O oxigênio é necessário para sustentar a vida e desempenha um papel mais complexo na segurança do mergulho. Frações maiores podem melhorar a eficiência da descompressão, reduzindo a fração de gás inerte do gás inspirado, e uma alta pressão parcial de oxigênio (PO²) é um elemento básico no tratamento da doença descompressiva.
Assim como o excesso de oxigênio pode ser bom para a saúde, ele também pode ser tóxico e colocar o mergulhador sob risco de morte.
O Oxigênio
A PO² representa o produto da fração de oxigênio (FO2) multiplicada pela pressão ambiente (PO² = FO² * pressão ambiente). O PO² é normalmente é relatada em atmosferas (atm). A PO² da pressão do ar ao nível do mar é de 0.21 atm (0.21 * 1 atm). A PO² fornecida pelos sistemas de circuito aberto aumenta e diminui em função da pressão ambiente.
Por exemplo, a PO² do ar de circuito aberto respirado a 1m de profundidade já é de 0.23 atm (0.21 * 1.1 atm). A PO² do ar de circuito aberto respirado a 20m é de 0.63 atm (0.21 * 3.0 atm).
Toxicidade pelo oxigênio
A toxicidade pulmonar do oxigênio envolve irritação do tecido pulmonar causada por respiração prolongada, geralmente por muitas horas de concentrações substancialmente elevadas de oxigênio. Isso pode se desenvolver com uma PO² tão baixa quanto 0.5 atm, considerando o tempo de exposição suficiente.
Os sinais e sintomas incluem tosse persistente, sensação de aperto no peito ou desconforto durante a inspiração e, dor atrás do esterno. Sintomas leves geralmente desaparecem sem consequências nas horas seguintes após o retorno a respiração do ar. Um dos motivos pelos quais o edema pulmonar de imersão pode não ser percebido, é que a toxicidade pulmonar pelo oxigênio pode gerar sintomas leves.
A toxicidade do oxigênio no sistema nervoso central (SNC) envolve um insulto ao cérebro causado pela exposição a PO² mais alta. Isso pode se desenvolver em períodos relativamente curtos, mas com valores suficientemente altos. Sinais e sintomas incluem espasmos dos músculos faciais, visão em túnel, náusea, parestesia, inconsciência e convulsões. Manifestações sutis podem aparecer primeiro, mas os casos podem evoluir de forma rápida ou imediatamente, com efeitos totalmente incapacitantes. O risco de toxicidade no SNC aumenta com uma PO² superior a 1.3 atm (Arielli et al. 2006). A toxicidade do SNC representa uma ameaça substancial, uma vez que a perda de consciência debaixo d’água é acompanhada por um alto risco de afogamento.
A toxicidade ocular pelo oxigênio é outra possibilidade. A miopia hiperbárica (miopia) pode se desenvolver em ambos os pacientes que recebem terapia com oxigênio hiperbárico e em mergulhadores expostos a altos níveis de PO². Essa condição requer exposição repetitiva por um período bastante curto. Ela é provável após 15 ou mais sessões de oxigênio hiperbárico e pode se desenvolver a uma taxa variável com mergulhadores respirando alta PO². As alterações visuais geralmente se resolvem completamente nas semanas seguintes ao final da exposição.
Uma forma mais preocupante de toxicidade ocular pelo oxigênio, envolve a promoção de cataratas. As cataratas geralmente se desenvolvem como uma nebulosidade progressiva que se forma nas lentes dos olhos, produzindo visão embaçada e prejudicada com pouca luz. A formação de catarata geralmente não é reversível, exigindo, em última análise, a substituição cirúrgica das lentes. O aparecimento ou aceleração da catarata foi relatada em pacientes sob oxigênio hiperbárico. Até o momento, existem poucas evidências, mas há preocupações legítimas de que mergulhos frequentes e de longa duração com alta PO² possam criar um risco para mergulhadores. Esse é um bom motivo para atenção adicional em relação à exposição ao oxigênio.
Utilidade e preocupações com oxigênio
A toxicidade do oxigênio é menos preocupante no mergulho em circuito aberto, pois as PO²’s de pico geralmente são consumidas por períodos relativamente curtos. É uma consideração crítica no mergulho com rebreather em circuito fechado, pois a alta PO² é mantida em um “ponto de ajuste” durante a maioria dos mergulhos.
Um ponto de ajuste de PO² alta é desejável para reduzir o estresse de descompressão em mergulhadores. Quanto mais alto o ponto de ajuste, menos gás inerte será absorvido durante a fase de descida e de fundo, e será eliminado à medida que o mergulhador subir, principalmente na última parte da subida. A PO² de ar respirado em circuito aberto é de 1.3 atm a aproximadamente 52m. Um rebreather de circuito fechado que opera em um ponto de ajuste fixo de 1.3 atm, a PO² forneceria uma pressão parcial de gás inerte progressivamente mais baixa a partir deste ponto através da subida. Com um ponto de ajuste da PO² de 1.6 atm, um mergulhador de rebreather não inspiraria praticamente nenhum gás inerte a uma profundidade de 6m, produzindo um gradiente acentuado para a eliminação de gás inerte.
