Examinamos a magnitude e a duração da produção da fase gasosa em voluntários humanos do sexo masculino em altitudes de até 10.000 pés (3.000m) em uma câmara de altitude para estabelecer uma relação dose-resposta entre a formação de bolhas e exposições hipobáricas usando ultrassom Doppler.
Este estudo tem os benefícios de identificar o estresse de descompressão potencialmente evitável durante o voo após mergulhar no que é frequentemente considerado pressões de cabine rotineiras. Foram examinados fatores individuais que predispõem à formação de bolhas. Os dados podem ser aplicáveis a vôos após horários de mergulho.
Introdução
Atrasar o voo após o mergulho recreativo é uma questão importante que requer dados mais objetivos. Dados recentes do trabalho preliminar para este estudo realizado pelo co-investigador do trabalho anterior Eckenhoff mostraram bolhas em 50% dos indivíduos do sexo masculino após a descompressão da saturação em um habitat subaquático a apenas 10 pés (fswg).
A extrapolação para a altitude sugere que as reduções de pressão comumente alcançadas em aeronaves comerciais e militares podem ser suficientes para formar uma fase gasosa em humanos. As viagens aéreas expõem rotineiramente os passageiros a transientes de pressão ambiente.
Trabalhos de descompressão durante operações submarinas estabeleceram que essas mudanças de pressão podem produzir pequenas bolhas de gás, em sua maioria inertes, que se espalham pelos tecidos e pelo sangue. Anteriormente, pensava-se que as bolhas não se formariam a menos que uma relação específica de supersaturação entre a pressão do tecido e a pressão ambiente fosse excedida.
No entanto, fases gasosas detectáveis desenvolvem-se em humanos após descompressões surpreendentemente pequenas (1,2). Uma vez que esta pequena descompressão é substancialmente menor do que se pensava anteriormente, necessária para a evolução destas fases gasosas (3,4), é possível que os humanos tenham espaços de gás pré-existentes estáveis (5, 6) que, com pressão reduzida, aumentam de acordo com a Lei de Boyle e bolhas brotam nos tecidos e na corrente sanguínea.
Bolhas de gás inerte são geralmente aceitas como o mecanismo por trás da doença descompressiva (DD), também chamada de disbarismo ou curvaturas. As manifestações da DD variam desde coceira até a morte, embora mais frequentemente a fase gasosa seja assintomática (bolhas silenciosas) ou perceptível apenas como fadiga. A exposição prolongada a bolhas silenciosas pode estar associada a riscos para a saúde em mergulhadores comerciais, como necrose osteobárica. Condições análogas à descompressão submarina são encontradas na exposição à altitude.
Grover et al. (7) consideraram a formação de bolhas um fator no mal-estar agudo da altitude. Um trabalho significativo e contínuo realizado nesta área por Eckenhoff (1,2) sugere que uma fase gasosa pode se formar em reduções de pressão comumente alcançadas em aeronaves comerciais e militares, uma previsão consistente com um relato de caso recente de doença descompressiva ocorrendo após descompressão a 8.000 pés (8), mas nenhum estudo examinou se esta extrapolação é válida.
Examinamos a magnitude, duração e latência da produção da fase gasosa em voluntários humanos do sexo masculino em altitudes (câmara) de 2.000 a 14.000 pés para estabelecer uma relação dose-resposta entre a exposição hipobárica e a formação de bolhas.
Declaração do problema
Nenhum estudo até o momento examinou a formação de fase gasosa em altitudes de voo rotineiras. O objetivo do estudo é identificar a magnitude e a duração da produção da fase gasosa em altitude para estabelecer uma relação dose-resposta entre a formação de bolhas e exposições hipobáricas usando ultrassom Doppler.
Objetivos
- Estabelecer se bolhas nos tecidos se formam em humanos em altitude e coletar informações para desenvolver uma curva dose-resposta.
- Reunir informações para desenvolver uma curva dose-resposta. Esta curva pode ser aplicada a informações sobre vôos após horários de mergulho.
- Identificar fatores individuais que predispõem à formação de bolhas nos tecidos em altitude
- A eliminação ou modificação da produção de bolhas, um risco conhecido para a saúde, utilizando uma abordagem física ou farmacológica é um objectivo de longo alcance desta investigação.
Significado do projeto
A curva dose-resposta esperada ajudará a identificar horários aceitáveis de voo após o mergulho recreativo, bem como tensões de descompressão potencialmente evitáveis durante o voo após o mergulho para todos os mergulhadores. Este estudo foi o primeiro a investigar a formação de fase gasosa com exposição à altitude de voo rotineira.
Descrição do trabalho experimental
A aprovação do sujeito humano foi obtida. Os indivíduos foram recrutados da população em geral, sem restrição de idade ou estatura física. O exame físico realizado por um médico familiarizado com a medicina do mergulho foi necessário antes das exposições. Os indivíduos estavam livres de exposições hiper ou hipobáricas durante três dias antes da exposição.
A descompressão para a altitude de uma atmosfera foi estudada nas câmaras de altitude do Instituto de Medicina Ambiental (IFEM) da Escola de Medicina da Universidade da Penn. Os indivíduos foram divididos aleatoriamente em grupos e expostos a condições hipobáricas de 4.000 a 10.000 pés (incrementos de 1.000 pés). Em cada altitude, o ultrassom Doppler (9,10) foi utilizado para detectar uma fase gasosa móvel em vários locais venosos ao longo de cada corrida de doze horas. As relações dose-resposta foram construídas e contrastadas com resultados de sistemas mais simples (modelo de contra-difusão IFEM in vivo e in vitro) e as diferenças serão usadas como base para estudos futuros.
