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Narcosis por nitrógeno

La narcosis durante el buceo (también conocida como narcosis por nitrógeno , narcosis por gases inertes , raptos de las profundidades , efecto Martini ) es una alteración reversible de la conciencia que se produce al bucear a gran profundidad. Es causada por el efecto anestésico de ciertos gases a alta presión parcial. La palabra griega νάρκωσις (narkōsis), "el acto de adormecer", se deriva de νάρκη (narkē), "entumecimiento, letargo", un término utilizado por Homero e Hipócrates . [1] La narcosis produce un estado similar a la embriaguez (intoxicación alcohólica) o la inhalación de óxido nitroso . Puede ocurrir durante inmersiones poco profundas, pero no suele hacerse notar a profundidades inferiores a 30 metros (98 pies).

A excepción del helio y probablemente el neón , todos los gases que se pueden respirar tienen un efecto narcótico, aunque varía ampliamente en grado. [2] [3] El efecto es consistentemente mayor para los gases con una mayor solubilidad en lípidos , y aunque el mecanismo de este fenómeno aún no está completamente claro , hay buena evidencia de que las dos propiedades están relacionadas mecánicamente. [2] A medida que aumenta la profundidad, el deterioro mental puede volverse peligroso. Los buceadores pueden aprender a lidiar con algunos de los efectos de la narcosis, pero es imposible desarrollar tolerancia . La narcosis puede afectar a todos los buceadores a presión ambiental, aunque la susceptibilidad varía ampliamente entre individuos y de una inmersión a otra. Los principales modos de buceo submarino que se ocupan de su prevención y manejo son el buceo con escafandra autónoma y el buceo con suministro de superficie a profundidades superiores a 30 metros (98 pies).

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 buceadores sean conscientes de sus síntomas y puedan ascender para controlarla. Bucear mucho más allá de los 40 m (130 pies) generalmente se considera fuera del alcance del buceo recreativo . Para bucear a mayores profundidades, ya que la narcosis y la toxicidad del oxígeno se convierten en factores de riesgo críticos, se utilizan mezclas de gases como trimix o heliox . Estas mezclas previenen o reducen la narcosis reemplazando parte o toda la fracción inerte del gas respirable con helio no narcótico. Existe una sinergia entre la toxicidad del dióxido de carbono y la narcosis por gas inerte que se reconoce pero no se comprende por completo. Las condiciones en las que se produce un alto trabajo respiratorio debido a la densidad del gas tienden a exacerbar este efecto. [4]

Clasificación

La narcosis resulta de respirar gases bajo presión elevada, y puede clasificarse según el gas principal involucrado. Los gases nobles , excepto el helio y probablemente el neón , [2] así como el nitrógeno , el oxígeno y el hidrógeno causan una disminución en la función mental , pero su efecto en la función psicomotora (procesos que afectan la coordinación de los procesos sensoriales o cognitivos y la actividad motora) varía ampliamente. El efecto del dióxido de carbono es una disminución constante de la función mental y psicomotora. [5] Los gases nobles argón , criptón y xenón son más narcóticos que el nitrógeno a una presión dada, y el xenón tiene tanta actividad anestésica que es un anestésico utilizable al 80% de concentración y presión atmosférica normal. El xenón ha sido históricamente demasiado caro para ser utilizado mucho en la práctica, pero se ha utilizado con éxito para operaciones quirúrgicas, y todavía se están proponiendo y diseñando sistemas de anestesia con xenón. [6]

Signos y síntomas

El área central muestra claramente una pantalla LCD, pero se vuelve cada vez más gris a medida que se aleja del centro.
La narcosis puede producir visión de túnel, dificultando la lectura de múltiples indicadores.

