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Resposta Fiológica ao Mergulho Autônomo
Há muito tempo o mergulho autônomo vem sendo praticado com
segurança e o grupo de mergulhadores amadores vem aumentando. Muito
investimento tem sido realizado na área da educação e está mais do
que claro que a questão da segurança em mergulho está vinculada à
questão do ensino e do aprendizado. A necessidade de informar se faz
necessária para se criar uma cultura de segurança. Percebemos a necessidade de atualizar o conhecimento relacionado
às interações observadas no mergulho, principalmente aquele
conjunto de interações que ocorre entre meio ambiente, o equipamento
e o corpo humano. A população de mergulhadores procura se manter
mais bem informada e quer ampliar o aprendizado de seus cursos de
mergulho.
Atualmente também começa a se formar um grupo de mergulhadores
que tem novas exigências cujo mergulho, por acrescentar outras
variáveis, apresenta um risco maior. São mergulhadores que
avançaram no processo de aprendizado e começam a se especializar em
técnicas de mergulho específicas. Hoje já existe um pequeno número
de mergulhadores que estende os limites do mergulho tradicional para
explorações de ambientes adversos ou para a realização de
objetivos pessoais.
Uma significativa parcela de mergulhadores tem praticado o mergulho
autônomo em profundidades maiores e com diferentes planejamentos que
envolvem misturas gasosas que não o ar. São mergulhos que utilizam
misturas que podem ter mais oxigênio, menos nitrogênio ou ter outro
gás inerte como o hélio. As misturas têm propriedades diferentes de
condutividade de calor e, até mesmo, de densidade e exigem cuidados
diferentes com equipamentos, descompressão e planejamentos de
mergulho. Isso reforça a idéia da necessidade de um conhecimento
mais amplo sobre a adaptação fisiológica nessas circunstâncias,
que, por sua vez, se vincula a conceitos de segurança.
É importante conhecer alguns princípios e as alterações
fisiológicas durante o trabalho exercido embaixo da água em
diferentes profundidades. A capacidade de realizar trabalho pode ficar
comprometida por fatores ambientais ou por limitações do equipamento
de respiração autônoma. Essas limitações são suficientes para
comprometer o aporte de oxigênio ou a eliminação de gás carbônico
pelo organismo do mergulhador. Portanto, é importante saber como
imersão, pressão, densidade da mistura utilizada para ventilar os
pulmões e o equipamento de mergulho autônomo interferem na dinâmica
ventilatória, na respiração do mergulhador e na capacidade de
exercício do mergulhador.
O AMBIENTE
Quando mergulhamos, deixamos de viver no fundo de um oceano de ar,
que é a atmosfera terrestre, e passamos a entrar num outro ambiente,
que é o ambiente subaquático. O mergulho é realizado num ambiente
com diferentes características físicas de densidade e pressão em
relação ao ar. O aumento da pressão ambiental acarreta compressão
do nosso corpo. Essa compressão provoca alterações no aparelho
cardiocirculatório e na dinâmica ventilatória. Essas alterações
já são observadas com a simples imersão da cabeça na água.
A pressão ambiente em qualquer altitude resulta do peso do ar que
está acima de onde o observador está posicionado. No nível do mar,
a atmosfera pesa em torno de 760 mm de mercúrio ou 14,7 libras por
polegada quadrada (LPQ) ou pounds per square inch (psi). Subindo até
uma altitude de 430 milhas, não haverá mais pressão. Pelas
características de compressibilidade do ar, as alterações de
pressão por metro que se sobe diminuem à medida que a altitude
aumenta. Dessa maneira as alterações de pressão em função da
altitude não são lineares. Subindo do nível do mar até 3.048
metros, a pressão sai de 760 mm de Hg até 523 mm de Hg, enquanto de
9.146 metros para 12.192 ela varia de 226 para 141 mm de Hg.
No mergulho, a pressão ambiente em qualquer profundidade resulta
do peso do ar que está acima da superfície da água onde se está
mergulhando mais o peso da coluna de água acima de onde está
posicionado o observador. A coluna de 1 metro de água salgada pesa
1,46 psi ou 75,48 mm de mercúrio de modo que uma atmosfera de
pressão equivale a uma coluna de 10 metros de água salgada (uma
atmosfera é igual a 760 divididos por 75,48 mm de Hg, o que é igual
a 10 metros de água salgada ou 14,7 divididos por 0,445 psi que é
igual a 33 pés). Como a água é virtualmente incompressível, a
alteração de pressão por metro de profundidade na água é
considerada linear, ou seja, para cada 10 metros de profundidade
mergulhados acrescenta-se uma atmosfera de pressão. Outra maneira de
se dizer a mesma coisa é que para cada 10 metros de descida no mar a
pressão ambiente aumenta 100 kPa, o que é equivalente a uma
atmosfera de pressão, que é semelhante a um bar. A pressão ambiente
aumenta rápida e linearmente com a profundidade. Em apenas 10 metros
de profundidade há um aumento de uma atmosfera de pressão.
Enquanto a pressão atmosférica é a pressão exercida pelo peso
da massa de ar da superfície da Terra, a pressão barométrica na
profundidade pode ser referida em termos de pressão manométrica e
pode nos dizer a profundidade em que nos encontramos. Ela é a
pressão exercida sobre um objeto que está submerso, menos a pressão
atmosférica e é a pressão obtida na leitura de manômetros. Em
outras palavras, essa é a pressão em excesso em relação ao nível
do mar. O profundímetro nada mais é que um manômetro.
Já a pressão absoluta, expressa em termos de atmosfera absoluta
(ATA), é a pressão resultante da soma da pressão manométrica com a
pressão atmosférica nominal.
Nos cálculos de equivalência de pressão, devemos considerar a
densidade do meio. A densidade da água do mar é de 1,03 Kg/l ou
64,38 lb/ft³, enquanto a da água doce é de 1,0 Kg/l ou 62,50
lb/ft³.
CARACTERÍSTICAS DO AR NAS NOSSAS VIAS AÉREAS A UMA ATMOSFERA DE
PRESSÃO AMBIENTE
O ar que respiramos, é composto de oxigênio, nitrogênio, vapor d’água,
dióxido de carbono e outros gases inertes. Podemos dizer, na
prática, que 21% do ar que respiramos é oxigênio e 79% é
nitrogênio. As outras substâncias são apropriadas à fração de
nitrogênio para fins de cálculos.
Numa mistura de gases, a pressão total equivale à soma das
pressões parciais. Dessa forma a pressão parcial de oxigênio é de
160 mm Hg, pois esse valor equivale a 0,21 (21% de um) multiplicado
por 760 mm Hg de pressão atmosférica. A pressão parcial de
nitrogênio é de 600 mm Hg, o que equivale a 0,79 multiplicado por
760 mm Hg. Quando a pressão ambiente aumenta, a percentagem do gás
da mistura fica constante, porém a pressão parcial aumenta.
Quando ventilamos ar ao nível do mar, uma parte do oxigênio se
difunde, por gradiente de pressão, através da barreira
alvéolo-capilar, da luz do alvéolo até o vaso capilar pulmonar.
Isso produz uma queda de concentração do gás, que repercute na
pressão parcial do mesmo, ou seja, ventilando ar ao nível do mar, a
pressão parcial do oxigênio na luz alveolar é de 102 mm Hg. Se
estivermos a 10 metros, será de 270 mm Hg. Dessa forma, a pressão
parcial de oxigênio pode alcançar níveis tóxicos na profundidade.
