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Un estudio [[estadounidense]] de [[1970]] concluyó que el buceo deportivo era (por hora de actividad), 96 veces más peligroso que conducir un automóvil.<ref>[http://www.pubmedcentral.nih.gov/pagerender.fcgi?artid=1518314&pageindex=1#page ''Deaths During Skin and Scuba Diving in California in 1970'']</ref> Un estudio Japonés del año 2000 concluyó que cada hora de Buceo recreativo era entre 36 y 62 veces más arriesgada que conducir un automóvil.<ref>[http://archive.rubicon-foundation.org/6770 ''IS RECREATIONAL DIVING SAFE?'', por Ikeda, T y Ashida, H]</ref> Aún así el buceo es considerado una de las actividades más seguras del [[mundo]] por especialistas.
==== El modelo físico del cuerpo humano ====
El cuerpo humano está compuesto de materia en sus tres fases básicas (sólida, líquida y gaseosa). La única estructura rígida la constituye el sistema esquelético, el cual tiene la función mecánica de soportar los demás órganos y tejidos (principalmente los músculos y con la ayuda de estos las vísceras). Los componentes del cuerpo unidos directamente al esqueleto (como la mayoría de los músculos) conservan su posición relativa, los componentes "libres" o poco asociados al esqueleto (como las vísceras abdominales) mantienen su posición por equilibrio de fuerzas. Luego está el sistema respiratorio, consta de sacos y conductos propios representa los órganos y tejidos con fase gaseosa por excelencia. El tejido sanguíneo representa la fase líquida más importante del cuerpo. Finalmente todos los demás tejidos (músculos y visceras) tienen la consistencia propia de la carne: en mayor o menor medida firmes y deformables.
Esto, ligado a la arquitectura anatómica, permiten definir tres "compartimentos" básicos a tener en cuenta:
* Cajas rígidas determinadas por el sistema esquelético: la caja craneana (importante por contener cavidades en fase gaseosa -senos nasales, frontales y parafrontales; y parcialmente los conductos auditivos-) y la caja torácica (que contiene los [[pulmón|pulmones]] y el [[corazón]]).
* Las vísceras abdominales: separadas de la caja torácica por el [[diafragma (anatomía)|diafragma]], pero con tejidos muy elásticos y deformables.
* La masa sanguínea: en fase líquida, irrigando todo el cuerpo a través de vasos, pero con volúmenes considerables en el corazón y en los órganos muy vascularizados (pulmones y [[sistema nervioso]]).
==== Los ''reflejos de inmersión'' en el hombre ====
Además de considerar al cuerpo del buzo como un conglomerado de materiales, cada uno con sus propiedades físicas, es necesario explicar algunos mecanismos fisiológicos reflejos que se desencadenan en inmersión.
El hombre es un ser esencialmente terrestre y por tanto su fisiología esta completamente adaptada a este tipo de vida. Como sus coterraneos animales, la [[fisiología]] humana ha heredado una serie de mecanismos de respuesta fisiológica y sistémica (no voluntaria) a la situación de inmersión. Estas respuestas se denominan "reflejos de inmersión" y consisten en:
* Disminución del ritmo cardiaco: desencadenado por el aumento en la presión arterial.
* [[Hipervolemia]] (aumento del volumen de plasma sanguíneo), que es contrarrestado por un aumento en la diuresis (secreción de orina).
==== Efectos de la presión ====
===== Cambios volumétricos por efecto de la presión =====
A medida que un buzo desciende, el volumen de aire disminuye debido a la presión. Los compartimentos en "caja" deben ser suficientemente elásticos para permitir la compresión del volumen o deben ser compensados activamente por el buzo. Los senos nasales, paranasales y frontales, así como los canales auditivos ([[trompa de Eustaquio|trompas de Eustaquio]]) deben compensarse mediante la [[maniobra de Valsalva]] o con un breve ejercicio de espiración forzada cerrando nariz y boca. La caja torácica (alojando los pulmones) limita en la parte inferior con el diafragma y la masa abdominal; en apnea el volumen perdido por el aire contenido en los pulmones es equilibrado por la dilatación de los vasos sanguíneos en los alveolos y el desplazamiento hacia arriba de la masa abdominal (y el diafragma). El buzo SCUBA, al tener una fuente de aire autónoma y equilibrada a la presión ambiente reemplaza el volumen pulmonar con un mayor aporte de aire a medida que respira en el descenso; pero debe tener especial cuidado durante el ascenso.
