Investigación para proteger a los buzos del riesgo de intoxicación por oxígeno

Los buceadores de operaciones especiales, como los Navy SEAL, se enfrentan a riesgos que amenazan su vida, tales como combatientes enemigos y entornos hostiles. Pero otro peligro es la toxicidad silenciosa e invisible del oxígeno, el resultado de respirar niveles letales de este gas, consecuencia de la profundidad y de la presión.

La toxicidad del oxígeno proviene del activo más preciado para los buzos: el mismo oxígeno. El aire respirable consiste principalmente en oxígeno, nitrógeno y dióxido de carbono. Mientras que los buzos necesitan oxígeno para respirar bajo el agua, su proporción puede volverse peligrosa a medida que profundizan.

“La evidencia reciente sugiere que, los niveles hormonales críticos para mantener la respiración y la función cardíaca caen bruscamente, cuando alguien está sumergido bajo el agua”, dijo el Dr. William D’Angelo, que administra el Programa de Medicina Submarina de la ONR, en el que trabaja el Dr. Blair Johnson. “La investigación se centrará en la forma en la que la inmersión en agua desencadena la toxicidad del oxígeno “.

Los buceadores de operaciones especiales son especialmente vulnerables, porque pueden encontrar niveles mortales de nitrógeno y gases de dióxido de carbono, que requieren un re-respirador (rebreather) para mitigar la toxicidad.

Los buceadores usan un rebreather de circuito cerrado, que filtra los gases de tal manera que las burbujas no aparecen en la superficie del agua, lo que es útil cuando se trata de evitar la detección por parte de los adversarios. Sin embargo, este sigilo adicional aumenta la cantidad de oxígeno que respiran los buzos lo que, combinado con el estrés de la misión y el esfuerzo físico, puede provocar convulsiones, náuseas, mareos e incluso coma o la muerte, todos síntomas de toxicidad por oxígeno.

La investigación de Johnson se centra en el sistema nervioso simpático del cuerpo humano, que controla la respuesta instintiva de “luchar o huir”, una reacción física a un ataque, amenaza de supervivencia o percepción de un evento pernicioso, para mantener la frecuencia cardíaca, la presión arterial, la respiración y la temperatura adecuada del cuerpo humano.

Johnson y su equipo han construido un tanque de inmersión, donde los científicos pueden estudiar ambientes extremos simulados, como respirar diferentes mezclas de gases bajo el agua.

Durante los experimentos, que comenzaron recientemente, los voluntarios se sientan en el tanque durante cuatro horas, con la cabeza y un brazo sobre el agua. Soportan cambios en la temperatura del agua y respiran aire a través de un rebreather que contiene 100 por ciento de oxígeno. Sus brazos secos están equipados con sensores para medir los signos vitales.

La investigación de Johnson es única, porque su equipo también inserta micro electrodos similares a agujas de acupuntura directamente en los nervios, un proceso llamado micro neurografía. Esto les permite medir los impulsos en tiempo real a los músculos, la piel y los vasos sanguíneos, y registrar las reacciones a los cambios en la temperatura del agua, así como también respirar altos niveles de oxígeno y otras mezclas de gases.

“Se ha demostrado que respirar oxígeno al 100 por ciento en tierra reduce la actividad nerviosa simpática, la frecuencia cardíaca y la presión arterial, ¿qué podría llevar a la toxicidad del oxígeno en el agua”, dijo Johnson. “¿Cómo sucede a eso a alguien inmerso en el agua? ¿Qué impacto tiene el agua fría? ¿Qué impacto tiene respirar diferentes mezclas de gases? Estamos analizando todos estos factores para prevenir o mitigar el riesgo de toxicidad por oxígeno “.

La investigación de Johnson es la primera en medir directamente la actividad de los nervios simpáticos a través de la micro-neurografía con alguien inmerso en el agua y respirando diferentes mezclas de gases. Cada uno de sus 50 voluntarios participará en hasta ocho sesiones de inmersión. Después, Johnson evaluará los datos para proponer posibles medidas preventivas contra la toxicidad del oxígeno.

Fte.: Office of Naval Research