Dados de muitos seres humanos permitirão correlações entre o resultado do monitoramento Doppler e idade, sexo, altura, peso, gordura corporal, lesões anteriores, etc. Dados preliminares de Eckenhoff (11) em 170 indivíduos mostraram uma correlação significativa entre idade e bolhas, mas não entre peso, gordura corporal ou sexo e bolhas. Fatores individuais que podem predispor à formação de bolhas (idade, sexo, altura, peso, gordura corporal, lesões anteriores, etc.) serão examinados.
O sistema de câmara é certificado quanto à segurança pelo Comando de Engenharia de Instalações Navais sob o NAVMAT P-9290 e está sob certificação contínua desde 1975.
Restrições e Riscos
Os perigos potenciais para o pessoal e os sujeitos de investigação são aqueles normalmente encontrados em trabalhos que envolvem pressões ambientais reduzidas, incluindo doenças descompressivas e problemas de ouvido e outros problemas de equalização do espaço aéreo.
O risco de embolia gasosa por barotrauma pulmonar é bastante reduzido respirando normalmente e continuamente em todos os momentos. Embora a doença descompressiva seja possível, a redução relativamente baixa da pressão torna a probabilidade remota.
Resultados
Encontramos borbulhamento em 75% dos indivíduos do sexo masculino a 10.000 pés, que às vezes é alcançado como uma pressão de cabine equivalente em voos aéreos comerciais, e é rotineiramente alcançado em voos de passageiros não pressurizados e em algumas aeronaves militares.
Descobriu-se que a taxa de subida está relacionada às paradas de descompressão do mergulho. Os dados podem ser aplicáveis a voos após horários de mergulho e podem contribuir para a compreensão de um componente de bolha no mal da altitude.
Mais nada a fazer
A partir deste trabalho preliminar chegamos à conclusão provisória de que a pressão na cabine de uma companhia aérea civil pode ser suficiente para formar uma fase gasosa em humanos, mesmo sem mergulho prévio. Espera-se continuar este estudo com execuções adicionais de 2.000 a 12.000 para estabelecer uma relação dose-resposta entre a exposição à altitude nas pressões da cabine do avião e a formação de bolhas.
Em um estudo anterior que fizemos com 170 indivíduos saindo da saturação debaixo d’água, encontramos uma relação entre idade e bolhas. Isso pode não significar que envelhecer causa mais bolhas, mas que os indivíduos mais velhos tendem a formar mais bolhas do que os indivíduos mais jovens, por razões que ainda não conhecemos. A idade divisória para “mais velhos” era trinta anos.
Não encontramos nenhuma tendência entre peso, gordura corporal ou gênero e bolhas. Isso significa que não encontramos nenhuma diferença entre indivíduos maiores ou menores, mais gordos ou mais magros, ou entre mulheres e homens. Outra questão é por que algumas pessoas têm maior probabilidade de formar bolhas do que outras.
Coisas como idade, sexo, altura, peso, gordura corporal e lesões anteriores são realmente fatores predisponentes ?
É importante conhecer os fatores predisponentes, mas pouco ainda se sabe.
Este trabalho irá adicionar informações importantes ao quebra-cabeça de voar após mergulhar.
Agradecimentos ao Dr. Peter Bennett e à Recreational Diving Research Foundation por financiar este trabalho.
Referências
1. Eckenhoff RG, Olstad CE, Carrod GE. Human dose response relationship for decompression and endogenous bubble formation. J Appl Physiol
69:914-918, 1990.
2. Eckenhoff RG, Osborne SF, Parker JW, Bondi KR. Direct ascent from shallow air saturation exposures. Undersea Biomed Res 13:305-316, 1986.
3. Weathersby PK, Homer LD, Flynn ET Homogeneous nucleation of gas bubbles in vivo. J Appl Physiol 53:940-956, 1982;
4. Yount DE & Kunkle DE. Gas nucleation in the vicinity of solid hydrophobic spheres. J Appl Physiol 46:4484-4486, 1975.
5. Evans A & Walder DN. Significance of gas micronuclei in the aetiology of decompression sickness. Nature 222:251-252, 1969.
6. Tikusis P. Modeling the observations of in vivo bubble formation with hydrophobic crevices. Undersea Biomed Res 13:165-180, 1986.
7. Grover RF. Tucker A & Reeves JT. Hypobaria: an etiologic factor in acute mountain sickness? in: Loeppky JA & M.L. Riedesl (eds.) Oxygen Transport to Human Tissues. New York: Elsevier/North Holland, 1982.
8. Rudge FW. A case of decompression sickness at 2437 meters (8000 feet). Aviat Space Environ Med 1990; 61:1026-7.
9. Kisman KE & Masurel G. Bubble evaluation code for Doppler Ultrasonic decompression data. Undersea Biomed Res 5:A28,1978.
10. Spencer MP. Decompression limits for compressed air determined by ultrasonically detected blood bubbles. J Appl Physiol 40: 229-235,1976.
11. Eckenhoff RG, Olstad CE. Gender effect on venous bubble formation after decompression from prolonged 16 fswg exposures. Undersea Biomed Res
(abstract).
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Ernest S. Campbell
Médico cirurgião com anos de experiência, possuindo diversas especialidades médicas, sendo uma grande referência no mercado internacional do mergulho.
Membro de várias entidades norte americanas como a Undersea & Hyperbaric Medical Society (UHMS), e foi responsável pela área de educação e treinamento da DAN nos Estados Unidos.
