Resposta Fisiológica 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 em 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:

 

Tabela 1: Pressões parciais dos gases em vários espaços do corpo a uma atmosfera de pressão
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 nosvasos 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 pPulmonar

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 apneia, os pulmões diminuem de volume à medida que o mergulhador vai ao fundo. Um mergulhador, praticando o mergulho livre em apneia, 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 ocorre porque 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 d´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 apneia 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.

Fontes

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.

Augusto Marques

Augusto Marques Ramos é formado pela UFRGS, Mestre em Medicina pela mesma Universidade e Preceptor do Programa de Residência Médica do Hospital Nossa Senhora da Conceição, atuando também como médico nefrologista do Instituto da Criança com Diabetes.

Mergulhador desde 1984 e membro associado do Dive Alert Network (DAN) desde 1997. Ele também é instrutor de mergulho pela Association of Diving School, International (ADS, International).

Realiza avaliação médica para a prática do mergulho autônomo amador em várias escolas de mergulho desde 1987.

É médico hiperbarista formado pela UFSP e pelo Centro de Instrução e Adestratamento Almirante Átilla Monteiro Aché (CIAMA).

Também é membro da Sociedade Gaúcha de Nefrologia, das Sociedades Brasileiras de Nefrologia e de Medicina Hiperbárica, da South Pacific Underwater Medicine Society (SPUMS) e da European Dialysis and Transplant Association (EDTA).