Fisiología del Organismo Humano en el medio Aeronáutico | Medicina Aeronáutica

El cuerpo humano “normal” presentará cambios con respecto a su funcionamiento al ser expuesto a los diferentes niveles de altitud y presión atmosférica, las cuales se pueden clasificar por las siguientes afecciones:

HIPOXIA

Es la disminución del oxígeno disponible para las células del organismo, produciéndose alteraciones en su normal funcionamiento.

Una alteración en la captación del oxígeno ambiental, en el intercambio gaseoso a nivel del alveolo, en el transporte o en su utilización por las células dará como consecuencia un cuadro de hipoxia, los cuales se clasifican de la siguiente manera:


Hipoxia Hipóxica: Aparece como consecuencia de la disminución de oxígeno en el aire respirado (ventilación). El resultado es una sangre arterial pobre en oxígeno, incapaz de suministrar la energía que necesitan los tejidos de nuestro organismo para sus reacciones metabólicas.

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Las principales causas que originan la hipoxia hipóxica son:

La exposición a las bajas presiones atmosféricas, que se encuentran a grandes altitudes (es por ello que la hipoxia hipóxica es tan importante en la aviación), debido a fallos mecánicos o errores humanos en el manejo de los equipos de oxígeno. A nivel del mar, la hemoglobina está saturada de oxígeno aproximadamente en un 97.5 por 100 A 10.000 pies disminuye hasta un 87 por 100 y a 20.000 pies lo está únicamente en un 65 por 100.

Hipoxia anémica Se caracteriza por que la presión de oxígeno es normal, pero la cantidad transportada del mismo, por unidad de volumen de sangre, está disminuida.


El efecto resultante es que el oxígeno llega con normalidad a la sangre arterial, pero encuentra que el “transportador” de oxígeno (Hemoglobina) no es útil para el transporte.

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Las principales causas que originan la hipoxia anémica son:

            Por un lado, las intoxicaciones por humos (monóxido de carbono), el tabaco (la inhalación de CO, reduce la posibilidad del transporte de oxígeno) y ciertas drogas (sulfamidas) Por otro lado, en el caso de ciertas anemias.


Hipoxia por estancamiento (hipoxia isquémica) Aparece cuando, tanto la ventilación como el intercambio y el transporte de oxígeno son normales, pero existe una desaceleración en la circulación sanguínea, o bien, parte de la sangre queda retenida, no llegando la cantidad adecuada a otras zonas.

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Entre las principales causas que determinan la hipoxia por estancamiento se encuentran:

Por una parte, los fallos del corazón, la vasoconstricción arterial (por el frío), las obstrucciones vasculares y el estancamiento venoso.

Por otra parte, las Gz+, al producir una disminución de la presión sanguínea por encima del corazón y un aumento de la presión por debajo del mismo, unido a la intensidad y duración de las aceleraciones, determinan una hipoxia en los órganos situados por encima del corazón, sobre todo a nivel ocular y cerebral.


Hipoxia citotóxica (histotóxica) Los tejidos son incapaces de utilizar el oxígeno que llega con completa normalidad. En consecuencia, la sangre venosa es rica en oxígeno.

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Entre las principales causas que determinan la hipoxia histotóxica se encuentran:

Por un lado, el envenenamiento por cianuro (producto de combustión de los materiales del avión en caso de incendio) debido al bloqueo de la enzima que favorece la utilización del oxígeno por la célula.

Por otro lado, otros factores, como el CO y el alcohol que afectan a las membranas celulares también influyen a la hora de producirse la hipoxia citotóxica.

CAUSAS

Cualquiera de los tipos de hipoxia antes expuestos puede darse en el personal aeronavegante. Sin embargo y, suponiendo que el piloto es una persona sana, las dos causas más frecuentes de hipoxia en vuelo son:

En la Hipoxia hipóxica:

  • Ascensos sin oxígeno suplementario.
  • Fallos en los equipos de oxígeno (presión o concentración).
  • Despresurización de la cabina a grandes alturas.

En la Hipoxia estanca:

  • Mala realización de las maniobras de contractura muscular por parte del piloto.
  • Mala adaptación del traje anti-G.
  • Fallos mecánicos de los sistemas anti-G.

EFECTOS DE LA HIPOXIA

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Los efectos se van a ver influenciados por determinados factores:

a) Dependientes de las características propias del vuelo:

  • Altura.
  • Velocidad de ascenso, importante en el caso de descompresión rápida, pues acorta el tiempo de aparición de los síntomas.
  • Tiempo de permanencia a una altura determinada, que es directamente proporcional a la intensidad del cuadro clínico.

b) Dependientes del sujeto:

  • El ejercicio físico y la temperatura aumentan el consumo de oxígeno por el organismo.
  • El alcohol y otros medicamentos como los antihistamínicos pueden potenciar la pérdida de oxígeno.
  • El tabaco reduce la cantidad de oxígeno disponible para los tejidos, al aumentar la concentración de carboxihemoglobina.
  • Todas aquellas enfermedades, bien cardiorrespiratorias o metabólicas, que modifican las necesidades de oxígeno.