Podemos então concluir que, para mergulharmos em profundidades
maiores do que 60 metros, devemos usar misturas com conteúdo reduzido
de oxigênio.
Na luz alveolar há uma considerável quantidade de dióxido de
carbono. O dióxido de carbono que se encontra no alvéolo, é produto
do metabolismo celular e é eliminado pelo pulmão. O dióxido de
carbono difundido do sangue, através da barreira alvéolo-capilar,
para o alvéolo pulmonar, resulta numa pressão parcial de dióxido de
carbono de 40 mm Hg. Essa pressão está de acordo com a diferença de
pressão do oxigênio da luz alveolar em relação ao ar atmosférico
O ar inalado é rapidamente aquecido à temperatura corporal de
37º C e é totalmente umidificado. A pressão parcial do vapor de
água do ar na temperatura normal do corpo humano ao nível do mar é
de 47 mm Hg. Quando o ar seco alcança a traquéia, ele já equilibrou
na pressão parcial de vapor de água de 47 mm Hg. Esse valor se
mantém constante até a porção alveolar da árvore respiratória.
Essa pressão parcial de vapor d'água dilui o nitrogênio e o
oxigênio, a um total de 713 mm de Hg, com este último, contribuindo
com 150 mm de Hg na porção final das vias aéreas.
ASPECTOS FISIOLÓGICOS RELEVANTES AO ENTENDIMENTO DA FISIOLOGIA DO
MERGULHO
A função primária dos pulmões é possibilitar a troca gasosa
que facilita o movimento do oxigênio da luz do alvéolo para a
corrente sanguínea e remove o dióxido de carbono.
O sistema respiratório é constituído das vias aéreas
superiores, vias aéreas primárias (traquéia, brônquios e
bronquíolos) e a região alveolar.
Uma lâmina de tecido muito fina, cuja espessura é de 0,5
micrômetro, separa o ar do sangue do interior dos vasos capilares
pulmonares. A troca gasosa ocorre na parede alveolar, que é
intensamente vascularizada. As moléculas de oxigênio penetram na
parede alveolar para alcançarem as hemácias e se fixarem na
hemoglobina que está no seu interior.
Num indivíduo normal, a superfície de área de troca da região
alveolar é semelhante a 100 m². O pulmão humano contém
aproximadamente 200 ml de sangue nos capilares pulmonares, que, por
sua vez, apresentam uma área de superfície microvascular
aproximadamente igual à da superfície alveolar.
Funções de suporte são necessárias para manter a alta
eficiência da troca gasosa de maneira a minimizar o esforço
ventilatório. Uma dessas funções é a da secreção do surfactante
por células pulmonares específicas. O surfactante serve para reduzir
a tensão superficial da interface ar-líquido sobre a superfície
alveolar. O surfactante age, diminuindo a tensão superficial,
permitindo ao alvéolo ficar estável, quando há pequenos volumes de
ar nos pulmões, e alterar seu volume com um relativo pequeno gasto de
energia.
A seguir, apresentaremos os volumes pulmonares e aspectos
relevantes da mecânica ventilatória.
Volumes Pulmonares
A ar percorre o trajeto das vias aéreas do ambiente até a
intimidade do alvéolo. Os pulmões e a parede torácica são
estruturas elásticas e ambos funcionam para determinar o volume dos
pulmões em repouso e em trabalho. Existe uma variação do volume
interno do aparelho respiratório em função da inspiração e
expiração. Essa variação decorre de ação dos músculos
respiratórios, que geram um gradiente de pressão para que ocorra o
fluxo de ar nas vias aéreas. Quando falamos de volumes pulmonares,
nos referimos a valores arredondados que representam valores médios
relacionados a homens jovens e saudáveis.
A capacidade pulmonar total é o maior volume de ar que pode
ser contido nos pulmões ao final da manobra de inspiração máxima.
A capacidade vital é o maior volume de ar que pode ser
expelido dos pulmões após ser realizada uma inspiração máxima.
O volume residual é o volume de ar que fica nos pulmões
após expiração máxima.
O volume de relaxamento é o volume observado quando os
músculos respiratórios estão relaxados e as vias aéreas abertas. O
volume pulmonar no volume de relaxamento é a chamada capacidade
residual funcional e é definida pelo volume de gás nos pulmões
em repouso quando suas forças elásticas de colapso são
contra-balanceadas pela força da parede torácica e diafragma. Ela é
em torno de 30% da capacidade vital.
O volume de ar corrente significa o volume relacionado a
qualquer respirada individual e é o volume de ar que se movimenta no
ciclo respiratório normal. Ele pode variar de uma para outra
respirada em função da profundidade da ventilação, do biótipo e
do nível de atividade física. O valor de repouso habitual é em
torno de 500 ml. O volume minuto é o volume de ar que se movimenta
nos pulmões durante um minuto de ventilação pulmonar, e é o
produto do volume de ar corrente vezes a frequência respiratória.
O volume de ar corrente pode ser tão grande quanto a capacidade
vital, apesar de raramente alcançar esse limite. Algumas vezes ele
ultrapassa esse valor em função do exercício. Aumentando a
atividade física, o aumento inicial do volume de ar corrente é às
custas de um maior volume inspiratório final. Um aumento do volume de
ar corrente às custas da expiração requer que, além do volume de
relaxamento, haja ativação dos músculos expiratórios. Isso somente
é observado durante exercícios extenuantes.
A capacidade vital e suas divisões podem ser medidas na
espirometria. O cálculo do volume pulmonar residual funcional, em
última análise, o volume de gás pulmonar total, pode ser realizado
por outras técnicas como a pletismografia corporal, técnica de
eliminação de nitrogênio ou diluição por hélio.
Mecânica da Ventilação
A contração da musculatura ventilatória acarreta diferenças de
pressão, gerando o fluxo da mistura gasosa nas vias aéreas e
pulmões durante os movimentos respiratórios. Para aumentar a
pressão negativa transpulmonar, é necessário vencer as
resistências elástica e mecânica das vias aéreas.
A resistência elástica é a força oferecida pela estrutura dos
tecidos pulmonares. Ela gera uma pressão pleural subatmosférica, que
é entre 4 e 5 cm de água menor que a pressão atmosférica.
Quando falamos de complacência pulmonar, nos referimos à
alteração de volume que o pulmão sofre, de caráter voluntário, na
inspiração. Ela é expressa em litros por cm de água e seu valor
normal é de 0,1 a 0,3 l/cm de água. Quanto maior a resistência
elástica, menor é a complacência pulmonar.
A resistência canalicular é a resistência oferecida pelas vias
aéreas ao fluxo de ar. Ela depende da velocidade dos movimentos
ventilatórios e pode ser laminar ou turbilhonar. No fluxo laminar, a
resistência ocorre em função do volume a ser deslocado e da
densidade da mistura gasosa nas vias aéreas. No fluxo turbilhonar ou
turbulento, essa resistência aumenta e é o quadrado do fluxo
volumétrico e da densidade da mistura gasosa respirada.
Movimento dos Gases dos Alvéolos aos Tecidos do Corpo Humano
Nossos tecidos são permeáveis aos gases e a sua solubilização
ocorre por difusão. No alvéolo, o oxigênio é incorporado e o
dióxido de carbono é trocado na fase de gás.
