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Para otros usos de "ICD", consulte ICD (desambiguación) .

En fisiología , la contradifusión isobárica (ICD) es la difusión de diferentes gases dentro y fuera de los tejidos mientras se encuentran bajo una presión ambiental constante , después de un cambio en la composición del gas, y los efectos fisiológicos de este fenómeno. El término contradifusión de gas inerte se utiliza a veces como sinónimo, pero también se puede aplicar a situaciones en las que cambia la presión ambiental. [1] [2] Tiene relevancia en el buceo con mezcla de gases y la anestesiología .

Antecedentes [ editar ]

La contradifusión isobárica fue descrita por primera vez por Graves, Idicula, Lambertsen y Quinn en 1973 en sujetos que respiraron una mezcla de gases (en la que el componente inerte era nitrógeno o neón ) mientras estaban rodeados de otra (a base de helio ). [3] [4]

Relevancia clínica [ editar ]

En medicina, ICD es la difusión de gases en diferentes direcciones que pueden aumentar la presión dentro de los espacios al aire libre del cuerpo y el equipo circundante. [5]

Un ejemplo de esto sería un paciente que respira óxido nitroso en un quirófano (rodeado de aire ). Los manguitos de los tubos endotraqueales deben controlarse ya que el óxido nitroso se difundirá en el espacio lleno de aire y hará que aumente el volumen. En la cirugía laparoscópica , se evita el óxido nitroso ya que el gas se difundirá hacia las cavidades abdominales o pélvicas provocando un aumento de la presión interna. En el caso de una timpanoplastia , el colgajo de piel no se asentará ya que el óxido nitroso se difundirá hacia el oído medio .

Relevancia del buceo [ editar ]

En el buceo subacuático , el ICD es la difusión de un gas inerte en los tejidos corporales mientras otro gas inerte se difunde. Si bien no es estrictamente un fenómeno de descompresión, es una complicación que puede ocurrir durante la descompresión y que puede resultar en la formación o crecimiento de burbujas sin cambios en la presión ambiental. [6] [7] Si el gas que se difunde en un tejido lo hace a una velocidad que excede la velocidad del otro que abandona el tejido, puede elevar la concentración de gas combinado en el tejido a una sobresaturación suficiente para causar la formación o crecimiento de burbujas, sin cambios en la presión ambiental y, en particular, sin descompresión concurrente. Lambertsen ha descrito dos formas de este fenómeno: [1] [8]

ICD superficial [ editar ]

El ICD superficial (también conocido como contradifusión isobárica en estado estable) ocurre cuando el gas inerte respirado por el buceador se difunde más lentamente en el cuerpo que el gas inerte que lo rodea. [1] [8] [9]

Un ejemplo de esto sería respirar aire en un entorno de heliox . El helio del heliox se difunde rápidamente en la piel, mientras que el nitrógeno se difunde más lentamente desde los capilares hacia la piel y fuera del cuerpo. El efecto resultante genera sobresaturación en determinados sitios de los tejidos superficiales y la formación de burbujas de gas inerte. Estas lesiones cutáneas isobáricas (urticaria) no ocurren cuando el gas ambiental es nitrógeno y el gas respirable es helio. [10] [9]

ICD de tejido profundo [ editar ]

El DCI de tejido profundo (también conocido como contradifusión isobárica transitoria) ocurre cuando el buceador respira diferentes gases inertes en secuencia. [1] [8] El gas que se difunde rápidamente se transporta al tejido más rápido que el gas que se difunde más lentamente se transporta fuera del tejido. [7]