Debido a sus efectos de alteración de la percepción, el inicio de la narcosis puede ser difícil de reconocer. [7] [8] En su forma más benigna, la narcosis produce alivio de la ansiedad, una sensación de tranquilidad y dominio del entorno. Estos efectos son esencialmente idénticos a diversas concentraciones de óxido nitroso. También se parecen (aunque no tanto) a los efectos del alcohol y las conocidas benzodiazepinas, como el diazepam y el alprazolam . [9] Estos efectos no son dañinos a menos que provoquen que un peligro inmediato pase desapercibido y no se aborde. Una vez estabilizados, los efectos generalmente permanecen iguales a una profundidad determinada, y solo empeoran si el buceador se aventura a más profundidad. [10]

Los aspectos más peligrosos de la narcosis son el deterioro del juicio, la capacidad de realizar varias tareas a la vez y la coordinación, y la pérdida de la capacidad de toma de decisiones y de concentración. Otros efectos incluyen vértigo y alteraciones visuales o auditivas. El síndrome puede causar euforia, mareos, ansiedad extrema, depresión o paranoia , dependiendo del buceador individual y de su historial médico o personal. Cuando es más grave, el buceador puede sentirse demasiado confiado, haciendo caso omiso de las prácticas normales de buceo seguro. [11] La actividad mental lenta, como lo indica el aumento del tiempo de reacción y el aumento de los errores en la función cognitiva, son efectos que aumentan el riesgo de que un buceador gestione mal un incidente. [12] La narcosis reduce tanto la percepción de la incomodidad 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. [12] [13] [14]

La relación entre la profundidad y la narcosis se conoce a veces informalmente como "ley de Martini", la idea de que la narcosis produce la sensación de tomar un martini por cada 10 m (33 pies) por debajo de los 20 m (66 pies) de profundidad. Esta es una guía aproximada para ofrecer a los nuevos buceadores una comparación con una situación con la que tal vez estén más familiarizados. [15]

Los signos y síntomas notificados se resumen en relación con las profundidades típicas en metros y pies de agua de mar en la siguiente tabla, adaptada en detalle de Deeper into Diving de Lippman y Mitchell: [11]

Causas

La causa de la narcosis está relacionada con la mayor solubilidad de los gases en los tejidos corporales, como resultado de las presiones elevadas en profundidad ( ley de Henry ). [17] Se ha sugerido que los gases inertes que se disuelven en la bicapa lipídica de las membranas celulares causan narcosis. [18] Más recientemente, los investigadores han estado estudiando los mecanismos de las proteínas receptoras de neurotransmisores como una posible causa de narcosis. [19] La mezcla de gases respirables que ingresa a los pulmones del buceador tendrá la misma presión que el agua circundante, conocida como presión ambiental . Después de un cambio de profundidad, la presión parcial de los gases inertes en la sangre que pasa por el cerebro alcanza la presión ambiental en un minuto o dos, lo que resulta en un cambio retardado en el efecto narcótico después de descender a una nueva profundidad. [7] [20] La compresión rápida potencia la narcosis debido a la retención de dióxido de carbono . [21] [22]

La cognición de un buceador puede verse afectada en inmersiones a una profundidad de hasta 10 m (33 pies), pero los cambios no suelen ser perceptibles. [23] No existe un método fiable para predecir la profundidad a la que la narcosis se hace notoria, o la gravedad del efecto en un buceador individual, ya que puede variar de una inmersión a otra, incluso en el mismo día. [7] [22]

El riesgo de sufrir una discapacidad importante debido a la narcosis es cada vez mayor a profundidades inferiores a unos 30 m (100 pies), lo que corresponde a una presión ambiental de unos 4  bares (400 kPa). [7] La ​​mayoría de las organizaciones de formación en buceo deportivo recomiendan profundidades de no más de 40 m (130 pies) debido al riesgo de narcosis. [15] Al respirar aire a profundidades de 90 m (300 pies), una presión ambiental de unos 10 bares (1000 kPa), la narcosis en la mayoría de los buceadores provoca alucinaciones, pérdida de memoria y pérdida del conocimiento. [21] [24] Varios buceadores han muerto en el intento de establecer récords de profundidad en el aire por debajo de los 120 m (400 pies). Debido a estos incidentes, Guinness World Records ya no informa sobre esta cifra. [25]