Los accidentes ligados a este efecto son barotraumatismos mecánicos. Los principales son las hemorragias en los senos faciales, la rotura de tímpano. Menos frecuentes y más graves, los barotraumatismos pulmonares: por sobrepresión (en buceo autónomo) los pulmones llegan al límite de dilatación y los alveolos se rompen generando un neumotórax (el aire escapa a la cavidad toráxica), un enfisema mediasteno (el aire escapa a la cavidad del corazón y puede llegar siguiendo la pared de la traquea al cuello) o una embolia (cuando el aire escapa por las venas y arterias); y por subpresión (en apnea) los pulmones llegan a su límite de compresión y se continúa el descenso, la presión interna será menor que la [[presión sanguínea]], los vasos alveolares se rompen e inundan los pulmones de sangre, se generará un edema pulmonar agudo.
===== Factores de disolución y difusión =====
En superficie, a nivel del mar (1 bar), las presiones parciales de N<sub>2</sub> y de O<sub>2</sub> serán respectivamente de 0,8 bar y 0,2 bar. Normalmente los tejidos del cuerpo están en saturación para el N<sub>2</sub> (es decir que la tensión del N<sub>2</sub> en los tejidos es de 0,8 bar). Pero no sucede igual con el oxígeno. El O<sub>2</sub> respirado es transportado internamente por la hemoglobina presente en la sangre, aunque una parte importante circula bajo forma disuelta. Además el oxígeno es consumido en el metabolismo celular, que a cambio produce dióxido de carbono (CO<sub>2</sub>) que es transportado por vía venosa (por la [[hemoglobina]] y bajo forma disuelta) hacia los pulmones.
Durante la inmersión aumenta considerablemente la presión parcial de nitrógeno, generando un desequilibrio entre la presión parcial y la tensión tisular. Siguiendo las leyes de disolución y difusión de los gases, los tejidos se encontraran en fase de subsaturación y empezarán a absorber N<sub>2</sub> para equilibrarse nuevamente. Pero esta saturación ocurre en un gradiente y a ritmos diferentes según el tejido. La sangre y los tejidos nerviosos se saturan rápidamente, mientras que los huesos y los tendones son los que más tardan. El proceso inverso se produce en el ascenso, al remontar a la superficie los tejidos de un buzo están es sobresaturación de N<sub>2</sub> y tenderán a liberarlo a tasas equivalentes de desaturación.
Si la presión circundante es muy inferior a la tensión de N<sub>2</sub> de un tejido, el gas disuelto (es decir en forma líquida) no podrá ser evacuado del tejido por difusión. Lo que sucede entonces es que el N<sub>2</sub> volverá nuevamente a su fase gaseosa dentro del tejido. Es decir que se forman burbujas dentro de los tejidos que normalmente no deben presentar fase gaseosa.
En un ascenso es normal que se formen algunas microburbujas de N<sub>2</sub> y de CO<sub>2</sub> que son eliminadas progresivamente por vía pulmonar. Pero si el ascenso se hace demasiado rápido o sin respetar las paradas de descompresión, la cantidad y la talla de micro burbujas puede ser más importante. Estas tenderán entonces a formar macro burbujas y una forma muy especifica de barotraumatismo del buceo autónomo. Este tipo de barotraumatismo se le conoce con el nombre de accidente de descompresión y es prácticamente imposible provocarlo en apnea porque los tiempos de inmersión no son más prolongados que algunos minutos y están intercalados por pausas en superficie.
El accidente de descompresión es, pues, provocado por una situación de sobresaturación tisular por encima de un nivel crítico. La presencia de burbujas en el tejido sanguíneo puede provoca trombos (trombosis), embolias e incluso la necrosis de los tejidos. Los efectos pueden ser inmediatos o progresivos.
==== Efectos bioquímicos ====
===== Equilibrio sanguíneo O<sub>2</sub>/CO<sub>2</sub> =====
Normalmente el O<sub>2</sub>, por ser el gas consumido para el metabolismo celular, presenta tensiones sanguíneas menores a las presiones parciales alveolares, en cambio el CO<sub>2</sub>, como producto de desecho, presenta tensiones sanguíneas mayores que las presiones parciales alveolares. Esto crea un gradiente de presiones en las interfases alveolo-sangre, que permiten el intercambio gaseoso. El cuerpo posee un mecanismo fisiológico que nos alerta cuando se ve sometido o se acerca a una situación de anoxia. Esta alarma fisiológica es la que produce la sensación de asfixia. El aumento de la tensión del CO<sub>2</sub> en el flujo sanguíneo acarrea una ligera acidificación del pH sanguíneo debido a su transformación en ácido carbónico, este cambio es detectado por un par de receptores nerviosos en la arteria carótida y desencadenan el reflejo de asfixia. Luego no son las tensiones de los gases las que son directamente "reguladas" por el organismo, sino el pH del plasma sanguíneo, como indicador indirecto de estas tensiones. Es decir que nuestro mecanismo de alerta del riesgo de hipoxia depende invariablemente del cambio del pH sanguíneo debido al aumento de la tensión del CO<sub>2</sub>.