A continuación, vamos a estudiar los síntomas y signos que se producen ante situaciones de hipoxia en relación con la altura alcanzada:

  • Fase indiferente. Discurre desde el nivel del suelo hasta 10.000 pies.

Se denomina fase indiferente porque no aparece ningún síntoma en el ser humano en estado de reposo, excepto:

Disminución de la memoria inmediata, disminución de la visión nocturna a alturas entre 6.000 y 8.000 pies, alargamiento en el tiempo de aprendizaje de materias complejas en sujetos sometidos a 8.000 pies. En general puede decirse que, en alturas por debajo de 10.000 pies, los síntomas son tan mínimos que en aviación se consideran insignificantes.

  • Fase compensatoria. Discurre de 10.000 a 15.000 pies de altitud.

Se denomina de este modo, puesto que el organismo pone en marcha sus mecanismos compensadores, con un aumento de la ventilación pulmonar y del gasto cardíaco tratando de mantener la Homeostasis.

El sujeto en reposo no presenta apenas síntomas, exceptuando una acentuación de los expuestos en la fase anterior; el más importante la disminución de la visión nocturna que llega a ser del cincuenta por ciento y, dolor de cabeza en exposiciones superiores a 20 minutos.

Si el consumo de oxígeno se encuentra aumentado por el ejercicio físico o por las bajas temperaturas, los síntomas que aparecen serán la dificultad respiratoria, la disminución de la memoria y de la capacidad de trabajo y cálculo, todo lo cual pasará inadvertido por el sujeto.

  • Fase de manifestaciones clínicas. Discurre entre 15.000 a 20.000 pies.

En esta fase aparecen síntomas incluso en reposo, sin que los mecanismos compensatorios sean efectivos. Son síntomas causados por la afectación de los procesos mentales y del control neuromuscular, tales como: la pérdida de juicio crítico, sin tener consciencia de ello, enlentecimiento del pensamiento, imposibilidad de realización de cálculos mentales, que junto con la incoordinación muscular para movimientos finos, hace incontrolable el manejo de la aeronave. Aparecerán estados de euforia, ansiedad o agresividad y a los que pueden sumarse mareos, náuseas, vómitos, sensación de cabeza vacía, hormigueos en las extremidades, disminución del campo visual (visión gris y visión túnel), así como espasmos musculares.

  • Fase crítica. Se produce por encima de 20.000 pies de altitud.

En esta fase, se acentúan todos los síntomas de la fase anterior y aparece pérdida de consciencia y convulsiones si se mantiene la hipoxia, incluso puede llegar a causar la muerte si el individuo no recibe oxígeno rápidamente. A grandes alturas, la muerte aparecerá en pocos minutos.

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TIEMPO ÚTIL DE CONCIENCIA (TUC)

Se define como aquel periodo de tiempo en el cual el sujeto, desconectado de toda fuente de oxígeno suplementario, es capaz de tomar decisiones y reaccionar de una manera adecuada a las situaciones que se presenten.

No indica, por tanto, el tiempo que se tarda en perder la consciencia tras la exposición a la hipoxia, sino el tiempo de que se dispone para actuar con efectividad, dependiendo éste de las características particulares del sujeto:

1. El estado de entrenamiento físico.

2. La carga laboral.

3. El tabaquismo.

4. El sobrepeso u obesidad.

5. Las descompresiones rápidas o progresivas a las que se pueda ver sometido el sujeto.

El TUC se reduce a la mitad cuando el sujeto se expone a una descompresión rápida, es decir, aquella que se produce en menos de tres segundos.

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TIEMPO DE RENDIMIENTO EFECTIVO (EPT)

El tiempo de rendimiento efectivo es siempre igual o más corto que el TUC. Depende de las características individuales, de la tarea y del estrés. A una altura de unos 40.000 pies el EPT es de unos cinco-seis segundos.

PREVENCIÓN DE LA HIPOXIA

  • Conocimiento cuidadoso y chequeo de los equipos de oxígeno antes y durante el vuelo, especialmente en vuelos por encima de 10.000 pies.
  • Garantizar el correcto manejo de los equipos de oxígeno a los pasajeros.
  • Si fumas normalmente, no lo hagas en vuelo.
  • Sólo si te encuentras en situaciones de salud del 100 por 100 y si no estás tomando ningún tipo de medicación o drogas es cuando puedes volar.
  • El personal de vuelo debe ser capaz de identificar sus reacciones individuales frente a la hipoxia y conocer los síntomas objetivos que produce ésta (por medio de las cámaras de baja presión).