As moléculas dos gases se movem de áreas de alta para baixa
pressão parcial. O gradiente de concentração define a taxa de
movimentação do gás num determinado tecido. Essa taxa depende da
diferença de pressão parcial, da distância entre o alvéolo e o
tecido e da permeabilidade do tecido ao gás. Em condições normais,
mais oxigênio é incorporado do que dióxido de carbono é liberado.
A relação de troca gasosa é em torno de 0,8. Esse valor pode variar
com a dieta e outros fatores que influenciam as inter-relações
metabólicas de oxigênio e dióxido de carbono.
Com exceção do dióxido de carbono, os gases saem da luz alveolar
até o interior da célula. É necessário um período de tempo para
que a quantidade de gás dissolvida fique uniforme. Essa
transferência de gás dos alvéolos pulmonares aos tecidos depende da
circulação sanguínea e do débito cardíaco.
A eficiência da troca gasosa depende de vários fatores como a
espessura da barreira ar-sangue; da resistência tecidual à difusão
de oxigênio e dióxido de carbono; da área alveolar disponível para
trocas e do volume sanguíneo uniformemente distribuído sob a
superfície alveolar.
As pressões parciais dos gases em relação ao corpo, ao nível do
mar, em vários espaços, estão na seguinte tabela:
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Tabela 1: Pressões parciais dos gases em vários espaços do
corpo a uma atmosfera de pressão |
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Gás |
Ar seco
(mmHg) |
Ar úmido
(mmHg) |
Ar alveolar
(mmHg) |
Sangue arterial
(mmHg) |
Sangue venoso
(mmHg) |
Ar expirado
(mmHg) |
|
Oxigênio |
160 |
150 |
102 |
95 |
40 |
40 |
|
Dióxido de carbono |
- |
- |
40 |
40 |
40 |
40 |
|
Nitrogênio |
600 |
563 |
571 |
571 |
571 |
633 |
|
Vapor d’água |
- |
47 |
47 |
- |
- |
47 |
|
Pressão total |
760 |
760 |
760 |
706 |
651 |
760 |
Fonte: Cecil Textbook of Medicine, 20th Edition.
A troca de oxigênio por dióxido de carbono no espaço
alveolar produz um pequeno aumento da pressão parcial de nitrogênio,
o que ocorre porque a taxa de trocas respiratórias é menor que um.
Além disso, a pressão total de gases solúveis no sangue, tanto no
sistema arterial quanto no venoso, é sub-atmosférica, gerando um
gradiente para remover nitrogênio. Por outro lado, o reequilíbrio
contínuo de outros gases no sangue venoso leva à reabsorção de
todo gás livre. Esse mecanismo remove qualquer gás formado ou
colocado em qualquer outro local do corpo.
Devemos salientar que é a pressão do gás dissolvido que limita o
equilíbrio e não a quantidade de moléculas de gás. No entanto, se
um gás é várias vezes mais solúvel num determinado tecido que em
outro, então mais moléculas se solubilizarão num tecido para
produzir a mesma pressão parcial nesse tecido. A dissolução de um
gás pode ser estimada através dos coeficientes de solubilidade do
gás no tecido. Isso dependerá do tipo de tecido e de suas
características de afinidade com o gás em questão.
Uma grande taxa de transferência de gás ocorre quando há uma
grande diferença de pressão parcial entre dois pontos e da
permeabilidade do tecido ao gás em questão.
Troca de Gás Inerte
O aumento da pressão total da mistura gasosa usada para respirar
é acompanhado pelo aumento da pressão do gás inerte dessa mesma
mistura, produzindo transferência de gás aos tecidos
independentemente de serem ou não utilizados no metabolismo. É um
efeito direto da solubilização de um gás em função da pressão
exercida sobre ele.
Pressões Parciais do Oxigênio do Alvéolo à Intimidade Celular
O oxigênio que é usado no nosso metabolismo, deve ganhar a
circulação sanguínea para que possa chegar até a célula.
Primeiramente ele sai da luz alveolar, ultrapassando a barreira
alvéolo-capilar por gradiente de pressão. Através de um gradiente
de pressão, ele segue, podendo ir até o interior da célula. Na
célula, ele será utilizado para produzir energia e, consumido,
gerará dióxido de carbono e água.
Normalmente 97% do oxigênio são transportados pela hemoglobina
que se encontra no interior das hemácias. Os restantes 3% ficam
dissolvidos no plasma sanguíneo. O sangue fica com uma saturação
de 100% de oxigênio a uma pressão parcial de 90 mm Hg de oxigênio.
Em condições de pressão parcial de oxigênio aumentada, a
hemoglobina está saturada e sem capacidade de carrear mais oxigênio.
O oxigênio adicional passa a ser dissolvido no plasma, ou seja, em
condições de pressão parcial aumentada, o sangue carrega oxigênio
adicional dissolvido, mesmo estando toda hemoglobina saturada. Então,
o oxigênio dissolvido dependerá do excesso de pressão e isso
denominamos de oxigenação hiperbárica.
Se subtrairmos da pressão barométrica, que é 760 mm Hg, a
pressão do vapor da água e essa diferença for multiplicada pelo
percentual de oxigênio do ar, que é 21%, teremos a pressão
aproximada de 150 mm Hg no ar respirado. Nas vias aéreas, a mistura
gasosa é aquecida e umidificada. Ao se mover pelos pulmões, o
oxigênio poderá se misturar a um pouco mais de vapor d'água e
dióxido de carbono, acontecendo então que, na luz do alvéolo, ele
estará com uma pressão de 100 mm Hg.
O oxigênio que atravessa a barreira alvéolo-capilar, ganha a
circulação e, no sangue oxigenado, ele passa a apresentar uma
pressão parcial de 97 mm Hg. Através do sistema circulatório ele
chega até os menores capilares e neles estará com uma pressão
parcial de 47 mm Hg. Para chegar à célula, ele deve passar do
capilar para o fluido extravascular e interstício tecidual. Nesse
espaço, a pressão parcial vai de 3 a 5 mm Hg. Dentro da célula, a
pressão parcial de oxigênio é de aproximadamente 2 mm Hg.
No mergulho, a pressão parcial do oxigênio aumenta à medida que
aumenta a profundidade, apesar de o percentual do oxigênio não
aumentar. Nem aumenta a capacidade carreadora da hemoglobina. Um grama
de hemoglobina é capaz de carrear de 1,34 a 1,39 ml ou cc de
oxigênio. Se a hemoglobina em condições normais é de 15 g/dl de
sangue, então 20,1 ml de oxigênio estão fixos à hemoglobina e são
carreados pelas hemácias em 100 ml de sangue. Como 0,3 ml está
dissolvido no plasma, o total de oxigênio em 100 ml de sangue a uma
ATA é de 20,4 ml.
Consumo de Oxigênio
Quando nos preocupamos com o esforço físico realizado durante o
mergulho, na verdade, estamos preocupando-nos com a capacidade do
equipamento de respiração autônoma de manter a oferta de oxigênio
através dos pulmões e do sistema circulatório nas condições de
adaptação às alterações provocadas pelas variações de pressão
externa.
Sabemos que a taxa de consumo de oxigênio é uma medida indireta
do índice de exercício e dos processos metabólicos que envolvem a
liberação de energia química através da fosforilação oxidativa.
A taxa de consumo de oxigênio para a produção de energia é aceita
como o melhor índice de preparo cardiorrespiratório. Ela é expressa
em l/min e o custo metabólico de determinada atividade é expresso em
ml/kg/min. O consumo de 1 litro de oxigênio produz 5 kilocalorias.