La narcosis se ha comparado con el mal de altura en cuanto a su variabilidad de aparición (aunque no en cuanto a sus síntomas); sus efectos dependen de muchos factores, con variaciones entre individuos. El frío térmico, el estrés , el trabajo pesado, la fatiga y la retención de dióxido de carbono aumentan el riesgo y la gravedad de la narcosis. [5] [7] El dióxido de carbono tiene un alto potencial narcótico y también provoca un aumento del flujo sanguíneo al cerebro, lo que aumenta los efectos de otros gases. [26] El aumento del riesgo de narcosis resulta del aumento de la cantidad de dióxido de carbono retenido a través del ejercicio intenso, la respiración superficial o salteada , el alto trabajo respiratorio o debido a un intercambio de gases deficiente en los pulmones. [27] [4]

Se sabe que la narcosis es aditiva incluso en casos de intoxicación alcohólica mínima. [28] [29] Otros fármacos sedantes y analgésicos , como los narcóticos opiáceos y las benzodiazepinas, contribuyen a la narcosis. [28]

Mecanismo

Representación de moléculas altas alineadas en dos filas, una encima de la otra. Los extremos superiores de las moléculas de la fila superior están coloreados en rojo, al igual que los extremos inferiores de las de la fila inferior.
Ilustración de una bicapa lipídica, típica de una membrana celular, que muestra las cabezas hidrófilas en el exterior y las colas hidrófobas en el interior.

El mecanismo preciso no se entiende bien, pero parece ser el efecto directo del gas que se disuelve en las membranas nerviosas y causa una interrupción temporal en las transmisiones nerviosas. Si bien el efecto se observó por primera vez con el aire, otros gases, incluidos el argón, el criptón y el hidrógeno, causan efectos muy similares a una presión superior a la atmosférica. [30] Algunos de estos efectos pueden deberse al antagonismo en los receptores NMDA y la potenciación de los receptores GABA A , [31] similar al mecanismo de los anestésicos no polares como el éter dietílico o el etileno . [32] Sin embargo, su reproducción por el gas argón, muy inactivo químicamente, hace que sea poco probable que sean un enlace estrictamente químico a los receptores en el sentido habitual de un enlace químico . Por lo tanto, se necesitaría un efecto físico indirecto, como un cambio en el volumen de la membrana, para afectar los canales iónicos controlados por ligando de las células nerviosas. [33] Trudell et al. han sugerido un enlace no químico debido a la fuerza atractiva de van der Waals entre las proteínas y los gases inertes. [34]

De manera similar al mecanismo del efecto del etanol , el aumento de gas disuelto en las membranas de las células nerviosas puede alterar las propiedades de permeabilidad iónica de las bicapas lipídicas de las células nerviosas . La presión parcial de un gas necesaria para provocar un grado determinado de deterioro se correlaciona bien con la solubilidad lipídica del gas: cuanto mayor es la solubilidad, menor es la presión parcial necesaria. [33]

Una teoría temprana, la hipótesis de Meyer-Overton , sugería que la narcosis se produce cuando el gas penetra en los lípidos de las células nerviosas del cerebro, causando una interferencia mecánica directa con la transmisión de señales de una célula nerviosa a otra. [17] [18] [22] Más recientemente, se han identificado tipos específicos de receptores regulados químicamente en las células nerviosas que están relacionados con la anestesia y la narcosis. Sin embargo, la idea subyacente básica y más general, de que la transmisión nerviosa se altera en muchas áreas difusas del cerebro como resultado de las moléculas de gas disueltas en las membranas grasas de las células nerviosas, sigue en gran medida sin ser cuestionada. [19] [35]

