MODIFICARI RESPIRATORII SI CARDIOVASCULARE IMPUSE DE EFORTUL FIZIC IN CONDITII DE HIPERBARISM

MODIFICARI ALE FUNCTIEI RESPIRATORII IMPUSE DE EFORTUL FIZIC IN HIPERBARISM

Prestarea de efort in conditii de presiuni inalte alaturi de hiperpresiunea insasi duc la o serie de modificari adaptative ale organismului scufundatorului, dintre care cele respiratorii ies in evidenta.

Amploarea acestor modificari depinde de

Adancimea de scufundare;

Compozitia si densitatea amestecului gazos respirat;

Ritmul scufundarii;

Durata stationarii la adancime si ritmul decompresiei.

Pentru a putea stabili modificarile respiratorii impuse de efortul fizic in conditii de hiperbarism trebuie avut in vedere modificarile pe care efortul le induce asupra functiei respiratorii in conditii normale, in care se desfasoara si antrenamentul specific la inot al scafandrilor, de presiune atmosferica:

A) modificari imediate sau acute - care survin in timpul si imediat dupa efectuarea efortului si se intalnesc la toti subiectii, indiferent ca sunt sau nu antrenati. Aceste modificari sunt reprezentate de:

F.R., anume ea creste;

Amplitudinea respiratiilor creste si ea fata de repaus si are drept consecinta cresterea volumului curent (V.C.);

Implicarea mai activa a musculaturii respiratorii in actul inspiratiei, in efort expirul devine activ prin actiunea muschilor abdominali;

Debitul respirator, se mareste ca urmare a cresterii frecventei respiratorii si cresterii amplitudinii respiratiilor.

Scopul acestor modificari il reprezinta cresterea debitului respirator pe minut:

DEBIT RESPIRATOR = F.R. x V.C.

In efort,subiectii antrenati vor adopta o strategie economica: aceea de a obtine o crestere semnificativa a debitului ventilator. Astfel, antrenamentul va creste V.C. pana acesta ajunge sa aiba valoarea de 60 -65 % din capacitatea vitala (dupa R. RAINE 1990, citat de Gh. Dumitru 1998). In acest timp, cat creste V.C., F.R. nu va creste decat foarte putin, lent.Dupa ce V.C. si-a atins plafonul, F.R. creste intr-un ritm mai accelerat.

Subiectii neantrenati "vor alege" strategia inversa, mult mai ineficienta, crescand la inceput si mult, F.R., deoarece ei nu sunt in stare sa-si creasca intr-o masura mai mica V.C.

Din punct de vedere clinic, modificarile F.R. vor depinde de tipul efortului si de durata lor:

a) Dupa criteriul efortului putem avea:

Eforturi in apnee, cu respiratia blocata in inspir

profund, situatie existenta in alergari pe distante scurte, in sarituri, aruncari, haltere, in inotul sportiv;

Eforturi fara apnee in care modificarile respiratorii din

aceste eforturi sunt dependente de intensitatea lor, cu cat intensitatea este mai mare cu atat modificarile respiratorii sunt mai ample.

b) Dupa criteriul duratei pot exista:

Eforturi maxime, de scurta durata, in care F.R. poate

atinge 40 - 50 respiratii / minut;

Eforturi intense si de lunga durata, ce conduc la o F.R.

de 30 - 40 respiratii / minut.

Eforturi moderate, prelungite ( din punct de vedere

cardiovascular, se desfasoara in steady - state); in care F.R. se situeaza la 25 - 30 respiratii / minut.

In cazul eforturilor la stare - stabila, dupa o perioada initiala de adaptare cand parametrii respiratiei se modifica continuu se ajunge la o stabilizare a lor, o faza de echilibru intre nevoia de oxigen si oferta de oxigen. In aceasta stare se ajunge dupa un interval de timp necesar sistemului transportor de oxigen sa se adapteze la necesitati, pana la terminarea efortului.

B) modificari tardive sau de antrenament, care se manifesta atat in repaus cat si in efort si se instaleaza numai la cei care vreme indelungata presteaza efort fizic,sub forma de antrenament. Aceste modificari reprezinta amprente pe care antrenamentul le lasa asupra functiei respiratorii a organismului.

In urma unui antrenament sistematic apar o serie de modificari ale unor parametri ventilatori, atat in repaus cat si in efortul de diferite intensitati.