TRATAMIENTO

El conocimiento de los signos y síntomas de la hipoxia y su pronta identificación es el arma más apropiada para no llegar a situaciones peligrosas de hipoxia. Ante una sospecha de hipoxia, el piloto debe poner su regulador en posición 100 por 100 de oxígeno y en presión.

Se procederá a chequear la totalidad del equipo de suministro de oxígeno y descender por debajo de 10.000 pies de altura, Altitud de Seguridad Mínima (MSA)

Hay que recordar que, al ser la velocidad de ascenso, uno de los factores que influye en el grado de hipoxia, en el caso de producirse una despresurización brusca de la aeronave, sea cual sea su causa, el tiempo que el piloto tendrá para reaccionar, antes de que los síntomas de hipoxia se lo impidan, se reduce a la mitad.

La recuperación de la hipoxia, tras la administración de oxígeno, ocurre en la mayoría de los casos en pocos segundos dejando, como única secuela, un ligero dolor de cabeza o un estado de fatiga.

HIPERVENTILACIÓN

La hiperventilación es el aumento de la ventilación pulmonar cuando se sobrepasan los valores normales de ventilación, ocasionando una reducción de la concentración de CO2 en el organismo.

Hay varias causas, siendo la hipoxia la más común. Sin embargo, la hiperventilación se origina generalmente por la incapacidad que poseen algunos individuos, de desconocer el porqué de las sensaciones extrañas que siente su organismo cuando está a bordo de un avión.

Cualquier persona, al padecer los inicios a una hipoxia, la primera acción que tomará involuntariamente, es acelerar la respiración, sin reparar que con ello puede ocasionar la hiperventilación.

Por esta razón se dice que la hipoxia es la causa común a la hiperventilación, pero existen otros factores que a continuación enunciamos.

  • Ambientales. Hipoxia, aceleración, vibraciones, temperaturas elevadas y respiración.
  • Psicológicas. Ansiedad, miedo, cólera, dolor, emociones.
  • Farmacocinéticas. Silicatos, estrógenos, catecolaminas y analépticos.
  • Patológicas. Hipoglucemia, fiebre, acidosis metabólica, anemia.

Todos estos factores anteriormente expuestos, tienen una característica común: cuando un individuo los sufre, inconscientemente éste acelera la ventilación pulmonar, ocasionando la hiperventilación.

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SÍNTOMAS Y TRATAMIENTO

Los síntomas y signos de la hiperventilación son debidos a la falta de CO2, siendo lo mareos, vértigos y la incoordinación muscular los más importantes.

Cuando persiste la hiperventilación, se producen espasmos musculares, especialmente en extremidades y cara pudiendo llegar a la pérdida de conocimiento.

Los síntomas son semejantes a los de la Hipoxia, aunque la hiperventilación es más frecuente que la Hipoxia, se trata de la última cuando los síntomas aparecen a una altitud superior de 3000 metros.

Cuando se ha descartado la Hipoxia y hayamos diagnosticado la hiperventilación (contando el número de respiraciones por minuto) y los síntomas anteriores, trataremos de calmar al individuo mientras le colocamos una bolsa de plástico o de las que llevamos para el mareo, sobre la nariz y la boca. De esta manera, el pasajero respirará el CO2 que se queda en la boca y podrá estabilizar los niveles rápidamente. Además, suministraremos oxígeno puro.

DISBARISMOS

Según Cunliffe Checura, C (2004) los Disbarismos son todos aquellos fenómenos fisiopatológicos que puede sufrir el organismo humano, producto de los efectos de los cambios que sufren los gases en el cuerpo, al ser sometidos a variaciones de la presión barométrica, con exclusión de los fenómenos relacionados con la Hipoxia de Altura.

Para entender el disbarismo, hay que comprender las leyes de los gases implicados:

  1. Ley de Graham (Ley de difusión Gaseosa): se refiere a la difusión o movimiento de gases desde áreas de mayor presión hacia áreas de menor presión, hasta lograr el equilibrio. Esta ley explica, entre otras cosas, el motivo de la entrada de oxígeno y también del nitrógeno desde el aire ambiente al interior del organismo. Pero, al disminuir la presión atmosférica puede revertirse este movimiento de gases, produciendo efectos perjudiciales sobre el organismo humano.
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  • Ley de Henry: se refiere al fenómeno que ocurre al estar un gas en contacto con una fase líquida, en el cual, dependiendo directamente de la presión a la que se encuentre dicho gas, una cierta cantidad de moléculas del gas se disolverá en el líquido hasta igualar las presiones.

Esta ley, en conjunto con la Ley de Difusión Gaseosa, pueden desencadenar en enfermedad por Descompresión.