O nível médio, de repouso, do valor da taxa de consumo de
oxigênio, considerando um indivíduo de 70 kg em completo
relaxamento, é em torno de 0,3 l/min. O consumo máximo de oxigênio
alcançado durante o exercício, utilizando o maior agrupamento de
músculos, é a chamada capacidade aeróbica. Acredita-se que essa
capacidade é limitada pela capacidade do sistema circulatório em
transportar oxigênio até os músculos. Na profundidade, a
restrição ventilatória é o que vai limitar a taxa de consumo de
oxigênio.
Exercício e Débito de Oxigênio
Quando a demanda de oxigênio é intensa e supera a capacidade
cardiopulmonar de ofertá-lo, o organismo lança mão da chamada
glicólise anaeróbica. Esse tipo de metabolismo é produtor de ácido
lático. Também foi observado que o aumento, no sangue, das
concentrações de lactato é inversamente relacionado à
concentração do oxigênio inspirado. A maior consequência do
acúmulo de ácido lático é a fadiga muscular. Uma oxigenação
tecidual insuficiente do ponto de vista cardiopulmonar provoca uma
acidose, que provoca um aumento da frequência ventilatória.
Produção de Dióxido de Carbono
O dióxido de carbono é um dos produtos finais da respiração
celular. A produção de dióxido de carbono está vinculada ao mesmo
processo metabólico que consome oxigênio.
O ar fresco contém aproximadamente 0,04% de gás carbônico.
Apesar de ser uma quantidade muito pequena, é permitido dizer que um
mergulhador raramente respira ar fresco. Por exemplo, a 10 ATA levaria
a uma pressão inspirada de gás carbônico de 3 mmHg ou 0,4 kpa.
A taxa de produção de dióxido de carbono num indivíduo normal
é semelhante a 0,8 da taxa de consumo de oxigênio. O chamado
quociente respiratório é o resultado da divisão da taxa de
produção de dióxido de carbono pela taxa de consumo de oxigênio.
Esse quociente pode variar em função de fatores dietéticos
envolvidos na produção de energia. Ele varia de 0,7 a 1,0. Será a
mais baixa, no caso de haver disponibilidade de energia a partir das
gorduras. Será a mais alta, se a fonte energética for derivada de
carboidratos. Na dieta protéica e mesmo na mista, pode chegar a 0,8.
Como o quociente respiratório ou taxa respiratória de troca gasosa
pode variar, ele é considerado aparente e não real.
No exercício prolongado, no jejum ou durante o consumo de reservas
de gordura para a produção de energia, a taxa respiratória de troca
gasosa pode cair abaixo de 0,7. Durante uma demanda imediata de
esforço físico intenso, essa taxa pode elevar-se a 1,0 e observamos
um aumento compensatório da ventilação pulmonar.
Distribuição do Volume de Sangue nos Vasos de Capacitância
Um volume de sangue significativo fica represado nos membros
inferiores dos indivíduos que estão em pé ou sentados em terra. A
maior pressão embaixo faz com que os vasos venosos, ou de
capacitância, se expandam, guardando mais sangue nas pernas.
Significativo volume de sangue é armazenado em vasos dependentes de
ação gravitacional e pode ser deslocado em função da pressão
externa e da posição do corpo quando em terra.
ALTERAÇÕES FISIOLÓGICAS RELACIONADAS COM A IMERSÃO NA ÁGUA E A
RESPIRAÇÃO DE GASES SOB PRESSÃO (MERGULHO AUTÔNOMO)
Efeitos da Imersão com a Cabeça para Fora
O entendimento das alterações hemodinâmicas e da dinâmica
ventilatória, quando entramos na água e ficamos com a cabeça para
fora, é uma boa maneira de nos fazer compreender as alterações
fisiológicas relacionadas com o mergulho. Nessa situação ocorre o
maior efeito circulatório, pois o ar é respirado a uma pressão
menor que a da água que está em volta do corpo do mergulhador. Essa
diferença de pressão é suficiente para deslocar sangue adicional ao
tórax.
A redistribuição do volume sanguíneo produz um aumento da
pressão de enchimento das cavidades cardíacas direitas. Com a
redistribuição do volume de sangue circulante da periferia para
dentro do tórax, há um maior volume de enchimento do átrio e
consequentemente maior volume sistólico ventricular. Com uma menor
frequência cardíaca, poderemos observar o mesmo débito cardíaco
ou, se a frequência não se elevar, observaremos um débito
cardíaco maior. O aumento da pressão de enchimento atrial acarreta
uma distensão deste, que, por sua vez, estimula os receptores atriais
para a liberação de hormônio atrial peptídico. O hormônio atrial
peptídico aumenta a secreção de água e sódio pelos rins, o que
leva a um aumento da diurese com diminuição do volume de sangue
circulante. O aumento do débito urinário acaba sendo a resposta
final habitual à imersão, ou seja, a distensão atrial é
interpretada como um aumento do volume circulante e uma resposta
hormonal é desencadeada.
Esse conhecimento é importante para sabermos como proceder quando
retiramos alguém que passou muito tempo na água. Foi observada uma
quantidade significativa de paradas cardiopulmonares por baixo débito
quando se realizava resgate no mar. Isso se devia ao retorno do sangue
à periferia, que ocorria quando o resgatado era içado da água em
pé. Essa redistribuição do volume circulante para os membros
inferiores provocava diminuição da pressão de enchimento atrial e
posterior baixo débito com baixa perfusão de outras áreas
dependentes de fluxo sanguíneo como o cérebro e o próprio
coração.
Alterações no Volume de Sangue Distribuído em Relação ao
Aparelho Circulatório na imersão com a Cabeça para Fora
No mergulho, a pressão externa é totalmente transmitida aos
tecidos e interrompe a tendência de o sangue ser represado nas
extremidades. O efeito da posição é eliminado e qualquer posição
na água é semelhante a estar deitado fora da água. O sangue
armazenado em estruturas dependentes da ação gravitacional é
deslocado.
A imersão em água desloca o sangue da periferia do corpo para o
tórax, os vasos pulmonares, a veia cava e as câmaras cardíacas
direitas. Com a imersão, ocorre uma perda dos efeitos gravitacionais,
que, por sua vez, provoca a redução do volume de sangue nas veias
das extremidades. O volume de sangue circulante se redistribui para os
vasos de capacitância do sistema venoso intratorácico. A pressão
hidrostática adicional que força o sangue das extremidades para o
tórax, produz um aumento no volume sanguíneo intratorácico de
aproximadamente 700 ml num indivíduo de 70 kg. A consequência
direta disso é uma redução do volume pulmonar e a complacência
pulmonar. A redução da complacência pulmonar provoca aumento da
resistência das vias aéreas. Cabe salientar que a exposição ao
frio tem efeito semelhante.
A redução do volume pulmonar altera a relação da ventilação
através das vias aéreas com a perfusão do tecido pulmonar. O
represamento de um volume sanguíneo maior dentro do tórax
indiretamente provoca uma diminuição da área pulmonar alveolar
total. Ocorre um fechamento de pequenas vias aéreas. Para um maior
volume intratorácico há menos superfície pulmonar para trocas
gasosas. Na prática, há uma redução de aproximadamente 300 ml da
capacidade vital pulmonar. Isto é observado na imersão com a cabeça
para fora. Já durante o mergulho autônomo, variações na postura
acarretam variações nos valores da relação ventilação com a
perfusão, o que, por sua vez, acarreta alterações nas velocidades
de troca gasosa e eliminação de gases inertes, bem como o esforço
ventilatório.