Diagnóstico y tratamiento

Los síntomas de narcosis pueden ser causados ​​por otros factores durante una inmersión: problemas de oído que causan desorientación o náuseas [36] ; signos tempranos de toxicidad por oxígeno que causan alteraciones visuales [37] ; toxicidad por dióxido de carbono causada por mal funcionamiento del depurador del rebreather, trabajo respiratorio excesivo o patrón respiratorio inadecuado, o hipotermia que causa respiración rápida y escalofríos [38] . Sin embargo, la presencia de cualquiera de estos síntomas puede implicar narcosis. El alivio de los efectos al ascender a una profundidad menor confirmará el diagnóstico. Dado el entorno, otras condiciones probables no producen efectos reversibles. En caso de diagnóstico erróneo cuando otra condición está causando los síntomas, el tratamiento inicial (ascender a una profundidad menor) sigue siendo beneficioso en la mayoría de los casos, ya que también es la respuesta adecuada para la mayoría de las causas alternativas de los síntomas [8] .

El tratamiento de la narcosis por gas inerte consiste, por lo general, en ascender a profundidades menores, donde gran parte del efecto desaparece en cuestión de minutos. [39] Los buzos que llevan varias mezclas de gases normalmente cambian a una mezcla con más helio antes de que se note una narcosis significativa durante el descenso. En caso de complicaciones u otras condiciones, ascender sigue siendo la respuesta inicial correcta, a menos que esto viole las obligaciones de descompresión. Si los problemas persisten, puede ser necesario abortar la inmersión. El programa de descompresión puede y debe seguirse, a menos que otras condiciones requieran asistencia de emergencia. [40]

La narcosis por gas inerte puede aparecer después de un cambio de gas a un gas de descompresión con una fracción de nitrógeno más alta durante el ascenso, lo que puede confundirse con síntomas de enfermedad por descompresión , en un raro ejemplo de una situación en la que no es aconsejable ascender inmediatamente. Si se sospecha que este es el problema, es mejor volver al gas menos narcótico si es posible y ajustar el programa de descompresión para que se adapte. Este problema puede verse agravado por la posibilidad de contradifusión de gas inerte , que es más probable que afecte al oído interno, y generalmente se puede evitar con una mejor selección de mezclas de gases y profundidades de cambio . [41]

Prevención

Dos cilindros de buceo que se llenan con heliox mezclando helio de los cilindros marrones con oxígeno de los cilindros negro y blanco.

La forma más sencilla de evitar la narcosis por nitrógeno es limitar la profundidad de las inmersiones. La otra medida preventiva principal es la selección/elección informada del gas que se utilizará para la inmersión en cuestión.

Dado que la narcosis se vuelve más grave a medida que aumenta la profundidad, un buceador que se mantenga en profundidades menores puede evitar una narcosis grave. La mayoría de las agencias de formación recreativa solo certifican a buceadores principiantes a profundidades de 18 a 20 m (60 a 70 pies), y a estas profundidades la narcosis no presenta un riesgo significativo. Normalmente se requiere formación adicional para la certificación hasta 30 m (100 pies) con aire, y esta formación debe incluir un análisis de la narcosis, sus efectos y su manejo. Algunas agencias de formación de buceadores ofrecen formación especializada para preparar a los buceadores recreativos para ir a profundidades de 40 m (130 pies), que a menudo consiste en más teoría y algo de práctica en inmersiones profundas bajo estrecha supervisión. [42] [FN 2] Las organizaciones de buceo que capacitan para bucear más allá de las profundidades recreativas, [FN 3] pueden excluir el buceo con gases que causan demasiada narcosis en profundidad en el buceador promedio (como las típicas mezclas de nitrox ampliamente utilizadas para la mayoría del buceo recreativo), y alientan fuertemente el uso de otras mezclas de gases respirables que contengan helio en lugar de parte o todo el nitrógeno en el aire, como trimix y heliox  , porque el helio no tiene efecto narcótico. [2] [43] El uso de estos gases se considera buceo técnico y requiere más capacitación y certificación. [15]