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  • Ley de Boyle: se refiere a la expansión o contracción de volumen que sufren los gases, al ser sometidos a variaciones de presión, en una relación inversa. Este fenómeno adquirirá real importancia en aviación, al someter los gases atrapados en cavidades orgánicas, sean rígidas o no, los cuales, al no poder difundir libremente, ejercerán variaciones de presión mecánica sobre las estructuras que los contienen.
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CAMBIOS DE PRESIÓN BAROMÉTRICA QUE PUEDE SUFRIR EL SER HUMANO

En general, salvo excepciones muy particulares, el ser humano que vive en la superficie terrestre no sufre cambios significativos de Presión Barométrica. Distinto es el caso de Pilotos o Buzos, que sí pueden ser sometidos a cambios barométricos importantes.

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 Los Disbarismos se clasifican según mecanismo de producción:

  • Por Efecto Mecánico de la variación de volumen de gases atrapados.
  • Por Enfermedad por Descompresión (no se detallarán porque lo sufren los buzos únicamente).

            A su vez, por efecto mecánico de la variación de volumen de gases atrapados, los cuadros clínicos que se presentan se clasifican en:

  • Expansión de gases intestinales

Corresponde al cuadro clínico más frecuente de este tipo de disbarismos que presentan los Pilotos. Se deben a la distensión que sufren las asas intestinales por la expansión de volumen de los gases atrapados en su interior. Puede abarcar desde una simple distracción de la atención, inducir una hiperventilación e incluso llegar a hacer abortar la misión por dolor.

Por este motivo adquieren importancia los hábitos alimenticios del Piloto. Normalmente se trata de evitar alimentos flatulentos, irritantes específicos y también el evitar la aerofagia (tragar aire), lo que sucede al masticar chicle, fumar o tragar a grandes sorbos.

  • Baratitis Media

Corresponde a la inflamación del tímpano, producido por los cambios de volumen o presión del aire existente en el interior del oído medio, no compensado con la presión externa, debido a obstrucciones totales o parciales de la trompa de eustaquio, lo que crea una diferencia de presión transtimpánica.

Por lo tanto, el tratamiento en vuelo depende del momento en que se produzca la molestia. Si se desencadena durante el ascenso es necesario bostezar o tragar saliva, para facilitar la salida del aire. Si se produce durante el descenso, se puede efectuar la maniobra de Valsalva (soplar con nariz y boca tapadas), lo que fuerza la entrada de aire al oído medio.

  • Barosinusitis

Su fisiopatología es similar a lo que ocurre en la Barotitis media. Recordar que los senos paranasales son cavidades en los huesos de la cara, conectados a la fosa nasal por medio de conductos o meatos, los cuales pueden estar total o parcialmente obstruidos.

  • Barodontalgia

Las obturaciones dentales pueden en ocasiones dejar una burbuja de aire atrapado. Si en el interior del diente, el cual es poroso y tiene raíces nerviosas sensitivas, se expande el aire, éste puede llegar a comprimir el nervio, desencadenando el dolor clásico dental. Caso similar sucede al encontrarse inflamada la encía, la cual puede tener algunas burbujas de aire producidas por las bacterias responsables de la inflamación.

  • Sobredistención Pulmonar

No debe olvidarse que el pulmón también es una cavidad llena de aire, comunicado con el exterior a través de la tráquea, Si se expande el pulmón, el exceso de volumen debe salir para equilibrar las presiones, lo cual sucede normalmente. En ciertas situaciones, como la que sucede en la Descompresión Rápida o en la Descompresión Explosiva, el exceso de volumen del pulmón no logra salir en forma oportuna a través de la traquea, por limitación de flujo, produciendo en ese momento una sobredistensión del pulmón.

Si lo anterior sucediese, esta sobredistensión brusca puede romper los tejidos pulmonares, comunicando directamente la presión ambiente con la cavidad pleural (espacio al vacío entre la caja torácica y el pulmón.

Si bien es cierto que estos cuadros clínicos no son frecuentes en aviación, son muy graves, amenazando directamente la sobrevida del individuo al afectar severamente la función cardio-respiratoria. Por este motivo, estos disbarismos deben tenerse presente en las actividades aéreas, en especial frente a situaciones de descompresión rápida o explosiva.

Finalmente, ante una emergencia provocada por el disbarismo, el procedimiento que se debe seguir es el siguiente:

  • Oxígeno al 100 %
  • Iniciar descenso de inmediato
  • Aterrizar en cuanto sea posible, permaneciendo con oxígeno al 100%
  • Buscar ayuda médica calificada
  • La desaparición de síntomas durante el descenso no implica que la emergencia haya pasado.
  • Tener presente que los síntomas pueden aparecer en cualquier momento durante las primeras 24 horas de exposición.
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