Un ejemplo de esto fue mostrado en la literatura por Harvey en 1977 cuando los buzos cambiaron de una mezcla de nitrógeno a una mezcla de helio (la difusividad del helio es 2,65 veces más rápida que el nitrógeno), [7] desarrollaron rápidamente picazón seguida de dolor en las articulaciones. [11] Los buzos de saturación que respiran hydreliox cambiaron a una mezcla de heliox y desarrollaron síntomas de enfermedad por descompresión durante Hydra V. [12] Más recientemente, Doolette y Mitchell han descrito el ICD como la base para la enfermedad de descompresión del oído interno y sugieren que "los interruptores de gas respiratorio deberían ser programado profundo o poco profundo para evitar el período de máxima sobresaturación resultante de la descompresión ".[13] También puede suceder cuando los buzos de saturación que respiran hydreliox cambian a una mezcla de heliox. [14]

Existe otro efecto que puede manifestarse como resultado de la disparidad en la solubilidad entre los diluyentes de gas respirable inerte, que ocurre en los cambios de gas isobárico cerca del techo de descompresión entre un gas de baja solubilidad (típicamente helio, y un gas de mayor solubilidad, típicamente nitrógeno) [ 15] [16]

Un modelo de descompresión del oído interno de Doolette y Mitchell sugiere que un aumento transitorio en la tensión del gas después de un cambio de helio a nitrógeno en el gas respiratorio puede resultar de la diferencia en la transferencia de gas entre compartimentos. Si el transporte de nitrógeno al compartimiento vascular por perfusión excede la remoción de helio por perfusión, mientras que la transferencia de helio al compartimiento vascular por difusión desde la perilinfa y endolinfa excede la contradifusión de nitrógeno, esto puede resultar en un aumento temporal de la tensión total del gas. , ya que la entrada de nitrógeno supera la eliminación de helio, lo que puede provocar la formación y el crecimiento de burbujas. Este modelo sugiere que la difusión de gases del oído medio a través de la ventana redonda es insignificante. El modelo no es necesariamente aplicable a todos los tipos de tejidos. [13]

Prevención de ICD [ editar ]

Lambertsen hizo sugerencias para ayudar a evitar el ICD durante el buceo. [1] [8] Si el buzo está rodeado o saturado de nitrógeno, no debe respirar gases ricos en helio. Lambertson también propuso que los cambios de gas que implican pasar de mezclas ricas en helio a mezclas ricas en nitrógeno serían aceptables, pero los cambios de nitrógeno a helio deberían incluir la recompresión. Sin embargo, el estudio más reciente de Doolette y Mitchell sobre la Enfermedad por descompresión del oído interno (IEDCS) ahora muestra que es posible que el oído interno no esté bien modelado por la enfermedad común (p. Ej., Bühlmann) algoritmos. Doolette y Mitchell proponen que un cambio de una mezcla rica en helio a una rica en nitrógeno, como es común en el buceo técnico cuando se cambia de trimix a nitrox en el ascenso, puede causar una sobresaturación transitoria de gas inerte dentro del oído interno y resultar en IEDCS. [13] Steve Burton propuso una hipótesis similar para explicar la incidencia de IEDCS al cambiar de trimix a nitrox, quien consideró el efecto de la solubilidad mucho mayor del nitrógeno que del helio en la producción de aumentos transitorios en la presión total del gas inerte, lo que podría conducir a DCS en condiciones isobáricas. [17] Recompresióncon oxígeno es eficaz para aliviar los síntomas resultantes de la ICD. Sin embargo, el modelo de Burton para IEDCS no concuerda con el modelo del oído interno de Doolette y Mitchell. Doolette y Mitchell modelan el oído interno utilizando coeficientes de solubilidad cercanos a los del agua. [13] Sugieren que los cambios de gas respirable de mezclas ricas en helio a mezclas ricas en nitrógeno deben programarse cuidadosamente ya sea profundo (con la debida consideración a la narcosis por nitrógeno) o poco profundo para evitar el período de máxima sobresaturación resultante de la descompresión. También se deben hacer cambios durante la respiración de la presión parcial de oxígeno inspirada más grande que pueda tolerarse con seguridad teniendo en cuenta la toxicidad del oxígeno. [13]