Aunque el buceador individual no puede predecir exactamente a qué profundidad se producirá la narcosis en un día determinado, los primeros síntomas de narcosis para cualquier buceador determinado suelen ser más predecibles y personales. Por ejemplo, un buceador puede tener problemas para enfocar la vista (acomodación cercana para buceadores de mediana edad), otro puede experimentar sensaciones de euforia y otro sensaciones de claustrofobia . Algunos buceadores informan que tienen cambios en la audición y que el sonido que hacen las burbujas exhaladas se vuelve diferente. La formación especializada puede ayudar a los buceadores a identificar estos signos personales de aparición, que luego pueden usarse como una señal para ascender y evitar la narcosis, aunque la narcosis grave puede interferir con el juicio necesario para tomar medidas preventivas. [39]

Las inmersiones profundas deben realizarse sólo después de un estudio progresivo para comprobar la sensibilidad de cada buceador a profundidades cada vez mayores, tomando nota de las reacciones. La evidencia científica no demuestra que un buceador pueda desarrollar resistencia a los efectos de la narcosis a una profundidad determinada o volverse tolerante a ella. [44]

La profundidad narcótica equivalente (END) es una forma comúnmente utilizada de expresar el efecto narcótico de diferentes gases respirables. [45] El Manual de Buceo de la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica (NOAA) ahora establece que el oxígeno y el nitrógeno deben considerarse igualmente narcóticos. [46] Las tablas estándar, basadas en solubilidades lipídicas relativas, enumeran los factores de conversión para el efecto narcótico de otros gases. [47] Por ejemplo, el hidrógeno a una presión dada tiene un efecto narcótico equivalente al nitrógeno a 0,55 veces esa presión, por lo que en principio debería ser utilizable a más del doble de profundidad. El argón, sin embargo, tiene 2,33 veces el efecto narcótico del nitrógeno y es una mala elección como gas respirable para bucear (se utiliza como gas de inflado de traje seco , debido a su baja conductividad térmica). Algunos gases tienen otros efectos peligrosos cuando se respiran a presión; por ejemplo, el oxígeno a alta presión puede provocar toxicidad por oxígeno . Aunque el helio es el gas respirable menos intoxicante, a mayores profundidades puede causar el síndrome nervioso de alta presión , un fenómeno todavía misterioso pero aparentemente no relacionado. [48] La narcosis por gas inerte es solo un factor que influye en la elección de la mezcla de gases; los riesgos de enfermedad por descompresión y toxicidad por oxígeno, el trabajo respiratorio, el costo y otros factores también son importantes. [49]

Debido a que los efectos son similares y aditivos, los buceadores deben evitar los medicamentos y las drogas sedantes, como el cannabis y el alcohol, antes de cualquier inmersión. La resaca, combinada con la capacidad física reducida que la acompaña, aumenta la probabilidad de sufrir narcosis por nitrógeno. [28] Los expertos recomiendan abstinencia total de alcohol durante al menos 12 horas antes de bucear, y más tiempo en el caso de otras drogas. [50]

Pronóstico y epidemiología

La narcosis es una de las condiciones potencialmente más peligrosas que afectan al buceador a profundidades inferiores a 30 m (100 pies). A excepción de la amnesia ocasional de los eventos ocurridos en profundidad, los efectos de la narcosis desaparecen por completo durante el ascenso y, por lo tanto, no plantean ningún problema en sí mismos, incluso en caso de exposición crónica o aguda repetida. [7] [22] Sin embargo, la gravedad de la narcosis es impredecible y puede ser fatal durante el buceo, como resultado de un comportamiento inadecuado en un entorno peligroso. [22]

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 manejar mejor la situación que otros porque han aprendido a lidiar con el deterioro subjetivo , los efectos conductuales subyacentes permanecen. [32] [51] [52] Estos efectos son particularmente peligrosos porque un buceador puede sentir que no está experimentando narcosis, pero aún así verse afectado por ella. [7]

Historia

Gráfico con escalas logarítmicas que muestra una correlación inversa cercana entre la "Potencia del fármaco anestésico" y el "Coeficiente de partición aceite de oliva:gas" para 17 agentes diferentes
Tanto Meyer como Overton descubrieron que la potencia narcótica de un anestésico se puede predecir generalmente a partir de su solubilidad en aceite. La concentración alveolar mínima es un indicador inverso de la potencia del anestésico.