Minimizar o estresse de descompressão é importante, mas a toxicidade do oxigênio também é uma consideração crítica da alta PO². É tentador subestimar as preocupações com a PO² aguda alta quando a terapia HBO usada para tratar a doença descompressiva pode expor os pacientes a uma PO² de 2.8 atm, mas existem diferenças críticas que reduzem o risco de toxicidade do SNC em uma câmara seca. O tratamento da HBO inclui quebras de ar programadas para reduzir a probabilidade de reação adversa; os pacientes permanecem em repouso e, mais importante, um paciente em convulsão em uma câmara pode ser simplesmente gerenciado removendo a máscara de oxigênio e limpando as vias aéreas, conforme a necessidade.
Mergulhadores na água enfrentam riscos muito maiores com qualquer comprometimento da consciência. A capacidade de autorresgate é perdida e o resgate por outros está longe de ser garantido. Máscaras faciais ou tiras de retenção do bocal reduzem a probabilidade de perda do bocal, mas não tratam do comprometimento das vias aéreas associado ao vômito no bocal ou à perda do controle da flutuabilidade. O limiar para convulsões também pode ser mais baixo na água, impulsionado pelo exercício, aumento do CO² arterial (associado ao exercício ou remoção inadequada de CO²), aumento do trabalho respiratório, estresse geral, estresse frio (ou frio) e uma ampla variedade de medicamentos ou drogas que os mergulhadores possam usar sem estar ciente das possíveis interações.
Limites altos de oxigênio
O limite da PO² de 1.6 atm tem uma longa história em mergulho científico, ocupacional e técnico. Há, no entanto, uma ampla mudança na prática em direção a limites mais conservadores. O ponto de ajuste alto padrão em muitos rebreathers modernos é de 1.3 atm. Não é incomum que pontos de ajuste de PO² mais baixas sejam usadas para parte ou todas as exposições longas. Tanto a Administração Nacional Oceânica e Atmosférica dos EUA (NOAA) quanto o Comitê Z275.2 da Canadian Standards Association reduziram a PO² máxima durante a fase de trabalho dos mergulhos de 1.6 para 1.4 atm em 2015, aproximando-se mais do limite padrão de lazer de 1.4 atm de PO².
Os limites da PO² devem refletir um compromisso entre o benefício da redução do estresse descompressivo e os riscos da toxicidade do oxigênio. Uma razoável relação risco-benefício pode ser alcançada através da moderação da PO² durante a fase profunda de um mergulho, em que a redução absoluta na captação de gás inerte é modesta e a ameaça de vida da consciência comprometida é extremamente alta. Um ponto de ajuste mais baixo em profundidade permitiria mais flexibilidade para aumentar a PO² durante a parte mais rasa da subida, onde o benefício de descompressão da alta PO² é grande e a ameaça à vida de consciência comprometida é um pouco reduzida. A moderação da dose total de oxigênio (em função da concentração e duração) pode oferecer alguma proteção para todas as formas de toxicidade, incluindo efeitos oculares potencialmente graves.
O argumento de que o limite de PO² de 1.6 atm foi bem testado ao longo do tempo não é totalmente válido. A existência de um limite é irrelevante, a menos que seja feito um grande número de exposições ao limite. As exposições realizadas parcial ou totalmente na PO² mais baixa não fornecerão informações sobre a segurança da PO² mais alto. Existe uma combinação suficiente de evidências documentadas e preocupações teóricas para incentivar o uso de limites modestos de PO² para garantir exposições seguras e para evitar riscos a longo prazo.
Abordando lacunas de conhecimento
São necessárias mais pesquisas para entender melhor os perigos e benefícios da alta PO² e a grande variabilidade de risco entre indivíduos e entre exposições. É difícil realizar pesquisas sobre eventos de consequências potencialmente altas, mas a comunidade de mergulho pode ajudar relatando detalhes de todos os casos de toxicidade de oxigênio, independentemente da gravidade ou do resultado. São necessários dados abrangentes para refinar as orientações e desenvolver os recursos dos sistemas de monitoramento.
Conclusões
Alta PO² oferece benefícios e riscos para os mergulhadores. Uma redução no estresse descompressivo deve ser equilibrada contra um risco aumentado de toxicidade de oxigênio. A mudança na prática levou a alguma diminuição nas normas de PO², mas são necessárias mais pesquisas para entender melhor as variáveis que afetam a suscetibilidade à toxicidade do oxigênio e a gravidade dos resultados. Informações adicionais quase certamente exigirão um aprimoramento adicional das diretrizes e práticas.
Referências
Arieli R, Shochat T, Adir Y. Toxicidade do SNC no mergulho em circuito fechado de oxigênio: sintomas relatados em 2527 mergulhos. Aviação, espaço e medicina ambiental. 2006; 77 (5): 526-532.
Pollock NW. Pressão Parcial do Oxigênio – Riscos e Segurança. In: Cote IM, Verde EA, eds. Diving for Science 2019: Anais do 38º Simpósio Científico AAUS. Academia Americana de Ciências Subaquáticas: Mobile, AL; 2019: 33-38.
Nota: Retirado do site da Shearwater sob autorização do próprio autor.
Neal Pollock
Professor associado de cinesiologia na Universidade Laval, em Quebec, no Canadá.
Possui formação acadêmica em zoologia, fisiologia do exercício e fisiologia ambiental. Seus interesses de pesquisa se concentram na saúde e segurança humana em ambientes extremos, chegando a atuar na Divers Alert Network (DAN).
É colaborador da Shearwater Research.