Alterações Relacionadas a Variações de Volume do Espaço Morto
Pulmonar no Mergulho com Equipamento Autônomo
No mergulho com equipamento de respiração autônoma observamos
alterações nos espaços mortos, anatômico e fisiológico. Há um
aumento do espaço anatômico pela distensão de bronquíolos e
alvéolos pela ventilação hiperbárica.
Ocorre também o surgimento do espaço morto fisiológico que está
relacionado ao surgimento de áreas alveolares ventiladas que não
são perfundidas. É o que pode ser chamado de espaço morto alveolar.
Esse espaço decorre do colapso da circulação pulmonar provocado
pela diminuição relativa da pressão da artéria pulmonar diante de
uma pressão pulmonar global aumentada. As alterações relacionadas
aos espaços mortos, fisiológico e anatômico, que são de causas
distintas, evidenciam uma heterogeneidade pulmonar em relação a
áreas de perfusão e ventilação que ocorrem no mergulho autônomo e
afetam a dinâmica de troca gasosa.
Troca Gasosa Metabólica
No mergulho com equipamento de respiração autônoma, o mecanismo
de troca gasosa alveolar é o mesmo que na pressão normal. No
entanto, há fatores a serem considerados como a densidade da mistura
e as alterações de perfusão tecidual em relação às regiões
ventiladas dos alvéolos e às alterações da capacidade pulmonar
total provocadas pela imersão.
A difusão do oxigênio acontece do gradiente de concentração do
alvéolo pulmonar ao interior da célula. Enquanto isso, o gradiente
de dióxido de carbono ocorre no sentido inverso. A troca de gás
inerte também é importante e ela depende do tempo de exposição à
determinada profundidade do mergulho e às alterações de pressão
ambiental.
O aumento da pressão ambiental produz um aumento das pressões
parciais alveolares dos gases da mistura gasosa utilizada no mergulho.
Altas pressões alveolares dos gases respirados produzem altas
pressões arteriais desses mesmos gases.
Com a diminuição da pressão no final do mergulho, a
transferência é revertida e, no final do mergulho, pode haver um
excesso de gás além da capacidade de eliminação. Dessa forma, pode
ocorrer que ele aumente de concentração e saia de solução como
bolhas.
Alterações Relacionadas a Variações da Densidade do Gás em
Relação à Ventilação
Na profundidade, o gás utilizado é comprimido, havendo aumento da
densidade da mistura gasosa. Portanto, uma maior massa de gás se move
nas vias aéreas à medida que há um aumento da pressão ambiental. A
densidade do ar a uma ATA é de aproximadamente 1,3 kg/m³, enquanto a
10 ATA é de 13 kg/m³.
O aumento da densidade do gás aumenta a resistência da via
aérea, podendo restringir a ventilação e aumentar o esforço
ventilatório. Uma quantidade maior de gás transita na via aérea,
que, por sua vez, mantém ou mesmo diminui a sua secção de área ou
volume. Além disso, há uma redução da capacidade ventilatória
proporcional à profundidade do mergulhador. Foi observada uma
redução de mais de 50% nos índices ventilatórios em relação à
superfície em profundidades simuladas em câmaras hiperbáricas.
Aumentando a densidade da mistura gasosa ventilada com a
profundidade, também há um turbilhonamento do ar na via aérea. Isso
causa um aumento do esforço ventilatório, podendo acarretar fadiga.
A consequência final é uma diminuição da capacidade respiratória
máxima. O uso de uma mistura gasosa com gases mais leves, de menor
densidade, pode diminuir o esforço ventilatório.
Aumento da Resistência Ventilatória Durante o Mergulho Autônomo
O aumento da pressão ambiente e da pressão pulmonar pelo fluxo de
uma mistura gasosa sob pressão leva a uma redução da complacência
pulmonar. Desse modo, a pressão hidrostática transpulmonar a ser
vencida é maior.
O aumento da resistência ventilatória acarreta maior trabalho
para ventilar, exigindo um grande esforço do mergulhador. Calcula-se
que o limite de profundidade imposta por efeitos ventilatórios é de
1500 metros, utilizando misturas gasosas mais leves que o ar.
Retenção de Dióxido de Carbono
O mergulho está associado a uma tendência à retenção de
dióxido de carbono. Essa retenção está associada ao aumento do
espaço morto anatômico e fisiológico e ao aumento do trabalho
respiratório. Mais dióxido de carbono pode ser retido em função da
diminuição da eficiência da dinâmica de troca gasosa alveolar e da
dificuldade de transporte de dióxido de carbono pela hemácia que
está saturada de oxigênio em função do aumento da pressão parcial
desse gás. Por outro lado, o dióxido de carbono produz
vasoconstrição pulmonar, acentuando o efeito dos mecanismos
anteriormente descritos.
A retenção de dióxido de carbono, cuja intensidade depende do
tipo de equipamento, também decorre da diminuição da renovação da
mistura ventilatória.
Efeitos da Variação de Posição do Corpo do Mergulhador e a
Resposta Ventilatória
Durante o uso do equipamento de respiração autônoma para o
mergulho, pode haver diferença de pressão entre o ponto em que o ar
é inalado e a pressão do tórax.
Na submersão completa com equipamento de respiração autônoma,
observamos um efeito semelhante ao mergulho com tubo de ventilação
(snorkel) quando posicionamos o regulador de forma a este ficar mais
alto que a porção mais central do tórax. Se o mergulhador estiver
em pé, ele inalará o ar liberado com a pressão igual à da altura
da boca. Dessa maneira, o ar usado para ventilar os pulmões está com
uma pressão menor que a dos pulmões, acarretando uma diminuição da
quantidade de ar que pode ser inalado, pois uma parte do esforço
ventilatório para inspirar é usada para sobrepor essa pressão.
Nessa situação, a inspiração fica menos confortável e até mesmo
mais difícil.
Da mesma forma, também podemos dizer que, estando a cabeça em
posição inferior ao tórax, há uma redução do esforço
ventilatório. Nessa posição, a pressão da água ajuda a inflar os
pulmões. Nadando para baixo, o mergulhador pode inalar uma maior
capacidade vital pulmonar. No entanto, ele não pode exalar o volume
residual todo.
Colocando a fonte de ar e o segundo estágio mais fundo que o
tórax, fica a exalação mais difícil, apesar da inspiração ser
assistida. Nessa situação, não é incomum realizar um esforço
ativo no sentido de evitar a hiperinsuflação.
O trabalho ventilatório em determinadas situações pode se tornar
um obstáculo importante a ter uma ventilação alveolar eficiente na
profundidade. Uma ventilação que parece adequada, não é
necessariamente eficiente. Logo o mergulhador poderá ter problemas,
principalmente relacionados à retenção de gás carbônico sem
perceber.
Alterações Relacionadas ao Aquecimento da Mistura Gasosa
Utilizada na Ventilação
Devemos salientar que a mistura gasosa respirada sofre influências
das condições ambientais em relação à temperatura. Perda de calor
ocorre para aquecer o gás respirado. A umidificação do ar seco
usado para mergulhar requer uma quantidade considerável de energia. A
temperatura mais fria acarreta um aumento da densidade da mistura
gasosa utilizada para ventilar o pulmão do mergulhador. Além disso,
exige maior consumo energético para aquecer a mistura na via aérea
do mergulhador.