Cele mai evidente modificari se constata asupra:

F.R. = F.R de repaus este mai scazuta la antrenati acestia caracterizandu-se prin bradipnee: 10 - 12 respiratii / minut. Acest lucru este explicat prin

dezvoltarea musculaturii inspiratorii si prin marirea elasticitatii toraco - pulmonare, ambele avand drept consecinta marirea amplitudinii respiratiilor;

Amplitudinea mai mare a miscarilor respiratorii este

a doua caracteristica, aceasta conducand la marirea V.C. de la cca. 500 cm cubi de aer / respiratie, in cazul neantrenatilor, la 700 - 800 cm cubi de aer / respiratie la cei antrenati;

Capacitatea vitala creste si ea prin antrenament

ajungand la valori de peste 7000 cm cubi de aer;

Proportia V.C. din capacitatea vitala este mai mare la

antrenat ajungand la 60 - 65 %, insasi capacitatea vitala fiind crescuta, acesti 60 - 65 % reprezinta o cantitate de aer mult mai mare decat ar reprezenta acelasi procent dintr-o capacitate vitala normala;

Debitul ventilator de efort creste;

Spatiul mort fiziologic reprezentat de doua tipuri de

spatiu: anatomic (SMA) si fiziologic (SMF). Acesta din urma (SMF) se reduce prin deschiderea capilarelor care nu erau deschise in repaus. La antrenati, inima isi poate creste debitul in mod corespunzator, deschiderea capilarelor fiind posibila intr-o masura mult mai mare decat la neantrenati. SMF se reduce foarte mult prin antrenament, practic pana la disparitie.

Coeficientul de improspatare este mai bun la antrenati,

acestia avand V.C., atat in repaus cat si in efort, semnificativ mai mare decat la neantrenati.

In efortul in conditii de hiperbarism, pentru ca respiratia, in fapt inspiratia, sa aiba loc, este necesar ca forta dezvoltata de muschii inspiratori sa depaseasca suma a doua rezistente ce i se opun:

Rezistenta elastica a tesuturilor toraco - pulmonare;

Rezistenta dinamica a cailor respiratorii (RDCR).

In conditii de presiune inalta RDCR creste drept urmare a cresterii

densitatii amestecului gazos utilizat, aceasta densitate putand deveni un factor limitator al ventilatiei pulmonare.

Rezistenta dinamica a cailor respiratorii (RDCR) si solicitarea muschilor respiratori va deveni mai mare, in special a musculaturii respiratorii care, pasiva in conditii normobarice, devine activa in hiperbarism, muschiul diafragm fiind cel mai solicitat cu precadere.

O particularitate a scufundatorilor o reprezinta faptul ca toleranta acestora la CO₂ este semnificativ mai mare, ceea ce face ca in sangele

acestora presiunea acestui gaz sa fie mai mare decat cea intalnita in mod obisnuit.

In privinta fenomenelor ventilatorii propriu-zise, efortul fizic si expunerea la hiperbarism duc la:

Cresterea ventilatiei externe (VE) de repaus ;

Cresterea spatiului mort fiziologic (SMF);

Cresterea volumului curent (VC) ;

Reducerea ventilatiei alveolare (VA).

Reducerea ventilatiei alveolare si a cresterii SMF le putem explica

prin perturbarea raportului dintre ventilatie si perfuzie. Pe masura revenirii spre suprafata si a descresterii presiunii hidrostatice (decompresia) , respiratia revine si ea la paremetri caracteristici conditiilor de normobarism.

Efortul fizic declanseaza o nevoie acuta de oxigen si prin aceasta o marire a functiei respiratorii. Hiperventilatia de efort in hiperbarism face ca modificarile respiratorii sa devina mai ample.

ASTFEL :

Pentru acelasi efort dat, F.R. va creste in hiperbarism,

dar nu deosebit de mult;

VC creste semnificativ, scafandru incercand sa profite

la maximum de elasticitatea pulmonara;

VE creste usor fata de valorile inregistrate la

presiunea atmosferica in eforturile mici si moderate, in timp ce eforturile submaximale si maximale se insotesc de o restrictionare a ventilatiei, la toate adancimile si indiferent de amestecul gazos respirat. Adancimea are importanta asupra VE de efort deoarece densitatea oricarui amestec gazos creste cu adancimea, rezistenta dinamica a cailor re  spiratorii (RDCR) depinzand direct de densitatea gazului, evidentiind corelatia adancime - VE de efort.

La acelasi efort prestat la aceasi adancime, subiectii neantrenati vor prezenta o reducere mai mare a VE veea ce inseamna contractarea unei datorii de oxigen si, practic, mentinerea efortului respectiv o perioada mai scurta de timp sau sistarea lui.

