Mantenimiento CS1: URL no apta ( enlace ){{cite journal}}: Mantenimiento CS1: URL no apta ( enlace ){{cite journal}}: Mantenimiento CS1: URL no apta ( enlace ){{cite journal}}: Mantenimiento CS1: URL no apta ( enlace ){{cite journal}}: Mantenimiento CS1: URL no apta ( enlace ){{cite journal}}: Mantenimiento CS1: URL no apta ( enlace ){{cite journal}}: Mantenimiento CS1: URL no apta ( enlace ){{cite journal}}: Mantenimiento CS1: URL no apta ( enlace ){{cite journal}}: Mantenimiento CS1: URL no apta ( enlace ){{cite journal}}: Mantenimiento CS1: URL no apta ( enlace ){{cite journal}}: Mantenimiento CS1: URL no apta ( enlace ){{cite journal}}: Mantenimiento CS1: URL no apta ( enlace ){{cite book}}: Mantenimiento CS1: URL no apta ( enlace ){{cite journal}}: Mantenimiento CS1: URL no apta ( enlace ){{cite journal}}: Mantenimiento CS1: URL no apta ( enlace ){{cite journal}}: Mantenimiento CS1: URL no apta ( enlace ){{cite journal}}: Mantenimiento CS1: URL no apta ( enlace ){{cite journal}}: Mantenimiento CS1: URL no apta ( enlace )El dióxido de carbono puede acumularse insidiosamente en el buceador que intencionalmente contiene la respiración de forma intermitente (se salta la respiración) en un intento equivocado de conservar el aire.
{{cite journal}}: Mantenimiento CS1: URL no apta ( enlace ){{cite journal}}: Mantenimiento CS1: URL no apta ( enlace ){{cite book}}: Mantenimiento CS1: nombres numéricos: lista de autores ( enlace )