Os principais estresses fisiológicos envolvidos no mergulho incluem a pressão ambiente elevada, a diminuição dos efeitos da força da gravidade, a alteação da respiraçao, a hipotermia e o comprometimento sensorial.
A gravidade do estresse envolvido depederá da profundidade atingida, a duração do mergulho e o fato da respiração ter sido supensa ou ter sido utilizado um aparelho de mergulho.
A mera imersão de um indivíduo até o pescoço na água provoca profundas alterações dos sistemas cardiovascular e pulmonar. Esses efeitos são consequências principalmente de um aumento da pressão exterior sobre o tórax, abdome e os membros.
Mecânica da Respiração
A pressão exterior sobre a parede torácica de um indivíduo imerso na água até o pescoço, em pé ou sentado, é maior que a pressão atmosférica, em média de aproximadamente 20 cmH20. Essa pressão positiva externa sobre o tórax opõe-se à retração elástica extrna normal da parede torácica e diminui a capacidade residual funcinal em aproximadamente 50%, às custas do volume de reserva expiratório, o qual pode diminuir até aproximadamente 70%.
A pressão intrapleural é menos negativa na capacidade residual funcional por causa da diminuição da retração elástica externa da parede torácica. O trabalho que deve ser realizado para que o ar seja levado até os pulmões é enormemente aumentado porque é necessário um trabalho inspiratório extra para superar a pressão positiva extrna sobre o tórax. No entanto, a capacidade vital e a capacidade pulmonar total diminuem discretamente. A imersão até o pescoço na água acarreta um aumento do trabalho respiraório de aproximadamente 60%.
Os efeitos da pressão hidróstática da água externa sobre o tórax impedem que um indivíduo submerso, qe está tentando respirar através de um tubo que se comunica com o ar acima da superfície da água, desça mais do que 90cm. Isso é verdadeiro mesmo quando a resistência das vias aéreas aumentadas oferecida pelo tubo é desprezível e quando o indivíduo envia o aumento do espaço morto efetivo ocluindo a extremidade bucal do tubo e expirando diretamente na água (ou utilizado uma válvula unidirecional). A explicação para isso é que a pressão inspiratória máxima que indivíduos normais podem gerar com seus músculos inspiratórios é de aproximadamente 80 a 100 cmH20. Como 100 cm é igual a 1 metro, a profundidade máxima que um indivíduo pode atingir respirano através deum tubo é de um pouco superior a 90 cm.
Fluxo Sanguíneo Pulmonar
Durante a imersão até o pescoço, a maior pressão externa sobre os membros e o abdome acarreta um menor acúmulo de sangue venoso sistêmico nas regiões corpóreas dependentes da força da gravidade. Quando a temperatura da água é inferior à temperatura corpórea, ocorre uma venoconstricção simpática que também aumenta o retorno venoso, ocorrendo o aumento do volume sanguíneo central em aproximadamente 500 mL. A pressão atrial aumenta em torno de -2 para + 16 mmHg. Como consequência, o débito cardíaco e o volume sistólico aumentam cerca de 30%.
Um efeito da imersão até o pescoço é a "diurese da imersão". Em alguns minutos de imersão, o fluxo urinário aumenta de 4 a 5 vezes.
Mergulho com suspensão da respiração:
Durante um mergulho com suspensão da respiração, a pressão total dos gases nos pulmões é aproximadamente igual à pressão ambiente. Consequentemente, o volume no interior do tórax deve diminuir proporcionalmente e as pressões parciais dos gases aumentam.
O Reflexo do Mergulho
Muitos indivíduos apresentam uma bradicardia (diminuição da frequncia cardíaca) intensa e aumento da resistência vascular sistêmica cm a imersão da face (especialmente em água fria). Esse "reflexo do mergulho" é iniciado por sensores ainda não conhecidos da face ou do nariz. Uma resposta similar é observada quando mamíferos aquáticos (ex. Baleias) mergulham. O reflexo diminui a carga de trabalho do coração e limita severamente a perfusão de todos os leito vasculares, excetuando-se os auto-reguladores mais fortes, isto é, o coração e o cérebro. Os efeitos cardiovasculares do reflexo do mergulho são similares aos produzidos pela estimulação dos quimiorreceptores arteriais quando não pode ocorrer aumento da ventilação.