El investigador francés Victor T. Junod fue el primero en describir los síntomas de la narcosis en 1834, señalando que "las funciones del cerebro se activan, la imaginación está viva, los pensamientos tienen un encanto peculiar y, en algunas personas, están presentes los síntomas de intoxicación". [53] [54] Junod sugirió que la narcosis era resultado de la presión que causaba un aumento del flujo sanguíneo y, por lo tanto, estimulaba los centros nerviosos. [55] Walter Moxon (1836-1886), un destacado médico victoriano , planteó la hipótesis en 1881 de que la presión obligaba a la sangre a llegar a partes inaccesibles del cuerpo y la sangre estancada provocaba cambios emocionales. [56] El primer informe de la potencia anestésica relacionada con la solubilidad en lípidos fue publicado por Hans H. Meyer en 1899, titulado Zur Theorie der Alkoholnarkose . Dos años más tarde, Charles Ernest Overton publicó una teoría similar de forma independiente . [57] Lo que se conoció como la hipótesis de Meyer-Overton puede ilustrarse con un gráfico que compara la potencia narcótica con la solubilidad en aceite.

En 1939, Albert R. Behnke y OD Yarborough demostraron que otros gases además del nitrógeno también podían causar narcosis. [58] Se descubrió que, en el caso de un gas inerte, la potencia narcótica era proporcional a su solubilidad en lípidos. Como el hidrógeno tiene solo el 0,55 de la solubilidad del nitrógeno, Arne Zetterström realizó experimentos de buceo profundo utilizando hidroxi entre 1943 y 1945. [59] Jacques-Yves Cousteau, en 1953, lo describió como "l'ivresse des grandes profondeurs" o el "éxtasis de las profundidades". [60]

Investigaciones posteriores sobre los posibles mecanismos de narcosis por acción anestésica condujeron al concepto de " concentración alveolar mínima " en 1965. Este mide la concentración relativa de diferentes gases necesarios para prevenir la respuesta motora en el 50% de los sujetos en respuesta al estímulo , y muestra resultados similares para la potencia anestésica que las mediciones de solubilidad lipídica. [61] El Manual de Buceo (NOAA) fue revisado para recomendar tratar el oxígeno como si fuera tan narcótico como el nitrógeno, luego de la investigación de Christian J. Lambertsen et al. en 1977 y 1978, [62] pero esta hipótesis ha sido desafiada por trabajos más recientes. [63] [64] [65]

Un estudio sobre los efectos del medio ambiente en la narcosis por gas inerte publicado por Lafère et al. en 2016 concluyó que la presión y la composición del gas pueden ser los únicos factores externos significativos que influyen en la narcosis por gas inerte. También descubrió que la aparición de la narcosis sigue a un corto período de mayor alerta durante el descenso, y algunos de los efectos persisten durante al menos 30 minutos después de la inmersión. [66] [67] A partir de aproximadamente 2020, la investigación que utiliza la frecuencia crítica de fusión de parpadeo (CFFF) y la conectividad funcional del EEG ha demostrado sensibilidad a la narcosis por nitrógeno, pero no es sensible a la presión parcial de helio, en ensayos de laboratorio. [65] [63] [64]

Véase también

Notas al pie

  1. ^ Valor del criptón según la cuarta edición, pág. 176.
  2. ^ Varias agencias de buceo técnico, como TDI y IANTD, enseñan cursos de "rango extendido" o de "aire profundo" que enseñan a bucear a profundidades de hasta 55 m (180 pies) sin helio.
  3. ^ BSAC , SAA y otras agencias de formación europeas enseñan buceo recreativo hasta un límite de profundidad de 50 m (160 pies).

Referencias

Notas

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Fuentes

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