Cuando se incurre en una hiperventilación (aumento voluntario o involuntario de la frecuencia respiratoria), las presiones parciales alveolares de los gases y de las tensiones sanguíneas tienden a igualarse: aumenta la tensión sanguínea del O<sub>2</sub> y disminuye la de CO<sub>2</sub>. El pH sanguíneo tiende a alcalinizarse y por lo tanto se retarda el reflejo de asfixia. Los buzos en apnea recurren con frecuencia a una corta hiperventilación en superficie, antes de la inmerión. Esto con el fin de oxigenar al máximo los tejidos y el aire contenido en los pulmones, pero también para retrasar la sensación de asfixia y maximizar así el tiempo de confort durante la inmersión. La otra cara de la moneda es el riesgo de provocar un accidente sincopal.
El [[síncope]] es la pérdida de conocimiento o desmayo breve, debido a una insuficiencia de aporte de oxígeno hacia el cerebro (Tensión O<sub>2</sub> < 0,17 bar ). Básicamente es el efecto de la hipoxia. Tras una hiperventilación importante, los síntomas pre-sincopales (sensación de asfixia, vertigos y mareos) no aparecen y el síncope aparece instantáneamente y sin advertencia (y para un buzo que no sea asistido inmediatamente, las consecuencias serán mortales).
===== Toxicidad de los gases =====
* '''[[Hipercapnia]]''': aumento anormal de la tensión de CO<sub>2</sub> en la sangre (Tensión CO<sub>2</sub> > 40mbar), revelando los efectos tóxicos de este gas. Puede sobrevenir en el buceo autónomo, los buzos inexpertos tratan de disminuir su frecuencia respiratoria en un afán de "ahorrar" aire de la botella y en buzos profesionales, debido a un ejercicio intenso durante la inmersión. Los síntomas son un malestar, angustia y ansiedad del buzo, sensación de asfixia y respiración superficial; los cuales si no son controlados por el buzo, amplifican y agravan la hipercapnia llegando al síncope y la muerte por ahogamiento; además el buzo presa del pánico pueden sufrir barotraumatismos o accidentes de descompresión por un ascenso fuera de regla.
* '''Hiperoxia''': a partir de tensiones tisulares superiores a los 0,5 bar, el oxígeno empieza a tomar un carácter tóxico que se consolida completamente cuando su tensión tisular alcanza 1,7 bar. Bajo esas presiones parciales el O<sub>2</sub> se disocia en radicales libres (peróxido de hidrógeno H<sub>2</sub>O<sub>2</sub> y radicales hidróxilo ·OH) que inhiben la función celular a nivel de la membrana. Este efecto sobre la membrana celular afecta especialmente el sistema nervioso (la membrana celular de las neuronas y su delicado equilibrio de electrolitos y sustancias mensajeras son la clave de la transmisión de los impulsos nerviosos). Por lo tanto, aunque todos los tejidos se ven afectados por igual, su efecto neurotóxico es el que reviste mayor gravedad. El sistema nervioso regula y controla la mayoría de las funciones vitales. La intoxicación por oxígeno produce convulsiones, pérdida de conocimiento y puede llevar al consiguiente ahogamiento del buzo. El riesgo de hiperoxia dicta los límites de seguridad del buceo autónomo con aire (-30 m profundidad máxima permitida, -20 m profundidad máxima recomendada). Estas profundidades son los límites teóricos, pero en realidad los efectos tóxicos del oxígeno pueden encontrarse más abajo, pues su consumo por los tejidos disminuyen considerablemente su tensión.
* '''[[Narcosis de nitrógeno]]''': aunque el nitrógeno y otros gases inertes son químicamente estables, bajo concentraciones elevadas (léase presiones parciales y tensiones tisulares) producen efectos reversibles sobre el sistema nervioso. Estos efectos son en general similares a los debidos a la intoxicación por alcohol o a las sustancias narcóticas y es por esto que reciben el nombre de "narcosis". Cuando la tensión tisular del N<sub>2</sub> >= 4bar, los efectos empiezan a manifestarse; pero es muy variable de un individuo a otro. Son los buzos autónomos con aire los expuestos a este tipo de efecto, pudiéndose dar casos muy por encima de los -30 m, dependiendo del estado general del buzo. Los síntomas típicos son la euforia, despreocupación, alteración de la capacidad de raciocinio y de concentración, pérdida de memoria y desorientación. La pérdida de la capacidad de juicio y de orientación, típica de este fenómeno, puede hacer incurrir al buzo en otros accidentes y eventualmente incluso al ahogamiento.
== Véase también ==
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