O Uso do Aparelho de Respiração Subaquática:
Os aparelhos de respiração subaquática, ou scuba, consistem principalmente de um cilindro cheio de gás comprimido que pode ser liberado por um regulador de demanda ao mergulhador quando a pressão bucal do mesmo diminui (durante a inspiração) para um pouco menos que a pressão ambiente. O gás expirado é simplesmente liberado na água sob a forma de bolhas. Por esta razão, durante um mergulho com um scuba, a pressão do gás no interior dos pulmões permanece próxima da pressão ambiente em qualquer profundidade. Portanto, os estresses fisiológicos sobre o sistema respiratório durante o mergulho com scuba são principalmente decorrentes de densidades e pressões parciais do gás elevadas.
Mecânica da Respiração
Durante um mergulho com scuba, o trabalho inspiratório da respiração não é um grande problema em profundidade moderadas por que o gás é liberado na pressão ambiente. Entretanto, em profundidades muito grandes, o aumento da densidade do gás torna-se um problema porque ele eleva a resistência das vias aéreas durante o fluxo turbulento. Essa é uma das razões da substituição do nitrogênio pelo hélio para mergulhos profundos. O hélio possui uma densidade que equivale a um sétimo da densidade do nitrogênio.
Controle da Respiração
A sensibiliade do sistema respiratório ao dióxido de carbono diminui em grandes profundidades em razão do aumento da densidade do gás e da PO2 arterial alta e porque os mergulhadores aprendem a suprimir o estímulo do dióxido de carbono para conservar o gás comprimido.
Riscos da Profundidade:
- Barotrauma - Ocorre quando a pressão ambiente aumenta ou diminui mas a pressão em uma área fechada não ventilada do corpo que não consegue se equilibrar com a pressão ambiente não o faz. O Barotrauma da descida é chamado de "compressão" e pode afetar o ouvido médio, quando a tuba auditiva está obstruída ou edemaciada, de modo que o indivíduo não consegue equilibrar a pressão no ouvido médio; os seios; os pulmões, acarretando congestão, edema o hemorragia pulmonar; e mesmo em cáries dentárias. O Barotrauma de subida pode ocorrer quando gases são aprisionados em áreas do corpo e começam a expandir-se à medida que o mergulhador ascende. Quando o mergulhador não expira durante a subida, o gás pulmonar em expansão pode distender excessivamente os pulmões e rompê-los, resultando em hemorragia, pneumotórax ou embolia gasosa.
- Doença da Descompressão - Ocorre quando bolhas gasosas formam-se no sangue e nos tecidos corpóreos em virtude da pressão ambiente que diminui. O "termo doença da descompressão" engloba dois problemas diferentes, ambos envolvendo bolhas gasosas. A Embolia gasosa arterial é a presença de bolhas gasosas no sangue arterial. O segundo problema ocorrem quando há acúmulo de bolhas nos tecidos corpóreos.
- Narcose do Nitrogênio - Pressões parciais de nitrogênio muito altas afetam diretamente o sistema nervoso central, provocando euforia, perda de memória, perda de coordenação motora e comportamento irracional. Esse "êxtase da profundidade" ocorre em profundidades de 30,5 metros ou mais e, em maiores profundidades, pode causar dormência das extremidades, desorientação, comprometimento motor e, finalmente, perda da consciência. O mecanismo da narcose do nitrogênio é dsconhecido.
- Toxicidade do Oxigênio - A inalação de oxigênio a 100% a 760 mmHg ou de concentrações menores de oxigênio em pressões ambientes mais altas pode causar lesão do sistema nervoso central, do sistema visual e dos alvéolos, embora manifestações pulmonares sejam raras entre os mergulhadores. O mecanismo da toxicidade do oxigênio é cotroverso mas, provavelmente,envolve a produção de ânions de superóxidos ou de outros radicais livres.
- Síndrome Nervosa da Alta Pressão - A exposição a pressões ambientes muito altas, como as encontradas em grandes profundidades (superiores a 76,2 m), está associada a tremores, diminuição da capacidade mental, náuseas, vômito, tontura e diminuição da destreza manual. Essa sindrome nervosa da alta pressão ocorre quando o nitrogênio é substituído peli hélio para diminuir a densidade do gás, para prevenir a narcose do nitrogênio e para ajudar a evitar a doença da descompressão. Pequenas quantidades de nitrogênio adicionadas à mistura gasosa inspirada ajudm a combater o problema.
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