Steve Burton propuso una hipótesis similar para explicar la incidencia de IEDCS al cambiar de trimix a nitrox, quien consideró el efecto de la solubilidad mucho mayor del nitrógeno que del helio en la producción de aumentos transitorios en la presión total del gas inerte, lo que podría conducir a DCS bajo condiciones isobáricas. [18]

Burton sostiene que el efecto de cambiar a Nitrox de Trimix con un gran aumento de la fracción de nitrógeno a presión constante tiene el efecto de aumentar la carga de gas general dentro de los tejidos más rápidos, particularmente, ya que la pérdida de helio se compensa con creces por el aumento de nitrógeno. Esto podría provocar la formación inmediata de burbujas y el crecimiento en los tejidos rápidos. Se sugiere una regla simple para evitar el DAI cuando se cambia de gas en un techo de descompresión: [18]

  • Cualquier aumento en la fracción gaseosa del nitrógeno en el gas de descompresión debe limitarse a 1/5 de la disminución en la fracción gaseosa del helio. [18]

Se ha descubierto que esta regla evita con éxito la ICD en cientos de inmersiones profundas con trimix. [18]

Una herramienta de software de planificación de la descompresión llamada Ultimate Planner intenta predecir el DAI mediante el modelado del oído interno como acuoso (enfoque de Mitchell y Doolette) o tejido lipídico (enfoque de Burton). [19]

Ver también [ editar ]

  • Enfermedad por descompresión  : trastorno causado por gases disueltos en los tejidos que forman burbujas durante la reducción de la presión circundante.
  • Descompresión (buceo)  : la reducción de la presión ambiental en los buceadores submarinos después de la exposición hiperbárica y la eliminación de gases disueltos de los tejidos del buceador.
  • Gas respiratorio  : gas utilizado para la respiración humana.

Referencias [ editar ]