VA de efort sufera la presiuni inalte modificari ce

depind in primul rand de intensitatea efortului; in eforturi usoare VA nu se deosebeste de cea de la suprafata, dar in eforturile mari ea se reduce semnificativ.

Toate aceste modificari pe care efortul fizic asociat hiperbarismului le induce asupra functiei respiratorii, in special a ventilatiei, conduc la o serie de fenomene dintre care cel mai important este retentia de dioxid de carbon.

Aceasta retentie de dioxid de carbon, devenita regula pentru eforturile cu intensitate mare, face posibila existenta unor valori duble ale CO₂ sanguin in sangele unor scufundatori "care retin CO₂" (carbon dioxide retainers).

In viziunea unor specialisti in medicina hiperbara acestia ar fi cei mai eficienti scafandri, iar dupa altii ei ar reprezenta un risc mare in scufundare.

La acesti scufundatori pauza postinsiratorie tine cca. 20 % din durata ciclului respirator.

MODIFICARI CARDIOVASCULARE IN HIPERBARISM

In conditiile cresterii presiunii ambiante, implicit a adancimii, FC de repaus se reduce. La adancimi de 60 -70 metri, gazul utilizat fiind aerul, efectul bradicardic reprezinta regula indiferent de tipul aparatului de scufundare utilizat. FC se micsoreaza odata cu scufundarea, inregistreaza valori usor ridicate pe timpul scufundarii si creste semnificativ pe parcursul decompresiei. Dupa terminarea scufundarii, se inregistreaza valori mai mari decat cele inregistrate inaintea scufundarii.

Factorii ce constituie cauza bradicardiei hiperbare sunt:

Cresterea presiunii partiale a oxigenului (Pp O₂) in amestecul gazos utilizat pentru respiratie;

Cresterea presiunii gazului inert (de obicei heliu);

Cresterea densitatii amestecului gazos respirat;

Impactul mediului rece - are ca rezultat descresterea

temperaturii pielii si vasoconstructie periferica, reflexe ce declanseaza o serie de reflexe bradicardizante.

In imersie, prin inot, volumul bataie de efort deserveste semnificativ fata de un efort de alergare identic executat in conditii normobarice( la nivelul marii). Aceasta reducere s-ar explica prin reducerea contractilitatii miocardului.

In privinta debitului cardiac informatiile minime pe care le detinem, acelea ca debitul cardiac pentru un efort fizic dat este identic celui de la suprafata indiferent de amestecul gazos utilizat pentru respiratie.

EXPUNEREA LA FRIG A SCAFANDRULUI SI ROLUL ECHIPAMENTULUI DE SCUFUNDARE

Este cunoscut faptul ca apa rece produce o senzatie neplacuta la contactul cu ea. Un om aflat in apa foarte rece se va afla in pericol deoarece pierderile de caldura puternice ii vor putea provoca pierderea cunostintei si chiar decesul.

Pe uscat,corpul omenesc, prin sistemele de reglaj de care dispune, isi poate pastra destul de bine temperatura superficiala, de aproximativ 36,9^oC. Aceasta temperatura nu poate varia cu mai mult de cateva grade fara sa existe probleme serioase de sanatate.

Corpul omenesc are pierderi de caldura catre exterior, transferul realizandu-se in cea mai mare parte prin piele (prin conductie, convectie si evaporare) si intr-o mai mica masura prin plamani.

Organismul raspunde acestui transfer de caldura prin:

Diminuarea pierderilor de caldura printr-o vasoconstrictie a vaselor cutanate;

Marirea productiei de caldura prin corp;

Cresterea combustiilor sale interne;

Reactii reflexe de tip " frison".

Prin urmare, corpul omenesc functioneaza ca o adevarata masina de

produs caldura; isi genereaza in mod constant caldura necesara acoperirii pierderilor de caldura catre mediul exterior, reglandu-si astfel temperatura proprie.

In apa, desi procesele fundamentale sunt aceleasi, datorita faptului ca pierderile de caldura dinspre corp catre mediul acvatic exterior sunt mai mari decat in aer, organismul trebuie sa cheltuiasca o energie foarte mare pentru a compensa pierderile calorice.

Capacitatea organismului uman de a furniza caldura necesara acoperirii pierderilor de caldura catre mediul acvatic exterior este limitata, astfel incat, functie de temperatura apei si de activitatea depusa de scafandru se poate ajunge la un dezechilibru termic mai lung sau mai scurt.

Singura solutie pentru a impiedicarea aparitiei acestui dezechilibru termic pe o perioada cat mai indelungata este aceea de a reduce pierderile de caldura prin realizarea unor costume cu functie de izolator termic.