Usar hélio na mistura gasosa do mergulho é relevante e torna-se
um problema que deve ser considerado em relação ao mergulho com ar.
O hélio tem mais calor específico que o nitrogênio. Como na
profundidade a massa de ar respirada está aumentada, a perda de calor
acaba sendo maior.
Alterações Relacionadas à Pressão Parcial dos Gases na
Ventilação Pulmonar
A pressão parcial dos gases usados na ventilação e respiração
aumenta na proporção direta do aumento da pressão ambiental e
diminui da mesma forma, o que acarreta variações diretas na pressão
parcial dos gases no sangue do mergulhador. A consequência final é
a exposição a doses tóxicas dos gases respirados. Respirando ar a
10 metros de profundidade, somos submetidos aos mesmos efeitos que
respirar oxigênio no nível do mar a 42%.
Uma das consequências do aumento da pressão parcial do gás da
mistura gasosa respirada é que, proporcionalmente, mais gás se
dissolve nos tecidos. Grande quantidade de gás se dissolve nos
tecidos do mergulhador na profundidade.
Alterações Relacionadas à Solubilidade dos Gases
Os gases se solubilizam no nosso corpo e cada gás entra ou sai de
solução em função das alterações de pressão. Ao nível do mar,
aproximadamente 1 litro de nitrogênio está em solução em relação
ao nosso corpo.
Cada gás tem seu coeficiente de solubilidade em relação aos
vários tecidos e a quantidade a se dissolver dependerá das
características teciduais bioquímicas e da perfusão sanguínea ou
vascularização do tecido em questão.
À medida que mergulhamos e a pressão externa aumenta, mais gás
entra em solução no nosso organismo até alcançar um novo estado de
equilíbrio. O tempo necessário para os gases respirados alcançarem
um equilíbrio de solubilização nos vários tecidos dependerá das
propriedades do gás, da quantidade de gás oferecida para cada tecido
e das características dos tecidos.
Havendo redução da pressão total exercida sobre um gás, este
poderá sair de solução. Alguns tecidos específicos do nosso corpo
podem conter mais gás do que são capazes de manter em solução
diferentemente de outros e a mudança de pressão pode formar bolhas
que antes estavam solubilizadas, acarretando a doença descompressiva.
Além disso, é necessário um período de tempo para que um gás
entre ou saia dos tecidos e forme bolhas.
Durante a subida, ele pode ficar fora de solução. Isso pode
ocorrer em função da velocidade de subida e da capacidade do
organismo de liberar o excesso de gás solubilizado. Portanto, a
profundidade e duração do mergulho são limitadas pela necessidade
de eliminar gás inerte acumulado durante o procedimento de subida.
Os pulmões têm uma capacidade limitada de eliminar uma parte dos
gases fora de solução.
Alterações Relacionadas a Variações de Volumes e Pressão de
Gás em Relação ao Corpo Humano
O efeito da pressão sobre o corpo do mergulhador é diferente nas
partes sólidas e líquidas em relação àquelas que contêm
conteúdo aéreo. As porções sólidas e líquidas são consideradas,
na prática, incompressíveis e não mudam de volume. A pressão é
transmitida de uma parte a outra e é contrabalançada pela pressão
da água. Quando o mergulhador desce, a pressão aumentada do ambiente
comprime, através da água, o ar das porções com conteúdo aéreo.
Durante o mergulho em profundidades maiores, a pressão ambiente
vai aumentando com a profundidade de modo que o gás diminui seu
volume, mantendo a sua massa total, ou seja, como consequência da
relação do volume com a pressão de um gás descrita pelas suas leis
físicas, um aumento na pressão está associado a uma diminuição de
volume da mistura gasosa. Os volumes de gás se expandem quando a
pressão diminui e se contraem quando a pressão aumenta. A pressão
de qualquer espaço com conteúdo gasoso no corpo deve aumentar até
igualar a pressão à sua volta. A submersão envolve diferenças de
pressão hidrostática que interagem com as propriedades elásticas do
sistema respiratório.
Na descida, a pressão crescente da água é transmitida, através
dos fluidos do corpo, ao tecido subjacente ao próprio espaço gasoso.
No mergulho livre em apnéia, os pulmões diminuem de volume à medida
que o mergulhador vai ao fundo. Um mergulhador, praticando o mergulho
livre em apnéia, que apresenta um volume intratorácico de 6 litros
de ar no nível do mar, vai ter esse volume comprimido a 2 litros a 20
metros de profundidade, onde a pressão ambiente é de 3 ATA. A 30
metros, a compressão resultará numa mudança para 1,5 litros do
volume intratorácico. A imersão com água até o pescoço provoca
uma redução da capacidade vital pulmonar em 10 %. Essa redução é
decorrente da simples compressão do tórax pela pressão
hidrostática da água.
O gás que se encontra em cavidades como os pulmões, seios da
face, orelhas e intestinos, está sujeito à compressão à medida que
o mergulhador desce na profundidade da coluna de água e à expansão
durante a subida desde o fundo, o que ocorreporque o volume de uma
determinada massa de gás varia inversamente à pressão exercida
sobre ele.
Logo, mais massa de ar na pressão igual à do meio externo é
necessária para expandir o mesmo volume da estrutura com conteúdo
aéreo. Tanto a compressão como a expansão acima da capacidade
elástica da estrutura ou órgão em questão podem provocar dano
tecidual. A pressão da água será contrabalanceada pela pressão da
mistura gasosa que estiver na estrutura, evitando a expansão ou a
contração do órgão exposto a uma maior pressão ambiental.
A pressão aplicada em estruturas que contêm ar, não causa
qualquer problema, se a pressão no espaço com gás é igual à da
água. No mergulho com equipamento de respiração autônoma, a cada
ventilada que o mergulha- dor dá, ele enche as vias aéreas com uma
quantidade de ar suficiente para completar o conteúdo da cavidade.
Portanto, não haverá qualquer dano às estruturas que contêm ar, se
elas forem expostas a centenas de metros de pressão da água, desde
que a pressão seja balanceada pela pressão da água ao redor.
Para um mesmo gasto de energia para um esforço realizado na
superfície, um cilindro de mergulho que contenha ar suficiente para
se ventilar, durante 100 minutos, a uma ATA, durará a 40 metros de
profundidade, ou seja, a 5 ATA, 20 minutos. A mistura gasosa utilizada
para ventilar na profundidade se expandirá num volume menor que em
comparação com a sua liberação na superfície.
DESEMPENHO HUMANO EMBAIXO DA ÁGUA
O desempenho humano embaixo da água tem relação com a adequada
dinâmica ventilatória relacionada às condições de pressão
ambiental, à interação com o equipamento autônomo e à condição
de realizar esforço físico pelo mergulhador.
Se devêssemos escolher um fator único de desempenho embaixo da
água, esse seria a condição física do mergulhador. Dentre os
fatores diretamente relacionados ao mergulho bem sucedido, as
condições físicas e psicológicas do mergulhador são os maiores
determinantes. Atualmente os equipamentos de respiração autônoma
apresentam excelentes desempenhos para funcionamento dentro dos
limites do mergulho recreativo.
Os mergulhadores que apresentam boas condições físicas, são
capazes de realizar tarefas e lidar com os problemas embaixo da água,
pois terão força, resistência, reservas funcionais e capacidade de
manejar o equipamento para enfrentar emergências. A condição
física pode vir de treinamento adequado.