  1. ↑ a b c d e Hamilton, Robert W; Thalmann, Edward D (2003). "Práctica de descompresión". En Brubakk, Alf O; Neuman, Tom S (eds.). Fisiología y medicina del buceo de Bennett y Elliott (5ª ed.). Estados Unidos: Saunders. págs. 477–8. ISBN 978-0-7020-2571-6. OCLC  51607923 .
  2. ^ Lambertson, Christian J; Bornmann, Robert C; Kent, MB, eds. (1979). Contradifusión de gas inerte isobárico . XXII Taller de la Sociedad Médica Submarina e Hiperbárica. Número de publicación UHMS 54WS (IC) 1-11-82 . Consultado el 10 de enero de 2010 .
  3. ^ Graves, DJ; Idicula, J; Lambertsen, Christian J; Quinn, JA (febrero de 1973). "Formación de burbujas en sistemas físicos y biológicos: una manifestación de contradifusión en medios compuestos". Ciencia . 179 (4073): 582–584. Código bibliográfico : 1973Sci ... 179..582G . doi : 10.1126 / science.179.4073.582 . PMID 4686464 . 
  4. ^ Graves, DJ; Idicula, J; Lambertsen, Christian J; Quinn, JA (marzo de 1973). "Formación de burbujas como resultado de la sobresaturación de contradifusión: una posible explicación de la 'urticaria' y el vértigo del gas inerte isobárico" . Física en Medicina y Biología . 18 (2): 256–264. Código Bibliográfico : 1973PMB .... 18..256G . CiteSeerX 10.1.1.555.429 . doi : 10.1088 / 0031-9155 / 18/2/009 . PMID 4805115 . Consultado el 10 de enero de 2010 .  
  5. ^ Barash, PG; Cullen, BF; Stoelting, RK (2005). Anestesia clínica (5ª ed. Rev.). Estados Unidos: Lippincott Williams & Wilkins. ISBN 978-0-7817-5745-4.
  6. ^ Hamilton y Thalmann 2003 , págs. 477–478.
  7. ↑ a b c Lambertson, Christian J (1989). Relaciones de enfermedades por contradifusión de gases isobáricos y lesiones por gases de descompresión. En Vann, RD. "La base fisiológica de la descompresión". 38º Taller de la Sociedad Médica Submarina e Hiperbárica Publicación UHMS número 75 (Phys) 6-1-89. http://archive.rubicon-foundation.org/6853 . Consultado el 10 de enero de 2010.
  8. ↑ a b c d Lambertson, Christian J (1989). "Relaciones de enfermedades de lesiones por gases de descompresión y contradifusión de gases isobáricos". En Vann, RD (ed.). La base fisiológica de la descompresión . 38º Taller de la Sociedad Médica Submarina e Hiperbárica. Publicación UHMS número 75 (Phys) 6-1-89 . Consultado el 10 de enero de 2010 .
  9. ^ a b D'Aoust, BG; Blanco, R; Swanson, H; Dunford, RG; Mahoney, J (1982). "Diferencias en la contradifusión isobárica transitoria y en estado estacionario" . Informe a la Oficina de Investigaciones Navales . Consultado el 10 de enero de 2010 .
  10. ^ Hills, Brian A. (1979). Kent, MB (ed.). "Contra transporte de gases inertes: efectos del estado estacionario y gradientes transitorios" . Contradifusión de gas inerte isobárico. 22º taller, Presidentes: Lambertsen, CJ; Bornmann, RC . Filadelfia, Pensilvania: Sociedad Médica Submarina. pag. 151 . Consultado el 18 de marzo de 2016 .
  11. ^ Harvey, CA (1977). "Exposiciones hiperbáricas de saturación superficial a entornos de nitrógeno-oxígeno y conmutaciones isobáricas a oxígeno de helio" . Investigación biomédica submarina, resumen de la reunión anual . Consultado el 10 de enero de 2010 .
  12. ^ Rostain, JC; Lemaire, C; Gardette-Chauffour, MC; Naquet, R. (1987). Bove; Bachrach; Greenbaum (eds.). "Efecto del cambio de una mezcla de hidrógeno-helio-oxígeno a una mezcla de helio y oxígeno durante una inmersión de 450 msw". Fisiología subacuática e hiperbárica IX . Bethesda, MD, EE.UU .: Sociedad Médica Submarina e Hiperbárica.
  13. ^ a b c d e Doolette, David J; Mitchell, Simon J (junio de 2003). "Base biofísica de la enfermedad por descompresión del oído interno". Revista de fisiología aplicada . 94 (6): 2145–50. doi : 10.1152 / japplphysiol.01090.2002 . PMID 12562679 . 
  14. ^ Masurel, G; Gutiérrez, N; Giacomoni, L (1987). "Inmersión y descompresión de hidrógeno" . Resumen de la reunión científica anual de la Undersea and Hyperbaric Medical Society, Inc. celebrada del 26 al 30 de mayo de 1987. The Hyatt Regency Hotel, Baltimore, Maryland . Undersea and Hyperbaric Medical Society, Inc . Consultado el 14 de marzo de 2016 .
  15. ^ Perdiz, Mateo. "Contador de difusión de gas inerte isobárico" (PDF) . Archivado desde el original (PDF) el 15 de marzo de 2016 . Consultado el 14 de marzo de 2016 .
  16. ^ Burton, Steve (2011). "Contradifusión isobárica cómo evitar un golpe de contradifusión isobárica" . ScubaEngineer.com . Consultado el 14 de marzo de 2016 .
  17. ^ Burton, Steve (diciembre de 2004). "Contradifusión isobárica" . ScubaEngineer . Consultado el 10 de enero de 2010 .
  18. ↑ a b c d Burton, Steve (diciembre de 2004). "Contradifusión isobárica". ScubaEngineer. http://www.scubaengineer.com/isobaric_counter_diffusion.htm . Consultado el 10 de enero de 2010.
  19. ^ Salama, Asser (2014). "Planificador definitivo (software deco)" . Tech Diving Mag . Asser Salama . Consultado el 17 de marzo de 2016 .

Recursos externos [ editar ]

Referencias de contradifusión isobárica de Lambertsen / U Penn