In vederea rezolvarii acestei probleme, scufundatorul va trebui sa poarte costum de protectie termica pentru a pastra caldura corpului, prin limitarea pierderilor de caldura catre mediul acvatic exterior.

Scufundarea in apa rece nu este numai inconfortabila, dar si primejdioasa, de aceea alegerea tipului de imbracaminte (a costumului de protectie) se face in functie de:

Temperatura apei;

Tipul activitatii desfasurate sub apa;

Statura scafandrului;

Efortul depus sub apa.

Costumul de scufundare umed este confectionat din neopren, un cauciuc special, expandat cu gaz inert (care are incluse in masa lui mici bule de gaz, de obicei azot, izolate termic intre ele). Astfel, neoprenul este un material nepermeabil, foarte bun izolator termic si cu bune calitati elastice.

Costumul, prin tesatura speciala cu care este captusit, permite patrunderea si mentinerea unei pelicule subtiri de apa intre neopren si pielea corpului.

Aceasta pelicula se incalzeste de la corp atingand temperatura de confort, iar neoprenul, prin calitatile lui de izolator termic, limiteaza pierderile de caldura ale organismului uman catre mediul acvatic exterior.

Scafandri ce urmeaza sa desfasoare o activitate subacvatica mai intensa au nevoie de protectie termica mai redusa deoarece , metabolismul lor fiind intensificat, se va produce mai multa caldura. In orice caz, toti scafandri au nevoie de protectie termica atunci cand se scufunda la adancimi mai mari, datorita scaderii temperaturii apei pe masura ce creste adancimea.

Cu un echipament de scafandru corespunzator, orice persoana instruita in activitatea de scufundare, poate patrunde, in conditii de confort si siguranta in mediul acvatic.

Un echipament de scufundare adecvat ofera posibilitatea unui confort termic, a unei miscari eficiente si a unei respiratii compatibile cu mediul acvatic, permitand scafandrului desfasurarea unei activitati subacvatice variate, functie de experienta si conditia fizica a acestuia.

In continuare, prezentam echipamentul individual de scufundare autonoma, in ordinea echiparii, cu rolul componentelor lui:

Costum de scufundare din neopren = componenta a echipamentului de scufundare avand ca scop prioritar protejarea scafandrului impotriva frigului si intr-o oarecare masura, impotriva ranirilor;

vesta de salvare -compensare = componenta a echipamentului de scufundare utilizata in vederea reglarii flotabilitatii scafandrului si pentru urcarea rapida spre suprafata in caz de urgenta;

centura de lestare cu lesturi = componenta a echipamentului de scufundare utilizata pentru micsorarea flotabilitatii scafandrului;

vizor de scafandru (masca de scufundare = componenta a echipamentului de scufundare, etans pe fata scafandrului, formand un plan dioptru care permite vizibilitatea sub apa.

tub de respirat si inot la suprafata = accesoriu al echipamentului de scufundare utilizat pentru inotul in imediata apropiere a suprafetei apei;

aparat de respirat (butelii de scufundare) = ansamblu de componente ale echipamentului de scufundare care permite scafandrului transportul sub apa a unei cantitati de aer sau amestec gazos comprimat, necesar scufundarii;

detentor (fr. detenteur) = denumit si regulator de presiune, el are rolul de a destinde gazul necesar respiratiei scafandrului de la presiunea de stocaj (din buteliile de scufundare) la presiunea mediului ambiant;

labe de inot sau scufundare = componente ale echipamentului de scufundare utilizate pentru marirea vitezei de deplasare a scafandrului sub apa si in antrenamentul la inot.

busola subacvatica = accesoriu al echipamentului de scufundare utilizat de scafandri pentru orientarea sub apa;

ceas etans = accesoriu al echipamentului de scufundare utilizat de scafandri la cronometrarea timpului de scufundare, a timpilor de decompresie, a vitezei de urcare spre suprafata;

pumnal de scafandru = accesoriu al echipamentului de scufundare utilizat drept unealta pentru taiere, desprindere, razuire;

lanterna subacvatica = lampa portabila etansa utilizata pentru iluminarea locala sub apa;

manometru submersibil de control = aparat de masurare a presiunii aerului din buteliile de scufundare, pe tot timpul imersiunii;

profundimetru = instrument de masura, purtat de scafandru, care indica adancimea de scufundare;

calculator de scufundare = este un calculator conceput in special pentru scafandrii care efectueaza scufundari cu decompresie, acestia obtinand prin conactare la un terminal aflat la suprafata apei profilul scufundarii.