O nível de trabalho do mergulhador recreativo deve ficar dentro de
limites aeróbicos. Ele deve ser treinado para perceber os sinais de
sobrecarga física de modo a reduzir a carga de exercício até que o
ritmo respiratório e o débito cardíaco voltem a um padrão
confortável. Sobrecarga física é um fator contribuinte para a
ocorrência de doença descompressiva.
Antes de iniciar o mergulho, se preconiza a realização de um
aquecimento físico de, pelo menos, três minutos. O exercício
intenso antes de um equilíbrio cardiorrespiratório pode levar à
exaustão. No mergulho, exaustão precoce pode levar ao pânico e
suspender um mergulho. A síncope vaso vagal contribui para acidentes
fatais.
A natação equipada com nadadeiras, a uma ATA, em velocidades de
0,6 nó/minuto, consome 0,8 l/min; a 0,8 nó/minuto, consome 1,4 l/min
e a 1,2 nó/minuto, consome 3 l/min. Esses valores são influenciados
por vários fatores, sendo que o mais importante é proteção
térmica. Foi observado que, para velocidades mais altas de nado, o
custo energético com uma roupa úmida é 40% maior que o com uma
roupa seca.
No mergulho, o valor energético gasto sem atividade pode ser menor
que o observado fora da água. Provavelmente isso ocorre em função
da ausência da ação de efeitos gravitacionais, ou seja, há uma
diminuição de gasto energético em função de não haver
necessidade de manter uma postura embaixo da água, como ocorre em
terra.
Além do desempenho da capacidade cardiopulmonar e da massa
corporal do mergulhador, a taxa de consumo de oxigênio vai depender
do seu preparo físico. É prevista para um mergulhador de porte
médio e bem preparado fisicamente uma taxa de consumo de oxigênio de
3 litros /min. As exigências de preparo físico no mergulho são mais
importantes do que em outras atividades pelas limitações
ventilatórias impostas pelo mergulho em condições de pressão
ambiental aumentada. Reduzir a pressão inspirada de oxigênio abaixo
de 0,21 ATA produz diminuição da resistência física, enquanto
aumentar essa pressão pouco benefício traz, além, é claro, dos
riscos de convulsão. O aumento da pressão ambiental produz
diminuição da taxa de consumo de oxigênio e da resistência física
sem alterar a demanda metabólica do organismo. Isso corresponde à
fadiga observada na realização de esforço embaixo da água.
O aumento da frequência ventilatória por causa do esforço
físico pode representar uma demanda extra para um mergulhador que já
apresenta limitações na troca gasosa pulmonar por respirar uma
mistura gasosa com uma densidade maior e pela redistribuição do
fluxo sanguíneo para dentro do tórax, que acarreta uma diminuição
da capacidade vital pulmonar. Dessa maneira, no mergulho, o esforço
físico deve ser realizado dentro dos limites das suas condições
cardiopulmonares, sendo que, para realizar esforços maiores, deve
haver treinamento. Além disso, durante o mergulho, se preconiza o
esforço intermitente. O esforço intermitente oferece momentos para a
eliminação do excesso de ácidos e dióxido de carbono.
EFEITOS EM LONGO PRAZO DO MERGULHO SOBRE OS PULMÕES
Mergulhadores apresentam volumes pulmonares maiores que os da
população em geral. Mergulhadores que praticam de forma continuada,
apresentam alterações em seus volumes pulmonares. Observamos um
aumento na capacidade vital forçada e um menor volume expiratório
forçado no primeiro segundo, o que leva a uma redução da taxa do
volume expiratório forçado, no primeiro segundo, sobre a capacidade
vital forçada.
Acredita-se que essas observações ocorram primeiramente por haver
um processo de seleção natural que envolve aqueles que naturalmente
desejam mergulhar, apresentando biótipos que favorecem a prática do
mergulho ou as alterações que ocorrem durante o mergulho. Além
disso, pensa-se que o mergulho livre em apnéia e a ventilação
restritiva durante a atividade de mergulho são as causas dessas
alterações. O mergulho acarretaria alterações na periferia dos
pulmões, nas estruturas pulmonares mais distantes na árvore
respiratória.
Tetzlaff observou que mergulhadores têm uma redução no fluxo
expiratório médio em 25% da capacidade vital quando comparados com
controles. Também observou que seus fluxos expiratórios médios em
25 e 50% da capacidade vital eram inversamente proporcionais aos anos
de mergulho. Outras pesquisas evidenciaram alterações na função de
pequenas vias aéreas.
Estudos com mergulhadores comerciais, que apresentam limitações
nos seus delineamentos de pesquisa, sugerem uma diminuição do volume
pulmonar maior que a taxa esperada para a população em geral.
Exposição aguda que ocorre no mergulho saturado profundo, provoca
diminuição da capacidade de difusão gasosa pulmonar, que é
reversível com o tempo. Acredita-se que ocorre um certo grau de
toxicidade pulmonar provocada pelo oxigênio decorrente da
respiração de pressões parciais em torno de 0,5 ATA e também pelo
efeito de bolhas sobre a circulação e a estrutura pulmonar.
RISCOS POTENCIAIS DA ATIVIDADE
O mergulho é uma atividade que apresenta uma carga considerável
de esforço físico em condições ambientais adversas que afetam a
estrutura e função do corpo humano. Durante o mergulho, o
mergulhador se expõe a vários riscos potenciais.
O maior problema é o afogamento. No entanto, o mergulhador também
pode apresentar hipotermia, trauma físico e mesmo o pânico. Há
também o risco de hipóxia e a hiperóxia, as intoxicações gasosas
por misturas inapropriadas ou mesmo contaminadas.
Existe uma série de características da atividade que devem ser
levadas em conta para uma maior compreensão do risco da atividade. O
mergulhador é exigido fisicamente à medida que ele pode vir a
necessitar nadar intensamente. Dessa forma, o mergulho acarreta
intensa sobrecarga cardiopulmonar.
Um dos problemas mais importantes relacionados aos riscos
potenciais da atividade é o pânico. A situação de pânico é
aquela que faz interagirem, num único incidente, todos os fatores
relacionados ao mergulho com equipamento autônomo. Ela é a maior
causa de acidentes fatais e pode se relacionar a todas interações do
mergulho relacionadas à necessidade de adaptação fisiológica entre
mergulhador, equipamento e o ambiente.
O pânico é um estado de perda de controle na qual o mergulhador a
percebe e não consegue elaborar uma maneira de sair dela. É o mais
importante fator que interfere no desempenho embaixo da água. Ele
decorre, na maioria das vezes, da falta de controle da situação.
Condição física menos adequada, falta de confiança, falta de
conhecimento relacionado ao funcionamento do equipamento e falta de
habilidades em lidar com o ambiente ou com o equipamento levam à
falta de controle.
A mudança do ritmo ventilatório com hiperventilação é o sinal
mais precoce. Ventilação rápida, superficial e irregular leva à
ineficiência de trocas gasosas. Uma troca ineficiente gera a
sensação de mais falta de ar e, por sua vez, exacerba a reação de
pânico.
A prevenção do pânico se realiza através do aumento da
experiência em mergulho, da manutenção do preparo físico e do
treinamento relacionado ao objetivo proposto para o mergulho. A
aquisição de conhecimento é importante para a resposta adequada
para a solução de problemas. É praticamente impossível a
realização de um programa de treinamento que forneça soluções
para todas as situações de exposição perigosa no mergulho
autônomo.
Há também a possibilidade, que é menos frequente, de problemas
técnicos ou do equipamento. De forma incomum, também há a
possibilidade de mau funcionamento do regulador do aparelho de
respiração autônoma. Perda de controle de flutuabilidade é uma
causa comum de acidentes de mergulho e pode se relacionar tanto à
falha de equipamento quanto ao mau uso. Perda de controle de
flutuabilidade provoca subida rápida e descontrolada.
Durante o mergulho, o controle de flutuabilidade é muito
importante, sendo que falhas nesse controle podem acarretar
barotraumas. Para se ter controle de flutuabilidade, se requer treino,
uso de equipamento apropriado e muito treino.
Um grande grupo de acidentes de mergulho relaciona-se aos
barotraumas. Esses são traumatismos que acarretam dano e
desorganização de estruturas que contêm espaços cheios de gás.
Normalmente o ar entra em estruturas de paredes rígidas como os seios
da face ou o ouvido médio. No caso de o ar, por qualquer motivo, não
entrar em alguma cavidade, ocorrerá uma incapacidade de compensar
pressões. Havendo diferença de pressão entre um espaço com
conteúdo aéreo e o tecido da estrutura subjacente, poderá haver
dano, se essa diferença de pressão for muito negativa ou muito
positiva. A distorção tecidual poderá ser congestão, edema ou
hemorragia no interior da cavidade aérea. A distorção resultante
são os barotraumas.
Os barotraumas são causados por compressão ou expansão de
espaços cheios de gás na descida ou subida. Comumente barotraumas
estão associados à velocidade de subida ou descida e à capacidade
de compensação das diferenças de pressões entre as estruturas com
conteúdo de gás em relação à pressão ambiente. Se o ar não
tiver condições de escapar da estrutura, o espaço com gás irá se
expandir, podendo romper o tecido ou exercer pressão no tecido
subjacente, danificando-o. Alterações de volume são maiores quanto
mais perto da superfície.
Por exemplo, a compressão pulmonar na descida pode acarretar
exsudação ou mesmo hemorragia alveolar. Expansão na subida de forma
não equalizada dos pulmões pode causar síndrome de hiperdistensão
pulmonar, levando ao pneumotórax, ao pneumomediastino e à embolia
arterial por gás. Logo, o ambiente do mergulho está associado ao
risco de ruptura pulmonar.
A hipotermia é outro risco. No mergulho há necessidade de
proteção térmica. Regiões de maior perda de calor são as
extremidades e a cabeça. Além disso, o gás respirado pode estar
frio, o que acarreta uma maior perda de calor pela ventilação
pulmonar. Falha de proteção térmica é uma importante causa de
acidentes de mergulho.
A doença descompressiva é outra possibilidade de risco de
ocorrência durante o mergulho. Ela ocorre quando gás dissolvido nos
vários tecidos, na profundidade, fica fora de solução. As
manifestações clínicas são variadas e apresentam um espectro que
vai desde a dor articular até formas severas com lesão neurológica
ou cardiorrespiratória.
Bolhas de gás inerte se formarão na circulação e nos próprios
tecidos, levando à doença descompressiva. As bolhas formadas estão
sujeitas às mesmas leis físicas da compressão, sendo que o tamanho
diminui, se a pressão aumenta.
Para finalizar, outro risco inerente à atividade é aquele oriundo
da necessidade de um individuo auxiliar no manejo de qualquer
incidente em- baixo d’água, por qualquer motivo, com outro
mergulhador. Na eventualidade de uma emergência embaixo d’água, o
auxiliar passa a apresentar risco. Treinamento continuado é uma forma
de controle desse risco.
CONCLUSÕES
Um mergulhador, usando equipamento de respiração autônoma,
expande seus pulmões quase que até o volume pulmonar normal.
Entretanto, esse mergulhador necessitará respirar maior quantidade de
mistura gasosa enquanto estiver sob pressão.
A limitação mais importante da função pulmonar embaixo da água
é simplesmente a inadequação do volume de gás se mover para dentro
e para fora dos pulmões.
O equipamento de respiração autônoma acrescenta espaço
anatômico e fisiológico e a mistura gasosa sob pressão impõe
resistência à ventilação. A consequência disso é que o
mergulhador aumenta o esforço necessário para ventilar seus
pulmões. O trabalho ventilatório durante o mergulho acaba aumentando
em função do aumento da densidade do gás respirado, do aumento da
pressão hidrostática e das alterações que ocorrem com a mecânica
ventilatória.
Uma consequência importante para destacar é a ocorrência de uma
maior retenção de dióxido de carbono , aumentando a pressão
arterial desse gás. Dessa forma, a retenção de dióxido de carbono
observada no mergulho autônomo decorre do aumento do espaço
morto gerado com uso de equipamento de respiração autônoma, do
aumento da resistência ventilatória e do aumento da densidade do
gás em função da profundidade. Não só a eliminação do dióxido
de carbono está comprometida, mas também a sua produção
está aumentada em função do maior esforço ventilatório e do
exercício físico realizado no mergulho, que é bem maior que o
mínimo realizado na superfície. Esse conjunto de fatores é que leva
a uma maior retenção de dióxido de carbono.
BIBLIOBRAFIA CONSULTADA
Bove, A.A.. Medical disorders related to diving. J Intensive
Care Med, 2002;17: 75-86.
British Thoracic Society Fitness to Dive Group. British
Thoracic Society guidelines on respiratory aspects of fitness for
diving. Thorax, 2003; 58: 3-13.
Comporese, E.M.and Bosco, G.. Ventilation, Gas exchange and
Exercise Under Pressure. In: Brubakk, A.O. and Neuman, T.S.. Bennett
and Elliot’s Physiology and Medicine of Diving, 5th Edition, London,
Saunders, 2003; 10.5:557-77.
Crapo, J.D.. Respiratory structure and function. In: Bennett,
J.C. and Plum, F.. Cecil Textbook of Medicine, 20th Edition,
Philadelphia, 1996; 50:371-376.
Estrom, G.H. and Bachrach, A.J.. Human Performance Underwater.
In: Bove, A.A.. Bove and Davi’s Diving Medicine, 4th Edition,
Philadelphia, 2004; 17:327-341.
Pennefather, J.. Physics and physiology.In: Edmonds, C., Lowry,
C., Pennefather, J., Walker, R. Diving and Subaquatic Medicine, 4th
Edition, London, Arnold, 2002; 3: 77-114.
Tetzlaff, K. et al. Risk factors for pulmonary barotraumas in
divers. Chest, 1997; 112: 654-659.
Thorse, E.; Skogstad, M. and Reed, J.W.. Subacute effects of
inspiratory tresistive loading and head-out water immersion on
pulmonary function. Undersea & hyperbaric Medicine, 1999; 26(3):
137-141.
Voss, B.. Oxygen and its effect on the diver. In: Mount, T..
Technical Diver Encyclopedia, 2nd Edition, IANTD/IAND Inc.,
2003; 8:109.
Wimshurst, P.. Cardiovascular problems in divers. Heart, 1998,
80(6):537-538.
Renúncia
Nenhuma representação neste texto é feita no sentido de oferecer
um diagnóstico, tratamento ou cura para qualquer condição ou
doença relatada. O caráter do texto é somente informativo e deve
ser usado em conjunto com o aconselhamento específico do médico de
medicina do mergulho. O autor não é responsável por qualquer
consequência concebível relacionada à leitura deste texto.
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